自清洁纺织纤维技术现状与发展

2017-04-11 13:01:58 防雾剂,织物疏水疏油整理剂 阅读

 超疏水

 一、超疏水处理现状与发展

  基于仿生学原理构建材料表面结构,获得仿生自清洁表面是自清洁功能纤维制备的主要方法。许多动植物(如荷叶、水稻叶和蝴蝶翅膀)具有超疏水和自清洁效果,最典型的是“荷叶效应”。

  研究人员利用碳纳米管(CNT)沉积在棉织物上形成粗糙表面产生“荷叶效应”,可达到超疏水目的。中科院江雷院士及其合作者揭示了自然界中清润性表面结构与性能的关系,提出“二元协同纳米界面材料”设计体系,可制备出多种仿生超疏水材料,他提出如果在纤维上打出微纳米列孔,实现纤维超双疏,能够生产出具备自清洁性能的西服和羊毛衫;江雷院士及其合作者研究发生出蝴蝶翅膀的表面有非常细的鳞片结构复制到纤维和纺织品上,同样可获得类似大闪蝶翅膀具有的清洁的性质。

  另一种超疏水化的方法是使用低表面能的含氟、硅基因的物质对表面进行修饰或是涂层,但直接使用具有最低表面能的氟化物进行处理时,接触角最多只能达到120°左右,因此,要达到超疏水效果,表面粗糙度也是要考虑的因素。研究人员以醋酸纤维素为原料,通过静电纺丝制备纳米纤维膜,通过逐层交替沉积CF3进行氟化处理,最后得到接触角的162°超疏水表面。NanoSphere技术是通过对棉和天然纤维混纺织物进行氟碳整理获得拒污、拒水和拒油性能的,也可应用到蚕丝、羊毛纺织品的拒水整理中。改进的NanoSphere表面涂层整理技术通过了严格的蓝色标志标准认证,该技术采用新的涂层基体,同时将C6氟碳替代C8氟碳,实现将上百万纳米粒子整理到织物表面,经改进的NanoSphere表面涂层整理技术整理的织物具有持久的耐水洗效果。

  第三种利用纳米技术方法对纤维和织物进行超疏水化处理。Mincor TX TT 整理技术模拟荷叶的微观结构,通过整理工艺将纳米粒子嵌入聚合物基质中,赋予整理织物耐久的纳米结构表面。Mincor TX TT是由BASF公司开发,是真正具备纳米结构表面的自清洁纺织品。

  二、光催化表面处理现状及发展

  基于光催化原理的自清洁表面主要是指TiO2光诱导薄膜。1997年研究人员在Nature上首次报道了纳米TiO2薄膜的双亲性原理,并利用TiO2薄膜成功制备出一种同时具有防雾与自清洁功能的玻璃,开辟了TiO2在自清洁领域的应用。

  香港理工大学的研究者和Tung等都在羊毛和丝绸织物的光催化自清洁技术领域进行了深入研究。研究表明整理后的羊毛表织物被红酒沾污后,将其暴露于日光模拟器下进行光催化反应,红酒污渍几乎可被完全讲解。

      研究人员采用静电纺丝的方法成功制备了纤维及其材料的自清洁表面。还有一些学者将多项技术联合处理纤维赋予其功能性,通过纳米TiO2和低温等离子联合技术开发了自清洁聚酯纤维,联合技术的运用较大程度上提供了纤维的功能性效果。后来研究人员通过N-TiO2光催化表面技术并沉积AgI颗粒联合技术开发成功了可见光激发的自清洁棉纤维。



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