第29卷第7期化工新型材料Vol129No17 2001年7月N EW CHEMICAL MA TERIAL S J uly2001
纳米技术在纺织中的应用
罗敏(东华大学化学与化工学院，上海200051)
摘　要　纳米材料由于其结构和性能上的独特性而显示出了巨大的应用前景。本文从纳米材料的特性出发，对纳米技术在纺织工业中的应用及存在的问题进行探讨。
关键词　纳米技术，功能性织物，纺织
Application of nano-technology in textile
Luo Min(Chmistry and Chemical Engineering Institute,Dong Hua University200051)
Abstract　Nanometric materials have shown tremendous a pplication foreground due to their unique characters on structure and performance.This article describes the a pplication of nano-technology in textile industry and point out the problems that still exist.
K ey w ords　nano-technology,functional fabrics,textile
纳米技术在现实生活中的应用  目前，纳米功能材料及纳米技术已成为世界各国研究的热点，纳米技术已渗透到人类生活和生产的各个领域，使得许多传统产品得到改进。现今，在纺织品功能化和高附加值化方面，纳米材料及技术同样有着广阔的使用前景。
1　纳米技术在纺织中的应用方式及领域
111　应用方式
纳米材料的奇特性质为纳米技术的广泛应用奠定了基础，应用纳米技术开发功能性纺织品主要有3个途径:
(1)纤维超细化，使之达到纳米级以满足特殊用途领域的需要。
(2)利用纳米材料对传统材料进行改性。如湿法纺丝中的溶液共混，就是将高聚物经适当的溶剂溶解后，将纳米材料粒子加入其中，充分搅拌均匀后进行聚合反应，然后进行纺丝加工。而在融纺中则是把纳米粒子均匀分散在熔融的聚合物中再制备功能化纤维。
(3)对纤维或织物进行纳米后整理，使之功能化。后整理的方法大致为:①将纳米微粒作为固体物质直接加入到织物后整理剂中，使纳米微粒均匀分散在后处理织物中;②将纳米微粒的微乳液和织物后整理剂均匀混合后，使织物通过这种含有纳米微粒的整理液;③将含有纳米材料的整理剂在一定的粘合剂存在下涂
覆到织物表面，形成一种功能性的涂层，改善织物的服用性能。
112　应用领域[1,2]
随着科学技术的发展和人类生活水平的提高，人们对服装提出了舒适、卫生、保健的要求，各种功能化的纺织品不断涌现。目前纳米技术已应用于防紫外、抗静电、防电磁辐射、远红外、抗菌消臭、抗老化、拒水拒油等方面，具体介绍如下:
(1)防紫外　太阳能对人体有伤害的紫外线主要在300～400nm波段。研究表明，纳米TiO2、ZnO、SiO2、Al2O3、Fe2O3和纳米云母都具有在这个波段吸收紫外线的特征。如果将少量纳米微粒添加到化学纤维中，就会产生紫外线吸收现象，从而可有效保护人体免受紫外线的损伤。
(2)抗静电。化纤的衣物和地毯，由于静电摩
擦产生放电效应，同时易吸附灰尘，给使用者带来诸多不便。纳米微粒为解决化纤制品的静电问题提供了一个新的途径，在化纤制品中加入少量的纳米微粒，如将011%～015%的纳米TiO2、Cr2O3、ZnO、Fe2O3等具有半导体性质的粉体掺入到树脂中，就会产生良好的静电屏蔽性能，大大降低静电效应。
(3)防电磁辐射。电子产品的普及使得电磁辐射对人体健康造成了巨大威胁，一些纳米微粒如纳米氧化铁、纳米氧化镍等能强烈吸收电磁辐射，从而对人体起到防护作用。
(4)远红外。人体释放的红外线大致在4～16的中红外波段，在战场上如果不对这一波段的红外线进行屏蔽，就很容易被非常灵敏的中红外探测器所发现，尤其在夜间人体安全将会受到威胁，因此研制具有对人体红外线进行屏蔽的衣服是很有必要的。某些纳米微粒如纳米Al2O3、TiO2、SiO2和Fe2O3的复合粉体与高分子纤维结合，对中红外波段有很强的吸收性能。另一重要特性是，有些纳米微粒如纳米氧化锆，能有效吸收外界能量并辐射与人体生物波相同的远红外线，此种远红外线作用于人体，即产生人体细胞的共振活化现象，具有保温和抑菌，促进血液循环，增强免疫力等卫生保健的作用。
(5)抗菌消臭[3]。一些金属粒子如银、铜、铁等，可通过其释放出微量的金属离子，与带负电电荷的菌体蛋白质结合而使细菌变形或沉淀，从而达到杀菌作用。纳米氧化锌、氧化铜等不仅具有良好的抗菌消臭功能，还具有良好的紫外线屏蔽作用。
(6)抗老化[3]。有些化纤不耐日晒，就是因为有机高分子材料在紫外线的照射下会发生分子链的降解，产生大量的自由基，致使纤维及纺织品的颜、强度等受到影响，而纳米二氧化钛粒子是一种稳定的紫外线吸收剂，将其均匀分散于高分子材料中，利用其对于紫外线的吸收作用，即可防止分子链的降解，从而达到防日晒耐老化的效果。
(7)拒水拒油。对材料的表面进行某种特殊的加工，从而在材料的宏观界面建立一个二元协同纳米界面结构，使材料具有特殊的功用。据中科院江雷教授介绍，经过这种技术处理的纺织材料(棉、麻、丝、毛、
绒、混纺、化纤等)不仅防水防油，也防墨水、果汁等。用这种纤维制成的衣物洗涤时可以仅用清水冲洗，不必再使用传统的洗涤剂。113　存在的问题及解决方法[4]
纳米材料应用过程中最主要的问题就是它的分散性差，易凝聚。为解决这一问题，需对纳米粒子的表面进行处理而降低其表面能。表面处理的方法很多，根据表面处理剂与颗粒之间有无化学反应，可分为表面化学改性和表面吸附包覆改性。化学改性是指在纳米微粒的表面进行化学吸附或反应；而包覆改性主要利用一些表面活性剂、聚合物以及聚合物单体等吸附在颗粒表面，增强纳米微粒与基材的亲合性。
2　展望
21世纪纺织科技的发展趋势是将高科技与时代经济和文化发展紧密结合。开发功能性纺织品，融舒适、休闲、保健为一体，这已成为当今世界纺织品发展的潮流，而在此潮流中，纳米技术的应用必将掀起一股热浪。目前，各国政府都投入了大量的人力、物力和财力开发新型的纳米复合材料，我国政府也把纳米材料的研究列为“863”、“十五”以及“攀登”计划的重点研发课题。纳米技术的开发及应用对纺织业而言，既是挑战又是机遇，我们应加快纳米技术与纺织业的结合，给传统的纺织业注入新的活力和生机，开发多功能、高附加值的纺织新产品，开拓纺织品在国内外的市场地位，提高我国纺织行业的技术竞争水平。
参考文献
1　施晓晔.北京纺织,2001,1:58～60
2　David R.Forrest.Discover Expo’95Industrial Fabric&Equip2 ment Exposition Charlotte,North Carolina,12October,1995
3　王妮，魏征.江苏纺织,2001,1:31～32
4　酒金亭，王锐，李立平，葛钥.纺织导报,2000,3:27～30
收稿日期:2001-6-26
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