纳米技术在化纤开发中的应用

【摘要】通过使用纳米技术，经过人们不断的研究以及开发了很多具备高强度、模量以及耐高温的较强的特征、同时还具备了防水性强、抗静电与导电、离子交换、抗菌性等的多方面强功能的新型化学纤维，文中主要分析了纳米技术在化纤开发中的应用，包括抗紫外线纤维、抗静电化纤、扰电磁波辐射纤雄以及红外功能纤维等方面。

【关键词】纳米技术；化纤开发；扰电磁波辐射；红外功能

中图分类号：TF12 文献标识码：A 文章编号：1006-0278（2013）04-170-01

利用这些好的特性，成功的生产了具有多种功效、多附加值的纺织品，具有很大的经济效益。文章基于这一背景主要探讨了纳米技术在化纤开发中的应用，其中化纤主要研究了功能性化纤。

一、纳米技术与材料在化纤开发中的应用

利用纳米技术可以生产出较强功能性的化纤，有下面三种途径可以实现：

1.将纤维细化，让其细化到纳米级的程度，这样才能够达到特殊用途领域的要求，例如：超细化纤维被用作为复合形式的增强材料；

2.通过采用纳米材料来对以往使用的传统材料改变其性质，例如湿法纺丝中的溶液一起混合使用，就是把纳米粒子溶解后的高聚物进行均匀的搅拌，在经过聚合反应以后才可以加工纺丝；在融纺的过程中，把熔融的聚合物中均匀的分散纳米粒子，这样才能够配制功能性纤维；

3.把纤维按照纳米进行处理并且让其实现功能化。

（一）抗紫外线纤维

化纤纺丝的时候，不仅要增加抗紫外线剂，而且也要在纤维的表面的上抹上抗紫外线剂，这样就能配制成抗紫外线纤维。使用的添加剂有一种是具有反射紫外线的物质，比如说紫外线屏蔽剂，在一般情况下，大多选择使用类似A12O3、MgO、高岭土等金属氧化物的粉状物质；另外的一种是具有强烈的选择性的将紫外光进行吸收，而且还可以为减少透过性的物质从而将能力进行转换，人们已经约定俗成的称作是紫外线吸收剂，常见的都是某些无机物，除了上面所说的几种金属氧化物质，还有TiO2、纳米云母等物质；另外还有为数不多是有机化合物，通常容易见到的是水杨酸醋类、金属离子聚合物等。在太阳发射出的紫外线中，能够对人造成伤害的波段是200到400纳米之间。具有吸收紫外线的特点并且属于这个波段范围内的有纳米TiO2、纳米云母等。如果把微量的纳米微粒放到化学纤维里去，那么就会出现把紫外线进行吸收的现象。这样就能够有效的保护人体不会受到紫外线的伤害。在目前比较常用的大部分的抗紫外线功能添加剂的主要是由纳米TiO2、纳米ZnO以及其它化学助剂组成的，通常情况下把细度调制到30到500nm的范围内。有些化纤是经不住日晒的，其原因是有机高分子材料经过紫外线的照射就会发生分子链的降解，从而有很多的自由基出现，影响了纤维和纺织品的颜色、色泽、强度等。然而纳米ZnO粒子却是具有十分稳定性能的紫外线吸收剂，把它很均匀的分散在高分子材料中，通过它对紫外线能够吸收的特性，可以阻止分子链发生的降解，这样就能够实现防日晒耐老化预期目的。

（二）抗静电化纤

衣物和化纤地毯等由于静电效应，摩擦产生放电效应，同时易吸灰尘，给使用者带来诸多不便；另外一些操作平台、船舱焊接等一线工作，静电易产生火花而引起炸。

因为静电效应，所以一些衣物和化纤地毯等物体会因摩擦而产生物理上的放电效应。另外，化纤类的物质还容易吸收灰尘，这样一来会给造成使用者一些不必要的麻烦；还有某些需要操作平台、船舱焊接等方面的工作环境下，很容易产生静电，继而因为静电容易产生火花很可能造成爆炸的后果。

考虑到安全性，为解决十分关键的静电问题，必须提高纤制品的质量，然而纳米微粒正好为解决这个困难指出了一种新的方式方法。把少量的纳米微粒放入到化纤制品里，把具有半导体的属性的粉状物质比如0.1%到0.5%的纳米TiO2、纳米ZnO等，加到树脂里面，这样就能够产生很好的屏蔽静电的功效，从而很大程度上降低了静电效应，使得生成的制品在表面上的电阻值高达108到109欧姆，这样一来在很大程度上就提高了安全系数。

（三）扰电磁波辐射纤雄

由于目前的微波通讯技术以及电子信息技术的飞速发展，对于像电子、电器这样的很多产品都已经走进了广大居民的生活。这些产品虽然使得人们的生活变得快捷、方便、高效；但是也产生了一些类似如电磁干扰《EMD以及电磁污染等负面问题。这些电磁辐射会损坏人们的身体，使得人体的健康受到严重的威胁。如果在化纤加时，能够增添一些如纳米Fe2O3、纳米NiO等这样的纳米微粒；那么就可以制出能够抗电磁波辐射的纤维，从而可以强烈的将电磁辐射进行吸收；这样一来，就能够防护人们的身体。

（四）红外功能纤维

远红外线是具有热效应的，它是一种波长是在2.5到1000微米的电磁波辐射，超强的穿透力是它最为显著的一个特质。正是因为纳米材料的尺寸比红外和雷达波的波长要小得多，所以对于红外这种波在透过率上的要求比普通的材料高很多。然而纳米材料的表面积又比普通粉状物质大到3到4个数量级，另外在对于红外线以及电磁波的吸收率也比常规资料大，于是就使得波的反射率降低了很多，同时也让红外探测器以及雷达能够接受到的反射信号变得微弱了。将某些如Al2O3、TiO2等多种纳米微粒的复合型粉状物质和高分子纤维进行结合，会使得其具有非常强的吸收中红外波段的能力，这样就可以用来制作战服。另外像氧化锆的纳米微粒，还具有吸收外界的能量，以及能够辐射出和人体生物波一致的远红外线。辐射出这样的红外线，与人接触后，具有一些很好的卫生保健作用如维持人体温度、抑制细菌滋生、增强人体的免疫力。