功能纺织材料和新型纤维复习提纲-2014总结版

功能纺织材料和新型纤维复习提纲-2014总结版《功能纺织材料和新型纤维》复习提纲（ 2014）1、纳米技术：在纳米尺度上对物质和材料进行研究和处理的技术被称为纳米技术。高性能纤维：强度大于17.6cN/dtex, 模量在440cN/dtex的纤维。等离子体处理：利用等离子体里面富含的离子，自由基等活性成分对表面进行活化。静电纺丝：高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。吸湿排汗纺织品：利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面，并发散达到导湿快干的目的，人们也将该种纤维成为“可呼吸纤维”溶胶-凝胶：用含高化学活性组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解、缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶网络间充满了市区流动性的溶剂，形成凝胶。凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。第2 页共25 页复合纤维：将两种或两种以上的高聚或性能不同的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成一根纤维的技术。功能纤维及功能纺织品：是指除一般纤维及纺织品所具有的物理机械性能和常规的装饰、保暖等基本功能外，还具有某种特殊功能的新型纤维及纺织品，如卫生保健纺织品（抗菌、杀螨、理疗及除异味等）、防护功能纺织品（防辐射、抗静电、导电、抗紫外线等）、舒适功能纺织品（吸热、放热、吸湿、放湿等），医疗和环保功能纺织品（生物相容性和生物降解性）等。抗菌纤维：在原纤维制造或后处理过程中，加入具有抗菌能力的助剂（抗菌剂），使其成为具有特殊的抗菌能力的纤维。碳纤维：指纤维的化学组成中碳元素占总质量90%以上的纤维。差别化纤维：通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，在改善提高化学纤维性能与风格的同时，还赋予其新的功能和特性，如高吸水性、导电性、高收缩性和染色性等。异形纤维：经一定几何形状（非圆型）的喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的化学纤维。第3 页共25 页中空纤维：指纤维轴向有细管状空腔的化纤。贯通纤维轴向具有管状空腔的化学纤维。超细纤维：把纤度0.3旦（直径5微米）以下的纤维称为超细纤维。吸水吸湿纤维：指具有吸收水分并将水分向邻近纤维输送能力的纤维负离子纤维：是一种具有负离子释放功能的纤维，由该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量、环境具有明显的作用，特别是负离子对人体的保健作用，已越来越多为人们所接受。纳米材料的表面效应：指纳米粒子的表面原子数与总原子数之比随粒径减小而急剧增大后引起性质上的变化。纳米纤维：是指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料，广义上讲包括纤维直径为纳米量级的超细纤维，还包括将纳米颗粒填充到普通纤维中对其进行改性的纤维。抗菌纺织品：在原纤维制造或后处理过程中，加入具有抗菌能力的助剂，使其具有特殊的抗菌能力的纤维。形状记忆纤维：指纤维第一次成型时，能记忆外界赋予的初始形状，定型后的纤维可以任意发生第4 页共25 页变形，并在较低的温度下降此形变固定下来（二次成型）或者是在外力的强迫下将此变形固定下来。当给予变形的纤维加热或水洗等外部刺激条件时，形状记忆纤维可回复原始形状，也就是说最终的产品具有对纤维最初形状记忆的功能。阻燃纤维：指在火焰中仅阴燃，本身不发生火焰，离开火焰，阴燃自行熄灭的纤维，广泛应用于服装、家居、装饰、无纺织物及填充物等。抗紫外纤维：又称耐光性纤维。本身具有抗紫外线破坏能力的纤维或加入抗紫外线添加剂的纤维。溅射镀膜：利用高能离子冲击材料靶，从其表面溅射出粒子并沉积在工件表面上形成薄膜的方法。极限氧指数：指在氧气和氮气的混合气体中，维持完全燃烧状态所需的最低氧气体积浓度的百分数。2、功能纤维的分类及其在功能纺织品中的应用一、防护性功能纤维及纺织品1.阻燃纤维及纺织品化学改性：共聚、接枝等物理改性：共混、表面涂层等阻燃整理：2.抗菌防臭纤维及纺织品金属银盐和铜盐，如硫酸铜和硝酸银是最常用第5 页共25 页的抗菌添加剂3.抗静电、导电纤维及纺织品（（11）在纤维内部混入吸湿性材料、引入亲水性基团或对织物进行吸湿性树脂）整理，还可在织物中交织导电纤维。（（22）金属纤维、碳纤维和有机导电纤维）4.抗紫外线纤维及纺织品有机类抗紫外线添加剂：水杨酸酯、二苯甲酮、苯并三唑等无机类抗紫外线添加剂：氧化锌和二氧化钛5.电磁波屏蔽纤维及纺织品二、保健功能纤维及纺织品1.医用功能纤维及纺织品人造血管、人造皮肤、人造骨、人造关节、人工心脏瓣膜、软组织修复等2.磁性功能纤维及纺织品磁性医疗保健用品3.远红外功能纤维及纺织品远红外发射功能的陶瓷粉((二氧化钛、二氧化锡、氧化铝等))三、其他纤维及纺织品1.1.拒水拒油纺织品油田工作服、家庭用的纺织品、汽车椅套布、部分军用织物以及其他特殊用途的纺织品。2.防水透湿纺织品运动服、体闲服、雨衣、航海和水上作业服、消防服等。3.亲水性纤维及纺织品运动服、内衣及毛巾、浴巾类。4.离子交换纤维及纺织品水的软化、金属的提炼回收、药品精制、疾病的诊断与治疗及生物化学领域等。5.智能第6 页共25 页纤维及纺织品自动调色服装、自动调温服装、具有““知觉””的““智能TT恤””及自适应防护服等。光致变色纤维和温感变色纤维可制成智能滑雪衫、夹克衫、短上衣、连衣裙和帽子等，它们能随着室内外光线的变化面改变颜色。3、纤维差别化的主要方法和特点纤维差别化的主要方法Physical：1．改进聚合与纺丝条件：如温度、时间、介质、浓度、凝固浴，可改变高聚物聚合度及分布、结晶度及分布、取向度等。2．改变截面：如采用特殊的喷丝孔形状开发异形纤维。3．表面物理改性：如采用高能射线（γ射线、β射线）和低温等离子体对纤维表面进行刻蚀、涂抹、电镀等。4．复合：即将两种或两种以上的高聚物或性能不同的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成一根纤维的技术。5．混合：即利用聚合物的可混溶性和溶解性，将两种聚合物混合后喷纺成丝。Chemical:通过改变纤维原来的化学结构来达到改性目的的方法，改性方法包括共聚、接枝、交联。1．共聚：是采用两种或两种以上单体在一定条件下进行聚合的方法。例如，丙烯腈与氯乙第7 页共25 页烯或偏氯乙烯共聚可以提高聚丙烯腈的阻燃性能，而对苯二甲酸乙二酯与间苯二甲酸磺酸钠或对苯二甲酸磺酸钠共聚则可以改善聚酯纤维的染色性能。2．接枝：是通过一种化学的或物理的方法，使纤维的大分子链上能接上所需要的基团。接枝可以在聚合体内进行也可以在成形纤维表面进行。3．交联：交联是指使纤维大分子链间用化学链联结起来。当聚合物交联时，所有的单个聚合物链形成一个大的三维网状结构。将使玻璃化温度提高，纤维的耐热性、抗皱性、褶裥保持性、尺寸稳定性、弹性和初始模量获得改善，对纤维拉伸强度和伸长也有一定影响。4、抗菌剂的种类？纳米银和纳米TiO2的抗菌机理？抗菌功能纺织品加工方法及其评价抗菌剂种类：按抗菌剂的结构分为：无机：TiO2、ZnO、沸石、磷灰石等多孔物质以及银、铜、锌等金属及其离子化合物。有机：有机酸、酯、醇、酚类物质、季铵盐类。生物：从动、植物体内提取的以及经微生物发酵生产的抗菌剂。纳米银颗粒直接进入菌体与氧代谢酶（－SH）结合，使菌体窒息而死；能和细菌细胞壁上暴露的肽聚糖反应，产生可塑性化合物，阻止病菌活动，第8 页共25 页杀死病菌；银可以和病原体的DNA结合，导致细菌DNA结构变异，抑制了DNA复制，导致病菌失去了活力。这种独特的作用机制，可杀死与其接触的大多数细菌、霉菌、孢子等微生物。TiO2在光的作用下在表面可以产生大量的羟基自由基和氧自由基，而这两种自由基都具有很强的化学活性，能使各种微生物发生氧化反应，从而在较短时间内就能杀灭微生物。抗菌纤维的制备：1.共混法2复合纺丝法3后整理处理法评价：1定量测试：菌数测定法、FZ/T02021-1992、奎恩实验法；2定性测试：HaloTest,晕圈法、平行划线法和抗微生物性实验法。5、抗紫外剂的种类、抗紫外辐射纺织品的加工方法和抗紫外辐射纺织品的应用⑴紫外线屏蔽剂：起反射紫外线作用的物质.紫外线吸收剂：对紫外线有强烈选择吸收，并能进行能量转换而减少它的透过量的物质。生产方法：抗紫外纤维生产方法：共混纺丝法（直接共混纺丝、母粒与切片共混纺丝）。抗紫外线织物加工：后整理加工技术（1.染色-同浴吸尽法：对于化纤类织物，抗紫外整理课余染色同浴第9 页共25 页进行。2.树脂整理法:对于棉麻等天然纤维，由于紫外线吸收剂大多不溶6、抗静电纤维的种类和抗静电纺织品的加工方法抗静电纤维的种类1）表面活性剂添加型纤维：为制备效果相对耐久的表面活性剂添加型抗静电纤维，可采用将表面活性剂添加到纺丝液中进行共混纺丝的方法，利用表面活性剂从内向外的不断迁移扩散，使纤维表面长期含有表面活性剂。2）共混（成纤聚合物与抗静电剂）、共聚合（亲水性化合物与纤维单体）和接枝改性型抗静电纤维3）金属导电纤维（与普通纤维混纺）4）碳素导电纤维（掺杂、涂层、炭化）第10 页共25 页5）导电聚合物制成的有机导电纤维（聚乙炔、聚苯胺）6）普通合成纤维涂敷导电物质制成的有机导电纤维（表面整理，炭黑、金属）7）复合纺丝法制成的有机导电纤维利用此特性制备抗静电纤维的方法主要有两种：?一是直接纺丝法，多采用湿法纺丝，将聚苯胺配成浓溶液，在一定的凝固浴中拉伸纺丝。?另一种是后处理法，在普通纤维表面进行化学反应，让导电高分子吸附在纤维表面，使普通纤维具有抗静电性能。这类纤维的手感很好，但稳定性差，抗静电性能对环境的依赖性较强，且抗静电性能会随着时间的延长而缓慢衰退，这就使其应用受到限制。7、电磁屏蔽的机理？电磁屏蔽纺织品的制备方法第11 页共25 页8、什么是碳纤维？有哪些优、缺点？碳纤维：是指纤维的化学组成中碳元素占总质量的90%以上的纤维。优点：a在纤维轴方向显示高抗拉强度和高弹性模量，高强度的碳纤维的抗拉强度可达 3000-4000MPa，要比钢铁大四倍；b密度小，碳纤维的密度只比一般塑料大一点；纤维细，其线密度可达0.05tex；不生锈、耐腐蚀；既能耐高温又能耐低温；能耐温度骤变，热膨胀系数小；常温下导热性能好，高温下导热性能低；突出的导电性能；优良的吸附性能；碳纤维还具有耐辐射、能反射中子等特性。缺点：a比较脆、怕受压和剪切；第12 页共25 页b抗氧化性能差，碳纤维在高温下易生成二氧化碳；破坏前无预报，碳纤维由于弹性模量高，受力后变形很小，所以断裂前没有明显征兆。9、活性碳纤维的功能、应用及优点活性炭纤维的脱硫性能，其具有较快的吸附速度,同时ACF外表面积大，在外表面的孔口多,容易使分子吸附和脱附,且孔径分布窄，因此ACF具有常规活性炭无法比拟的优越性,b活性炭纤维对水中重金属离子的吸附也有很好的效果；c防毒、抗菌和核防护性能。应用：（1）ACF对水净化有特殊功能(2)ACF用于溶剂回收:ACF吸附容量大而且脱附速度快,可在回收活性溶剂方面得到应用。ACF用作氧化还原剂:主要是在贵金属的回收、分离及其再利用方面。优点：吸附容量大；吸附速度快；脱附速度快、易再生；耐温性能好；耐酸、耐碱，具有良好的第13 页共25 页导电性能和化学稳定性；灰份小。10、影响纤维亲水性的主要因素及其超吸水纤维的制备方法纤维的亲水性取决于其化学结构和物理结构，纤维中的亲水性基团数目越多，基团的极性越强，纤维的亲水性越好。在纤维高分子的结晶区和高序区，活性基团之间形成交联，水分子不容易渗入结晶区，呈现疏水性。而在非结晶区或低序以及形态结构粗糙、微孔或空隙很多的区域，水分子易于扩散和停留，表现亲水性。除了结晶度影响纤维的吸湿性外，在同样结晶度情况下，晶区的大小对吸湿性也有影响。一般来说，晶区小，晶粒表面积大，晶粒表面未键合的亲水基团多，亲水性提高。制备方法：化学改性：大分子结构的亲水化，与亲水物质接枝共聚，纤维表面的亲水化物理改性：与亲水物质共混，纤维微孔化，纤维表面粗糙化11、什么叫等离子体？等离子体技术在纺织处理的应用等离子体：可分为高温和低温等离子体， 是部分第14 页共25 页离子化的气体，它是由电子、离子、分子、光量子、基态或激发态的气态原子组成的气态复合体，被称为物质的第四态（固、液、气），是等量的正电荷与负电荷的载体的集合体，具有零总电荷，呈电中性。表面刻蚀（SurfaceEtching）通过等离子体处理，使纤维表面发生氧化分解反应，改善纤维材料的染色、吸湿、反射光线、摩擦、手感、防污、防静电等性能；或是对天然纤维表面的胶质、羊毛鳞片进行去除或修饰等。Deposition接枝聚合反应（SurfaceGrafting）通过激发分子、激发原子、自由基等活性离子与有机物分子发生相互作用而导致聚合或接枝，最终达到改性的目的。这种改性方法对于改变材料表面整体性能具有独特的优势。表面沉积（SurfaceDeposition）利用等离子体作用在纤维表面沉积一定的物质，从而改变纤维表面的化学组成和物理结构，引起其表面化学性质发生变化，也可引起其表面产生某些机械物理性质相应变化。12、影响纤维燃烧性的因素？纤维及织物的阻燃方法？第15 页共25 页可燃物（纤维）、热和氧气是燃烧过程三个不可缺少的要素影响纤维燃烧性的因素?化学组成?分子结构?炭化倾向?织物结构和重量?环境因素纤维及织物的阻燃方法?纤维的阻燃方法?1.提高成纤高聚物热稳定性?原丝改性?接枝改性?后处理改性5?织物的阻燃整理阻燃方法：原丝的阻燃改性和阻燃整理提高成纤高聚物热稳定性?提高成纤高聚物的热稳定性，也就是提高热裂解温度，抑制可燃气体的产生，增加炭化程度，使纤维不易着火燃烧。提高热稳定性有以下几种途径：1）在成纤高聚物的大分子链中引入芳环或芳杂环，增加分子链的刚性、大分子链的密集度和内聚力，从而提高热稳定性。把这种高度热稳定性高聚物用湿法纺丝制成纤维，如芳纶1313、芳纶1414、聚酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维、聚芳第16 页共25 页砜酰胺纤维等。（2）通过纤维中线型大分子链间交联反应变成三维交联结构，从而阻止碳链断裂，成为不收缩不熔融的阻燃纤维。3）纤维在200-300oC高温的空气氧化炉中停留几十分钟或数小时，使纤维大分子发生氧化、环化、脱氢和炭化等反应，变成一种多共轭体系的梯形结构，从而具有优异的耐高温阻燃性能。聚丙烯腈氧化纤维就属这种类型的纤维。4）通过纤维大分子中的氧、氮原子与金属离子螯合交联形成立体网状结构，提高热稳定性，致使纤维大分子受热后发生炭化，而具有优异的阻燃性。金属的螯合度越高，极限氧指数越高。原丝改性（1）共聚法：在成纤高聚物的合成过程中，把含有磷、卤、硫等阻燃元素的化合物作为共聚单体（反应型阻燃剂）引入到大分子链中，然后再把这种阻燃性成纤高聚物用熔融纺或湿纺制成阻燃纤维。（2）共混法：将阻燃剂加入纺丝熔体或浆液中纺制阻燃纤维的方法3.接枝改性（1）用放射线、高能电子束或化学引发剂，使纤维（或织物）与乙烯基型的阻燃单体发生接枝共聚，是一种有效而持久的阻燃改性方法第17 页共25 页后处理改性将湿法纺丝过程中的初生纤维，用含有添加型阻燃剂（或金属离子）的溶液处理，使阻燃剂（或金属离子）渗入到纤维内部，而获得阻燃性的方法.织物的阻燃整理浸轧烘焙法浸轧－预烘－焙烘－后处理；浸轧液一般由阻燃剂、交联剂、催化剂、润湿剂和柔软剂组成，配制成水溶液或乳液进行整理；一般用于纤维素纤维织物。浸渍烘燥法（吸尽法）将织物放在阻燃液中浸渍一定的时间后，再干燥焙烘使阻燃剂被纤维聚合体吸尽。一般用于疏水性合成纤维织物，阻燃剂的结构如同分散染料那样具有吸尽型结构，与纤维聚合体有亲和性，在高温或膨化剂作用下可渗入纤维内，靠非极性的范德华尔力固着在织物上。有机溶剂法直接使用水溶性的阻燃剂，阻燃整理时间短、能耗低涂布法?把阻燃剂混入树脂内，靠树脂的粘合作用将阻燃剂固着在织物上的一种整理方法。可第18 页共25 页分为刮刀涂布法、浇铸涂布法和压延涂布法。?刮刀法是先将阻燃剂配制成溶液或乳液，再与树脂调成阻燃浆料，用刮刀直接涂布在织物上。?浇铸法是将阻燃剂与树脂浇铸成薄膜加压附着在织物上，适用于需要高阻燃剂含量的大型帷幕和土木工程用的制品。?压延法是将树脂压延机上制成薄膜，再粘合在织物上。?常用树脂有阻燃性的聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯和非阻燃性的聚丙烯酸酯、聚氨酯等。喷雾法?分为手工喷雾和机械连续喷雾两种。?不能用普通设备整理的厚型帷幕、大块地毯、挂毯等纺织针刺产品，都是在最后一道工序用手工喷雾法进行阻燃整理。?对于一些表面膨松、有花纹、簇绒或绒头起毛的织物，即不适于浸轧烘燥的织物，一般都可采用连续喷雾法。13、拒水剂的种类及拒水等级的评定14、生物酶在纺织中的应用第19 页共25 页13级）纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、双氧水分解酶、脂肪酶、漆酶、葡萄糖氧化酶、半纤维素酶、木质素酶等酶制剂在纺织工业中应用广泛，尤其用在退浆及磨洗工艺中。各种纺织用生物酶、中性纤维素酶（酵素粉）特别适用石洗，它不损伤织物内部组织，从而达到完美的磨石效果；各种酸性酶和合成酶作用于纤维织物，达到石洗、去毛、抛光效果退浆α-淀粉酶PVA酶有效去除PVA，显著降低废水处理难度精练角质酶碱性果胶酶分解角质层和果胶，改善织物品质和染色性能漂白过氧化氢酶节约用水、节降低资源(水、电、汽)消耗减少废水的排放量和污染程度纤维素酶是催化水解纤维素、生成葡萄坦的酶类的总称，是由多组分酶组成的酶系。它能作用与天然或再生纤维素纤维，包括棉、麻、竹纤维、构木纤维、粘胶纤维、铜氨纤维和Lyocell纤维等，纤维素酶对织物减量处理后，可去掉织物表面茸毛，使织物光洁、明亮、柔软，打光并减少起球现象。纤维素酶对织物的仿旧整理：纤维素酶进行第20 页共25 页仿旧整理是纤维素酶应用最成功、用量最大的领域，它通过对织物纤维表面的剥蚀作用，使织物表面被磨损，染料被剥离，产生水洗石磨的外观，同时基本解决了浮石水洗整理中存在的问题，加工质量好，生产效率高，对环境污染少，可选设备范围广，对织物（奉献、边角和标记）损伤小，织物的柔软性和悬垂性好，设备磨损小，可以对较轻薄的织物进行加工。纤维素酶对织物的抛光整理：纤维素酶抛光整理是去除烧毛工序未烧尽的织物（包括针织物、毛巾和服装等）表面的绒毛，达到表面光洁、抗起毛起球，使织物达到柔软、膨松等独特性能的整理。其原理是纤维素酶对纤维素水解，再配合机械搅拌（冲击）实现整理，由于没有化学处理，既节约能源，又减少了废水污染。二、蛋白酶在纺织加工中的应用蛋白酶是水解肽键的一类酶，蛋白质在蛋白酶的作用下，能迅速水解为胨、肽等，最后成为氨基酸，蛋白酶用来处理毛、丝等蛋白质纤维，对羊毛制品起到抛光作用，光泽度高，低温染色其色泽鲜艳，柔软整理，织物具有手感柔软、滑爽的性能，具有机可洗、抗起球、起毛等护理功第21 页共25 页能，能有效消除有机氯，对人体无伤害，用于丝的脱胶，无损纤维。蛋白酶对羊毛织物的整理：蛋白酶对羊毛进行处理，可使羊毛获得减量；如果在酶直接处理前对羊毛织物进行氧化预处理，可获得较大减量和毡缩率，从而实现对羊毛织物的防毡缩整理；蛋白酶处理羊毛去除60%以上的鳞片类脂，亲水性得到明显改善，可使羊毛织物获得低温染色的性能。蛋白酶用于生丝脱胶与丝织物水洗整理：生丝的酶精炼主要由预处理、酶脱胶、皂练或合成洗涤剂精炼及链后处理等工序组成，由于蛋白酶对丝胶的水解是一种均相或介于均相和多相之间的水解模式，因而水解反应的效率较高，对丝的损伤小。三、淀粉酶在纺织加工中的应用淀粉酶是水解淀粉和糖原的酶类总称，通常通过淀粉酶催化水解织物上的淀粉浆料，由于淀粉酶的高效性及专一性，酶退浆的退浆率高，退浆快，污染少，产品比酸法、减法更柔软，且不损伤纤维。淀粉酶的种类很多，根据织物不同，设备组合不同，工艺流程也不同，目前所用的退第22 页共25 页浆方法有浸渍法、堆置法、卷染法、连续洗等，由于淀粉酶退浆机械作用小，水的用量少，可以在低温条件下达到退浆效果，具有鲜明的环保特色。四、果胶酶在纺织加工中的应用果胶酶是分解果胶的多种酶的总称，可用于分解棉纤维中的果胶质，易于蜡质萃取。在纺织中主要是碱性果胶酶用于棉（棉织物、棉麻织物等）精炼的过程，替代碱的精炼工艺。通常通过碱性果胶酶精炼处理来去除纤维解质层中的蜡质（疏水性复合物）、果胶和蛋白质，对次生层进