染整助剂与纺织行业生物管理知识技术

染整助剂与纺织生物技术微胶囊的制备及染整应用一、微胶囊及制备１、微胶囊：微胶囊技术是指利用天然的或合成的高分子材料将固体的、液体的、甚至是气体的微小物质包覆，形成直径1—500um的一种具有半透性或封闭膜的微型胶囊技术。２、形状与结构：微胶囊的外形多样，可以是球状的葡萄串形也可以是不规则的形状胶囊外表可以是光滑的也有折叠的、微胶囊的囊膜既可以是单层也可以是双层或多层结构、而囊膜所包覆的核心物质既可以是单核也可以是多核３、微胶囊化的方法：依据囊壁的形成机制和成囊条件微胶囊化方法大致可分为3类即化学法、物理法和物理化学法。化学法：包括界面聚合法、原位聚合法和锐孔法。物理法：包括喷雾干燥法、空气悬浮法真空蒸发沉积法、静电结合法、溶剂蒸发法、包结络合物法及挤压法。物理化学法：则包括油相分离法、水相分离法、干燥浴法(复相乳化法)和熔化分散冷凝法。４、壁材：通常选用的壁材有明胶、果胶、琼脂、甲基纤维素、聚丙烯酸、马来酸、B-环糊精、壳聚糖等高分子物质。５、芯材：水溶性或非水溶性固体物质非水溶性液体或气体物质溶液简介还原染料微胶囊的制备染料悬浮液→加入明胶溶液→加入阿拉伯胶溶液→变性凝聚→稀释→沉降→分散→固化→离心干燥[16]乳化：将15ml还原染料（50g/l）悬浮液中，加入25ml明胶溶液（50g/l），在磁力搅拌器上搅拌1h使之分散均匀，再加入25ml阿拉伯胶溶液（50g/l），继续搅拌1h；变性凝聚：加热到45℃，搅拌条件下，用100g/l稀醋酸调节pH4.5；稀释：搅拌条件下，冲入4倍体积水；沉降：低速搅拌条件下，将此体系冷却至约5℃；分散：用20%NaOH溶液调节pH9；固化：最后加入占总体积2%的戊二醛溶液（37%）固化2h，离心水洗充分去除戊二醛；成囊过程：乳化成囊改善囊形离心分离离干燥粉碎成品固化染料图2-1微胶囊成囊工艺图图2-2成囊示意图二、微胶囊功能及特点三、微胶囊应用：１、印花工艺中的应用多色多点印花传统印花微胶囊微点印花传统多色印花微胶囊多色微点印花多色多点印印花是一种种具有独特特风格,超超过一般。。“雪花””效果的印印花方法。。多色多点点印花在工工艺和设备备上与常规规印花相同同,不同之之处在于采采用了染料料微胶囊。。把粒径10～200um大大小不等、、形状各异异(球形、、椭圆形、、液滴形、、鳞片形、、纤维形等等),含有有多种染料料的微胶囊囊在粘合剂剂的作用下下涂覆在织织物纤维上上,经汽蒸蒸使染料微微胶囊破裂裂并在布上上印花,形形成颜色形形状各异风风格独特的的染色微点点。在布的的一面完成成多色多点点印花烘干干后,在布布的另一面面再进行一一次同样的的多色多点点印花,在在热处理下下,从胶囊囊中释放出出来的染料料形成色点点并渗透到到织物另一一面,得到到主色调各各不相同的的双面多色色多点印花花产品，每每一面的主主色调取决决于该面所所使用的染染料微胶囊囊。1、胶囊印印花产生的的彩色特殊殊效果；工艺上除和和一般印花花工艺有区区别外，主主要是不同同色泽的微微胶囊染料料由于受囊囊膜的包覆覆，所以不不会相互混混合成一种种色泽，一一般是控制制在汽蒸或或焙烘热熔熔阶段中汽汽蒸、焙烘烘破裂，使使染料及时时从微胶囊囊中转移到到织物上去去着色和固固色。各种种颜色的染染料才释放放出来，对对纤维分别别着色，于于是形成多多种颜色风风格独特的的微点花纹纹，而独特特的效果是是任何机械械印花方法法无法达到到的。2、应绿色色整理、保保护环境、、防止粉尘尘；随着社会的的进步和人人们生活质质量的提高高，人们越越来越重视视环境和自自身的健康康水平。““绿色纺织织品”、、“生态纺纺织品”成成为当今世世界人们的的生活需求求。发展纺纺织工业的的清洁生产产，运用有有利于保护护生态环境境的绿色生生产方式，，向消费者者提供生态态纺织品是是世界纺织织业进入21世纪的的全球性主主题，是事事关人类生生存质量和和可持续发发展的重要要内容。绿绿色染色技技术是今后后纺织品染染色重点发发展方向。。色浆配方：：还原绿FFB微胶囊囊30g/l淀粉糊40g/l雕白粉5g/l碳酸钠5g/l尿素5g/l色浆总量100g/l工艺流程色浆调制→→印花→烘烘干→轧还还原液（轧轧余率60％）→预预烘→焙烘烘（120～145℃）→水水洗→氧化化→皂洗→→水洗→烘烘干。纯棉还原艳艳绿FFB微胶囊单单色不同浓浓度印花涤棉分散还还原染料拼拼色微胶囊囊印花还原染料微微胶囊拼色色印花转移印花纺织品加工工中的转移移印花是用用于有明显显玻璃化温温度的合成成纤维织物物,如涤纶纶。将染料料微胶囊构构成的图案案印在转移移纸上,再再将纸放在在织物上施施以压力使使胶囊破裂裂,释放出出的染料附附着在织物物上。这种种方法与传传统的热转转移印花相相比,除了了具有不用用糊料、节节省染料、、节约转移移纸、减少少废水污染染等优点外外,还能扩扩大染料的的选择范围围,不再限限于升华牢牢度低的染染料,同时时也提高了了热转移印印花的升华华牢度。物理发泡印印花物理发泡微微胶囊是一一种有热塑塑性致密外外壳、内含含低沸点溶溶剂的微胶胶囊,平均均粒径为10～30um。将将其混入涂涂料印花浆浆中,印花花后在适当当高温(110～140℃)下处理理,胶囊内内部的溶剂剂汽化,产产生足够压压力,使塑塑性化的壁壁壳膨胀,直径扩大大到原来的的3～5倍倍,并冷却却至室温后后仍保持发发泡后的状状态,从而而获得立体体感强的发发泡印花效效果。热敏变色印印花为了能使印印花的色泽泽与图案随随环境中的的光线、温温度或湿度度的变化而而变化,人人们开发出出了具有光光敏、热敏敏或湿敏特特性的变色色涂料，。。热敏变色色涂料的印印花工艺有有些就是采采用了微胶胶囊技术。。目前使用用的这类变变色涂料还还存在不耐耐洗、不耐耐晒、牢固固度差的缺缺点，对热热敏变色涂涂料研究和和生产处于于领先地位位的是日本本松井色素素工业公司司和英国默默克公司,他们都有有自己的变变色涂料系系列。上海海纤维研究究所热敏变变色涂料的的研究也取取得了很大大成就。２、在染色色加工中的的应用染料微胶囊囊的非水系系染色法是是在气相染染色法、磁磁力作用染染色法及静静电染色法法基础上发发展起来的的,目前仍仍处于实验验阶段,尚尚未大规模模推广。但但作为非水水系染色的的一种改进进工艺,它它的发展前前景是广阔阔的。采用用不以水为为介质的非非水系染色色法,既可可以减少染染色加工中中的耗水量量,也可以以减少染色色废水处理理的负担,不失是染染色工艺的的发展方向向。利用磁场的的染料微胶胶囊非水系系染色法这是日本公公布的专利利技术。首首先利用磁磁场对含有有铁磁性微微粒的染料料微胶囊的的吸引作用用,将染料料微胶囊吸吸附到织物物表面、然然后在高温温作用下使使染料受热热升华气化化,并从破破裂的微胶胶囊中逸出出,扩散和和深入到织织物纤维内内部,最后后在外磁场场作用下,从织物表表面去除含含有铁磁性性粒子的微微胶囊壳体体残留物。。对染色后后的涤纶进进行染料耐耐光性试验验结果表明明:采用这这种染料微微胶囊非水水系染色法法,与以水水为溶剂的的涤纶高温温高压染色色法相比,染色织物物的耐光性性没有差别别。用几种种不同染料料的微胶囊囊进行混配配可以得到到不同的色色泽。实践践证明染料料微胶囊不不仅可以染染单色,还还可以配色色。利用静电场场的染料微微胶囊非水水系染色法法染料微胶囊囊中含有高高介电常数数溶剂或设设法使染料料微胶囊表表面带有电电荷,则可可以利用静静电场的作作用使染料料微胶囊吸吸附在织物物上,微胶胶囊受热后后,染料升升华冲破微微胶囊而上上染。用染料微胶胶囊进行染染色加工,目前仍处处于实验阶阶段,尚未未大规模推推广。但作作为非水系系染色的一一种改进工工艺,它的的发展前景景是广阔的的使用染料料微胶囊的的非水系染染色法是在在气相染色色法、磁力力作用染色色法及静电电染色法基基础上发展展起来的。。采用不以以水为介质质的非水系系染色法,既可以减减少染色加加工中的耗耗水量,也也可以减少少染色废水水处理的负负担,不失失是染色工工艺的发展展方向。利利用磁场的的染料微胶胶囊非水系系染色法是是日本公布布的专利技技术。首先先利用磁场场对含有铁铁磁性微粒粒的染料微微胶囊的吸吸引作用,将染染料微胶囊囊吸附到织织物表面、、然后在高高温作用下下使染料受受热升华气气化,并从从破裂的微微胶囊中逸逸出,扩散散和深入到到织物纤维维内部,最最后在外磁磁场作用下下,从织物物表面去除除含有铁磁磁性粒子的的微胶囊壳壳体残留物物,整个过过程可以通通过传送带带连续进行行。对染色色后的涤纶纶进行染料料耐光性试试验结果表表明:采用用这种染料料微胶囊非非水系染色色法,与以以水为溶剂剂的涤纶高高温高压染染色法相比比,染色织织物的耐光光性没有差差别。用几几种不同染染料的微胶胶囊进行混混配可以得得到不同的的色泽。实实践证明染染料微胶囊囊不仅可以以染单色,还可以配配色。当染染料微胶囊囊中不含有有铁磁性粉粉末,而是是染料微胶胶囊中含有有高介电常常数溶剂或或设法使染染料微胶囊囊表面带有有电荷,则则可以利用用静电场的的作用使染染料微胶囊囊吸附在织织物上,微微胶囊受热热后,染料料升华冲破破微胶囊而而上染。３、微胶囊囊在织物整整理方面的的应用为使织物具具有良好的的使用性能能,除了要要进行染色色、印花等等加工外,根据实际际需要还常常进行抗皱皱防缩、柔柔软、抗静静电、防油油防水防污污、阻燃、、抗菌防老老化等各种种后整理,在后整理理工艺中,有时使用用微胶囊技技术有着独独特的优势势。在后整理工工艺中,如如果使用的的整理剂是是疏水性的的,当用水水作介质时时要加入乳乳化剂,使使疏水性整整理剂乳化化分散到水水中才能对对织物进行行整理。当当使用有机机溶剂作介介质时,则则可把疏水水性整理剂剂溶解,这这有利于对对织物进行行整理。但但这种方法法因有机溶溶剂价格高高,易燃易易爆或毒性性大等缺点点而难以推推广。如果果使用微胶胶囊技术把把疏水性整整理剂与有有机溶剂包包裹起来,则可以保保留非水溶溶剂整理工工艺的优点点,又可大大大减少有有机溶剂用用量,而且且只要工艺艺合适完全全可以取得得非水溶剂剂整理同样样好的效果果。疏水性性整理剂微微胶囊囊芯芯包括弹性性改进剂、、抗起球剂剂、阻燃剂剂、抗皱剂剂、抗静电电剂、抗油油抗污剂、、防水剂、、柔软剂抗抗光氧化的的紫外线吸吸收剂等。。由于整理剂剂被包裹在在微胶囊中中互不影响响,所以可可以把两种种以上整理理剂微胶囊囊同时在织织物上处理理,这样可可以大大简简化多种整整理剂的加加工工艺流流程。在织织物卫生除除臭整理中中利用微胶胶囊的保护护和缓释功功能使整理理剂的作用用得到更好好的发挥,这类整理理剂微胶囊囊包括香料料、除臭剂剂、驱虫剂剂、杀菌剂剂。利用香香精微胶囊囊进行织物物的香味整整理时,可可以减少香香精挥发损损失使香味味更持久。。而卫生整整理用的微微胶囊不仅仅可以用天天然或合成成高聚物作作壁材,也也可以用微微生物作壁壁材。目前前各种含有有抗菌剂、、杀虫剂、、防蛀剂的的酵母细胞胞微胶囊在在国外已在在棉织物和和毛织物上上使用。在在欧洲Akzo已制制造和出售售了产品系系列,称作作DiolenBaetekiller。日本的Exlan公公司试验把把阻燃剂、、除臭剂、、柔软剂、、香料、抗抗静电剂、、紫外线吸吸收剂等整整理剂微胶胶囊加入合合成纤维纺纺丝液中形形成了功能能性纤维,进而织成成功能性织织物。日本本三菱螺萦萦公司也生生产过一种种含有香精精的微胶囊囊的聚酯纤纤维,制成成的织物有有较持久的的释香能力力,由于香香精微胶囊囊保存在纤纤维内部,织物经多多次洗涤仍仍可保持香香味。这种种含香精微微胶囊的纤纤维不仅可可作衣物,也可以用用于填塞床床垫、枕头头和动物形形状的布玩玩具。日本本钟渊公司司开发的一一种抗菌纤纤维就有缓缓释功能,它是把整整理剂加在在纺丝浴中中,通过溶溶剂纺丝得得到长丝,有与微胶胶囊缓释功功能类似的的性质。４、微胶囊囊整理剂在在纺织品后后整理中存存在的主要要问题及解解决方法在纺织品后后整理中,微胶囊整整理剂的应应用虽然具具有许多优优势,但也也存在不少少问题"由由于微胶囊囊的粒径一一般较大,不易渗透透到纤维内内部,通常常要采用粘粘合剂使它它固着在纤纤维或织物物上,因此此,产品的的耐洗牢度较较低,这是目前前微胶囊整整理剂存在在的主要问问题"由于于微胶囊整整理剂的应应用研究起起步较晚,而各种整整理剂在结结构及性能能上均存在在差异,其其微胶囊化化的方法以以及所用壁壁材又与整整理剂加工工对象以及及产品用途途等因素有有关,所以以在目前,要制备性性能优良的的微胶囊整整理剂,技技术难度较较大。因此,加大大力度研究究微胶囊整整理剂的制备技术,特别是用于于织物整理理的纳米胶胶囊,并不不断降低成本,是目前的的当务之急急;其次,采用与纤纤维有良好好相容性的的天然绿色色材料作壁壁材制备微微胶囊整理理剂,以保保证产品及及整理过程程无污染,同时与纤纤维之间又又有较大的的结合力,从而提高高整理品的的耐洗牢度度。纳米材料及及在染整中中应用第一节、纳纳米材料于于技术一、纳米技术：1959年，著名名物理学家家、诺贝尔尔奖获得者者理查德··费曼预言言，人类可可以用小的的机器制作作更小的机机器，最后后将变成根根据人类意意愿，逐个个地排列原原子，制造造“产品””，这是关关于纳米技技术最早的的梦想。七七十年代代，科学家家开始从不不同角度提提出有关纳纳米科技的的构想。1974年年，科学家家唐尼古奇奇最早使用用纳米技术术一词描述述精密机械械加工。1982年，科学学家发明研研究纳米的的重要工具具－－扫描描隧道显微微镜，使人人类首次在在大气和常常温下看见见原子，为为我们揭示示一个可见见的原子、、分子世界界，对纳米米科技发展展产生了积积极促进作作用。1990年年7月，第第一届国际际纳米科学学技术会议议在美国巴巴尔的摩举举办，标志志着纳米科科学技术的的正式诞生生。1991年年，，碳碳纳纳米米管管被被人人类类发发现现，，它它的的质质量量是是相相同同体体积积钢钢的的六六分分之之一一，，强强度度却却是是钢钢的的10成成为为纳纳米米技技术术研研究究的的热热点点。。诺诺贝贝尔尔化化学学奖奖得得主主斯斯莫莫利利教教授授认认为为，，纳纳米米碳碳管管将将是是未未来来最最佳佳纤纤维维的的首首选选材材料料，，也也将将被被广广泛泛用用于于超超微微导导线线、、超超微微开开关关以以及及纳纳米米级级电电子子线线路路等等。。1993年年，，继继1989年年美美国国斯斯坦坦福福大大学学搬搬走走原原子子团团““写写””下下斯斯坦坦福福大大学学英英文文名名字字、、1990年年美美国国国国际际商商用用机机器器公公司司在在镍镍表表面面用用36个个氙氙原原子子排排出出““IBM””之之后后，，中中国国科科学学院院北北京京真真空空物物理理实实验验室室自自如如地地操操纵纵原原子子成成功功写写出出““中中国国””二二字字，，标标志志着着我我国国开开始始在在国国际际纳纳米米科科技技领领域域占占有有一一席席之之地地。。到1999年年，，纳纳米米技技术术逐逐步步走走向向市市场场，，全全年年纳纳米米产产品品的的营营业业额额达达到到500亿亿美美元元。。近近年年来来，，一一些些国国家家纷纷纷纷制制定定相相关关战战略略或或者者计计划划，，投投入入巨巨资资抢抢占占纳纳米米技技术术战战略略高高地地。。日日本本设设立立纳纳米米材材料料研研究究中中心心，，把把纳纳米米技技术术列列入入新新5年年科科技技基基本本计计划划的的研研发发重重点点；；德德国国专专门门建建立立纳纳米米技技术术研研究究网网；；美美国国将将纳纳米米计计划划视视为为下下一一次次工工业业革革命命的的核核心心，，美美国国政政府府部部门门将将纳纳米米科科技技基基础础研研究究方方面面的的投投资资从从1997年年的的1.16亿亿美美元元增增加加到到2001年年的的4.97亿亿美美元元。。我国国纳纳米米材材料料研研究究始始于于80年年代代末末，，““八八五五””期期间间，，““纳纳米米材材料料科科学学””列列入入国国家家攀攀登登项项目目。。国国家家自自然然科科学学基基金金委委员员会会、、中中国国科科学学院院、、国国家家教教委委分分别别组组织织了了8项项重重大大、、重重点点项项目目，，组组织织相相关关的的科科技技人人员员分分别别在在纳纳米米材材料料各各个个分分支支领领域域开开展展工工作作，，国国家家自自然然科科学学基基金金委委员员会会还还资资助助了了20多多项项课课题题，，国国家家““863””新新材材料料主主题题也也对对纳纳米米材材料料有有关关高高科科技技创创新新的的课课题题进进行行立立项项研研究究。。1996年年以以后后，，纳纳米米材材料料的的应应用用研研究究出出现现了了可可喜喜的的苗苗头头，，地地方方政政府府和和部部分分企企业业家家的的介介入入，，使使我我国国纳纳米米材材料料的的研研究究进进入入了了以以基基础础研研究究带带动动应应用用研研究究的的新新局局面面。。二、、纳米米概概念念:纳纳米米是是英英文文namometer的的译译音音，，是是一一个个物物理理学学上上的的度度量量单单位位，，1纳纳米米是是1米米的的十十亿亿分分之之一一；；相相当当于于45个个原原子子排排列列起起来来的的长长度度。。通俗俗一一点点说说，，相相当当于于万万分分之之一一头头发发丝丝粗粗细细。。就就象象毫毫米米、、微微米米一一样样，，纳纳米米是是一一个个尺尺度度概概念念，，并并没没有有物物理理内内涵涵。。当当物物质质到到纳纳米米尺尺度度以以后后，，大大约约是是在在1——100纳纳米米这这个个范范围围空空间间，，物物质质的的性性能能就就会会发发生生突突变变，，出出现现特特殊殊性性能能。。这这种种既既具具不不同同于于原原来来组组成成的的原原子子、、分分子子，，也也不不同同于于宏宏观观的的物物质质的的特特殊殊性性能能构构成成的的材材料料，，即即为为纳纳米米材材料料。。纳米米科科技技是是90年年代代初初迅迅速速发发展展起起来来的的新新的的前前沿沿科科研研领领域域。。它它是是指指在在1--100nm尺尺度度空空内内，，研研究究电电子子、、原原子子和和分分子子运运动动规规律律、、特特性性的的高高新新技技术术学学科科。。其其最最终终目目标标是是人人类类按按照照自自己己的的意意志志直直接接操操纵纵单单个个原原子子、、分分子子，，制制造造出出具具有有特特定定功功能能的的产产品品。。纳米米材材料料又又称称为为超超微微颗颗粒粒材材料料，，由由纳纳米米粒粒子子组组成成。。纳纳米米粒粒子子也也叫叫超超微微颗颗粒粒，，一一般般是是指指尺尺寸寸在在1～～100nm间间的的粒粒子子，，是是处处在在原原子子簇簇和和宏宏观观物物体体交交界界的的过过渡渡区区域域，，从从通通常常的的关关于于微微观观和和宏宏观观的的观观点点看看，，这这样样的的系系统统既既非非典典型型的的微微观观系系统统亦亦非非典典型型的的宏宏观观系系统统，，是是一一种种典典型型人人介介观观系系统统，，它它具具有有表表面面效效应应、、小小尺尺寸寸效效应应和和宏宏观观量量子子隧隧道道效效应应。。当当人人们们将将宏宏观观物物体体细细分分成成超超微微颗颗粒粒（（纳纳米米级级））后后，，它它将将显显示示出出许许多多奇奇异异的的特特性性，，即即它它的的光光学学、、热热学学、、电电学学、、磁磁学学、、力力学学以以及及化化学学方方面面的的性性质质和和大大块块固固体体时时相相比比将将会会有有显显著著的的不不同同。。三纳米材材料特性1.表面效效应2.小尺寸寸效应3.量子尺尺寸效应4.宏观量量子隧道效效应表面效应是指纳米粒粒子表面原原子数与总总原子数之之比随粒径径变小而急急剧增大后后所引起的的性质上的的变化。纳纳米晶粒尺尺寸的减小小结果导致致其表面积积、表面能能及表面结结合能的增增大，并具具有不饱和和性质，表表现出很高高的化学活活性。小尺寸效应应随着颗粒尺尺寸的量变变，在一定定条件下会会引起颗粒粒性质的质质变。由于于颗粒尺寸寸变小所引引起的宏观观物理性质质的变化称称为小尺寸寸效应。对对超微颗粒粒而言，尺尺寸变小，，同时其比比表面积亦亦显著增加加，从而产产生如下一一系列新奇奇的性质。。

（1））特殊的的光学性质质

（2））特殊的的热学性质质

（3））特殊的的磁学性质质

（4））特殊的力力学性质超超微颗粒粒的小尺寸寸效应还表表现在超导导电性、介介电性能、、声学特性性以及化学学性能等方方面。量子尺寸效效应微粒尺寸下下降到一定定值时，费费米能级附附近的电子子能级由准准连续能级级变为分立立能级，吸吸收光谱阙阙值向短波波方向移动动，这种现现象称为量量子尺寸效效应。宏观量子隧隧道效应。。隧道效应是是基本的量量子现象之之一，即当当微观粒子子的总能量量小于势垒垒高度时，，该粒子仍仍能穿越这这一势垒。。近年来，，人们发现现一些宏观观量如微颗颗粒的磁化化强度、量量子相干器器件中的磁磁通量及电电荷也具有有隧道效应应，他们可可以穿越宏宏观系统的的势阱而产产生变化，，故称之为为宏观量子子隧道效应应。催化性质。。纳米粒子晶晶粒体积小小，比表面面积大，表表面活性中中心多，其其催化活性性和选择性性大大高于于传统催化化剂。而且且，纳米催催化剂没有有孔隙，可可避免使用用常规催化化剂时，反反应物向孔孔隙扩散的的影响。在在使用纳米米催化剂时时，不必将将其附着在在惰性载体体上，可以以直接放入入液相反应应体系中。。纳米颗粒型型材料也称纳米粉粉末，一般般指粒度在在100nm以下的的粉末或颗颗粒。由于于尺寸小，，比表面大大和量子尺尺寸效应等等原因，它它具有不同同于常规固固体的新特特性。碳纳米管，，是1991年由日日本电镜学学家饭岛教教授通过高高分辨电镜镜发现的，，属碳材料料家族中的的新成员，，为黑色粉粉末状，是是由类似石石墨的碳原原子六边形形网格所组组成的管状状物，它一一般为多层层，直径为为几纳米至至几十纳米米，长度可可达数微米米甚至数毫毫米。碳纳米管本本身有非常常完美的结结构，意味味着它有好好的性能。。它在一维维方向上的的强度可以以超过钢丝丝强度，它它还有其他他材料所不不具备的性性能：非常常好的导电电性能、导导热性能和和电性能。。碳纳米管尺尺寸尽管只只有头发丝丝的十万分分之一，但但它的导电电率是铜的的1万倍，，它的强度度是钢的100倍而而重量只有有钢的七分分之一。它它像金刚石石那样硬，，却有柔韧韧性，可以以拉伸。它它的熔点是是已知材料料中最高的的。正是由于碳碳纳米管自自身的独特特性能，决决定了这种种新型材料料在高新技技术诸多领领域有着诱诱人的应用用前景。在在电子方面面，利用碳碳纳米管奇奇异的电学学性能，可可将其应用用于超级电电容器、场场发射平板板显示器、、晶体管集集成电路等等领域。在在材料方面面，可将其其应用于金金属、水泥泥、塑料、、纤维等诸诸多复合材材料领域。。它是迄今今为止最好好的贮氢材材料，并可可作为多类类反应的催催化剂的优优良载体。。在军事方方面，可利利用它对波波的吸收、、折射率高高的特点，，作为隐身身材料广泛泛应用于隐隐形飞机和和超音速飞飞机。在航航天领域，，利用其良良好的热学学性能，添添加到火箭箭的固体燃燃料中，从从而使燃烧烧效率更高高。如果用碳纳纳米管做绳绳索，是唯唯一可以从从月球挂到到地球表面面，而不被被自身重量量所拉断的的绳索。如如果用它做做成地球-月球乘人人的电梯，，人们在月月球定居就就很容易了了。纳米碳碳管的细尖尖极易发射射电子。用用于做电子子枪，可做做成几厘米米厚的壁挂挂式电视屏屏，这是电电视制造业业的发展方方向。然而，碳纳纳米管作为为一种新型型材料被发发现至今已已有十年，，却尚未得得到工业应应用。超高高的成本使使国际市场场90％高高纯度的碳碳纳米管价价格高达1000－－2000美元／克克，一般纯纯度的碳纳纳米管价格格也在60美元／克克，远远高高出黄金的的价格。我国清华——南风纳米米粉体产业业化工程中中心，一直直致力于碳碳纳米管在在工业化生生产上的科科技攻关，，是目前世世界上已知知生产规模模最大的碳碳纳米管生生产基地。。“纳米材料料”这一概概念在20世纪80年代初正正式形成，，它现已成成为材料科科学和凝聚聚态物理领领域的研究究热点，而而其制备科科学在当前前的纳米材材料研究中中占据着极极为关键的的地位。人人们一般将将纳米材料料的制备方方法划分为为物理方法法和化学方方法两大类类。第二节纳纳米材料料的制备技技术纳米材料其其实并不神神密和新奇奇，自然界界中广泛存存在着天然然形成的纳纳米材料，，如蛋白石石、陨石碎碎片、动物物的牙齿、、海洋沉积积物等就都都是由纳米米微粒构成成的。人工工制备纳米米材料的实实践也已有有1000年的历史史，中国古古代利用蜡蜡烛燃烧之之烟雾制成成碳黑作为为墨的原料料和着色的的染料，就就是最早的的人工纳米米材料。另另外，中国国古代铜镜镜表面的防防锈层经检检验也已证证实为纳米米SnO2颗粒构成成的薄膜。。然而，人们们自觉地将将纳米微粒粒作为研究究对象，而而用人工方方法有意识识地获得纳纳米粒子则则是在20世纪60年代。1963年，RyoziUyeda等人用用气体蒸发发（或“冷冷凝”）法法获得了较较干净的超超微粒，并并对单个金金属微粒的的形貌和晶晶体结构进进行了电镜镜和电子衍衍射研究。。1984年，Gleiter等人用用同样的方方法制备出出了纳米相相材料TiO2。一、物理方法1真空冷凝凝法用用真真空蒸发、、加热、高高频感应等等方法使原原料气化或或形成等粒粒子体，然然后骤冷。。其特点纯纯度高、结结晶组织好好、粒度可可控，但技技术设备要要求高。2物理粉碎碎法通通过机械械粉碎、电电火花爆炸炸等方法得得到纳米粒粒子。其特特点操作简简单、成本本低，但产产品纯度低低，颗粒分分布不均匀匀。3机械球磨磨法采采用球磨磨方法，控控制适当的的条件得到到纯元素、、合金或复复合材料的的纳米粒子子。其特点点操作简单单、成本低低，但产品品纯度低，，颗粒分布布不均匀。。二、化学方方法1化学沉淀法法共沉淀法均匀沉淀法法多元醇沉淀淀法沉淀转化法法2.化学还原法法水溶液还原原法多元醇还原原法气相还原法法碳热还原法法３、溶胶－凝胶胶法

４、、水热法等等、第三节、纳纳米材料在在染整中应应用纳米材料的的光防护功功能多种物质对对光线都具具有屏蔽、、防护的作作用，如Al203、MgO、ZnO、TiO2、SiO2、CaCO3、高岭土土、炭黑、、多种金属属等。当将将这些材料料制成纳米米粉体，使使微粒的尺尺寸与光波波波长相当当或更小时时，由于小小尺寸效应应导致光吸吸收显著增增强，而此此类纳米粉粉体的比表表面积大、、表面能高高，在用于于对天然纤纤维整理时时，很容易易和后者相相结合，再再加之天然然——化纤纤混纺织物物、天然织织物对整理理用材料细细度、附着着力等性能能的要求，，都决定了了纳米材料料是天然———化纤混混纺织物、、天然织物物在光防护护、光屏蔽蔽、光反射射类型功能能后整理时时的优选材材料。一、防紫外外线整理：：为了保证纳纳米粉体与与纤维的良良好结合，，又能够生生产出便于于印染、色色彩缤纷的的织物，一一般选用金金属氧化物物的粉体，，即所谓纳纳米级粉体体，这类粉粉体表现出出了特殊的的光学性质质，如通常常用氧化锌锌来作紫外外线屏蔽剂剂，机理是是其禁带宽宽度为3.2eV，，可以吸收收波长为388nm的紫外线线，而当氧氧化锌的粒粒度为lOnm时，，它的禁带带宽度增加加到大于4.5eV，可以较较好吸收280-320nm波长的紫紫外线，所所以含纳米米粒子的纤纤维能够较较好地吸收收UVB和和UVA波段的紫紫外线，屏屏蔽率可达达到95%以上。但各种不同同的纳米粉粉体对光线线的屏蔽、、反射效率率也是有差差别的，以以常用的TiO2和和ZnO来来比较，从从纳米级氧氧化锌和二二氧化钛的的分光反射射率我们可可以得知；；在波长为为200一一800nm范围内内氧化锌具具有较高而而稳定的分分光反射率率，而纳米米二氧化钛钛则在在紫紫外线的部部分谱段具具有更高一一些的分光光反射率。。二氧化钛钛微粒粒径径在50一一l20nm时，散散射系数最最高吸收效效率最大(即透过率率最小)散射系数数越高吸吸收越好好透过越越少棉涤混纺纺织物的的抗紫外外整理对于棉、、毛、丝丝、麻等等天然纤纤维，尤尤其是其其中用量量最大的的棉纤维维来说，，采用纳纳米材料料进行功功能后整整理是近近期内正正在开发发的新技技术，现现以赋予予抗紫外外线功功能的整整理为例例，棉织织物具有有种种优优点，是是人们日日常穿着着夏、秋秋季节首首选的面面料，但但是从抗抗紫外线线的角度度来看，，棉织物物对UV-A和和UV-B波长长段的紫紫外线都都有较高高的透透过率，，同时这这种缺点点在棉-化纤的的混纺纤纤维中也也表现出出来了。。在紫外外线波长长为200-300nm时(即UVC的全全部和UV-B的大部部分范范围内)，涤棉棉粗平布布受织物物中棉纤纤维的影影响不太太大(因因为，这这一段棉棉纤维本本身的紫紫外线透透过率也也低于20%)，仅为为同类棉棉粗平平布紫外外透过率率的1/5；但但是，在在UV-A区域域段，受受棉纤维维紫外线线透过率率快速上上升的影影响，涤涤棉粗平平布的透透过率也也出现了了急剧上上升，据据此可见见，棉纤纤维在抗抗紫外性性能方方面存在在着严重重缺陷，，除了影影响纯棉棉织物在在夏、秋秋季节的的穿着外外，也造造成了涤涤-棉、、丙-棉棉、锦-棉织物物抗紫外外线性能能的不足足，必须须设法加加以弥补补，而在在这里是是无法法再像功功能化纤纤那样将将紫外线线蔽剂，，用共混混等方法法直接施施加到纤纤维内部部，只能能用后整整理的方方法来解解决。。纳米材料料整理液液的制备备将纳米纳纳米材料料加分散散剂以及及粘合剂剂等，调调制成一一定浓度度的处理理液。由由于纳米米材料粉粉体表面面能大，，极易凝凝聚，且且比重大大，不溶溶于水，，所以要要得到分分散良好好，具有有一定稳稳定性的的处理液液非常关关键。需需选择合合适的分分散剂或或乳化剂剂调制方方法。通通过筛选选，如PDT分分散剂等等，经透透射电镜镜对处理理液的测测定，证证实其颗颗粒是纳纳米级范范围。织物经纳纳米材料料处理后后，紫外外线透过过率明显显降低，，降低幅幅度与织织物紧密密程度，，孔隙大大小有关关。针织织物一般般比机织织物结构构疏松，，孔隙率率较大，，防紫外外效果差差。在不不同组织织中，屏屏蔽紫外外线能力力为缎纹纹＞斜纹纹＞平纹纹，这与与平纹织织物孔隙隙较多，，缎纹织织物孔隙隙率较小小有关。。工艺处方方以纳米米材料5%，粘粘合剂15%，，分散剂剂2%……二、纳米米材料在在抗菌整整理中的的应用织物抗菌菌整理纳纳米级粉粉体通常常是指经经特殊工工艺生产产的、晶晶粒尺寸寸具有纳纳米尺度度的粉体体材料。。根据杀杀菌机理理的不同同，这些些抗菌剂剂可以划划分为以以下的类类型:a.元元素、元元素的离离子及其其官能团团的接触触性抗菌菌剂，即即第一类类无机抗抗菌剂，，如:Ag、Cu、Zn、S、As、Ag+、Cu++、SO3-2、AsO2-等。b.光光催化抗抗菌剂，，即第二二类无机机抗菌剂剂，如:纳米TiO2、纳米米ZnO、纳米米硅基氧氧化物等等。纺织用纳纳米级抗抗菌粉体体与其它它抗菌剂剂相比，，具有以以下优点点:(1)对对人体无无刺激性性、无毒毒，使用用安全可可靠。(2)整整理剂透透明度高高，加工工后可保保持织物物的原有有外观，，长期使使用不变变色。(3)根根据需要要，可以以在复配配后兼有有抗紫外外线功能能。(4)对对热和光光的作用用稳定。。(许多多有机整整理剂如如季按盐盐化合物物、二苯苯甲酮、、有机酸酸等抗菌菌剂易在在光和热热的作用用下分解解，在生生产和使使用中不不能遇高高温及曝曝晒)。。(5)广广谱抗菌菌性，可可抑制多多种病菌菌。(6)加加工方便便，适用用纺织品品范围广广泛。用纳米级级粉体作作为抗菌菌剂，对对纯棉织织物进行行抗菌整整理后织织物的作作用；一一是提高高抗菌性性能，二二是完善善整理工工艺提高抗菌菌性能织物抗菌菌性能测测试方法法主要参参考中华华人民共共和国纺纺织行业业标准FZ/T01020一一92和和改良的的AATCC-l00试验法法。在前前期工作作阶段使使用改良良的MLTCC试验法法，本方方法测试试条件接接近织物物的使用用条件，，适用范范围广，，可用于于溶出型型及非溶溶出型抗抗菌剂。。我们选用用的纳米米级抗菌菌粉体，，对多种种细菌和和真菌有有抑制作作用。首先采用用定性的的方法验验证其抗抗菌佳。。如纳米米银抗菌菌整理。。三、在涂涂料印花花中应用用：我校和浙浙江省丝丝绸科学学研究院院研究工工作表明明在涂料料印染时时，添加加0.3％纳米米级硅氧氧化物后后，可获获得如下下效果：：（（1）色色浆触变变性良好好，涂料料色浆透透网性和和印刷花花纹清晰晰度明显显改善。。（（2）膜膜的强度度、耐磨磨性和耐耐水性增增加，从从而提高高了相关关的色牢牢度。（（3）改善善了由紫紫外线引引起的色色变，可可提高日日晒牢度度0.5级。四、纳米米材料催催化性能能的应用用用二氧化化钛二氧氧化硅纳纳米材料料作催化化剂如用用二氧化化硅作多多元羧酸酸抗皱整整理的催催化剂粒子直径径减少到到纳米级级，表面面原子的的数目及及其作用用就不能能忽略，，这时晶晶粒的表表面积、、表面能能和表面面结合能能都发生生很大的的变化，，由此而而引起的的种种特特异效应应称为表表面效应应。纳米米离子的的比表面面积也迅迅速增加加。大的的比表面面积使得得处于表表面的原原子数大大大增加加，这些些表面原原子所处处的晶体体场环境境及结合合能与内内部原子子有所不不同，存存在大量量的表面缺陷陷和许多多悬挂键键，具有有高度的的不饱和和性质，因此而而使这些些原子极极易与其其他原子子相结合合而稳定定下来，，具有很很高的化化学反应应活性。。量子尺寸寸效应指指纳米粒粒子尺寸寸下降到到一定值值时，纳纳米能级级附近的的电子能能由准连续能级级变为离离散能级级的现象象，称为为量子尺尺寸效应应，这一一效应可可使纳米米粒子具具有高的的光学非非线性、、特异催催化性和和光催化化性质等等。纳米材料料中处于于分离的的量子化化能级中中的电子子的波动动性，将将直接导导致纳米米材料的的一系列列特殊性性能，如如高度的的光学非非线性，，特异的的化学催催化和光光催化性性能等。。纳米材料料有许多多特殊的的性质，，性质活活泼容易易引发交交链反应应五、纳米米材科进进行功能能整理的的方法①吸尽法法：在配量量好的整整理液中中放人织织物，在在规定的的温度下下浸泡一一定时间间，取出出，干燥燥或热处处理。②浸轧法法：将织物物在整理理液中浸浸湿，然然后通过过辊筒轧轧去余液液，称一一浸一轧轧，也可可重复一一次，称称二浸二二轧，使使整理液液通过机机械力作作用挤压压到纤维维中去，，然后干干燥或热热处理。。③涂层法法：将后整理理的乳液液配制成成一定稠稠度的涂涂层液，，然后均均匀涂布布到织物物表面，，再经一一定的热热处理，，使织物物表面形形成一层层功能性性薄膜。。如一些些装饰织织物、伞伞等，大大多采用用此法。。这里主要要的技术术关键是是要根据据天然纤纤维或天天然纤维维-化纤纤织物的的特性和和整理的的目的，，选定相相应配套套的后整整理助剂剂，如分分散剂、、增稠剂剂、粘合合剂、稳稳定剂、、柔软剂剂等助剂剂以及合合理的成成浆工艺艺、桨料料稳定工工艺、后后整理工工艺等。。用纳米材材料进行行功能纺纺织品后后整理时时主要用用于生产产衬衫、、T恤、、帽子、、伞、男男女休闲闲等要求求穿着柔柔软、合合适的夏夏、秋服服装面料料，而用用各类涂涂布机经经后处理理在织物物表面形形成柔软软的功能能性薄层层的是涂涂层法，，其可广广泛适用用于多种种纤维，，整理功功能均匀匀、持久久，效果果理想可可用于加加工产业业用布、、装饰用用布等。。纳米安全全性研究究现状纳米材料料的安全全性问题题日趋得得到世界界各国的的高度重重视。各各国的高高级研究究机构和和专家都都在呼吁吁和关注注纳米材材料的安安全性问问题，政政府也积积极地投投入了人人力、物物力去进进行这方方面的研研究工作作。但具具体的研研究进展展和研究究成果，，公开的的专业文文献报道道较少。。美美国已已开展了了关于纳纳米材料料对环境境和人可可能造成成危害性性的研究究，重点点研究的的五个问问题是：：皮肤对对纳米材材料的吸吸附和对对皮肤的的毒性；；同其他他水源污污染物相相比，纳纳米颗粒粒进入饮饮用水后后，是否否有毒，，如何起起毒化作作用；纳纳米颗粒粒对操作作者肺部部组织影影响的研研究；海海洋或淡淡水水域域中纳米米颗粒沉沉淀物对对环境的的影响；；以及在在什么条条件下，，纳米颗颗粒可能能吸收和和释放环环境污染染物。国国外，曾曾有研究究人员对对碳纳米米管、纳纳米聚四四氟乙烯烯和碳颗颗粒的生生理毒性性进行了了实验，，结果表表明，长长期吸入入上述纳纳米微粒粒后，在在肺部会会发生沉沉积，对对健康极极其不利利据《自然然》杂志志报道，，纳米颗颗粒可以以通过呼呼吸系统统、皮肤肤接触、、食用、、注射等等途径，，进入人人体组织织内部。。纳米颗颗粒进入入人体后后，由于于其体积积小，白白由度大大，反应应活性高高等特性性，几乎乎不受任任何阻碍碍就可以以进入细细胞，与与体内细细胞发生生反应，，引起发发炎、病病变等症症状。同同时，纳纳米颗粒粒也可能能进入人人的神经经系统，，影响大大脑，导导致更严严重的疾疾病发生生。纳米米颗粒长长期停留留在人体体内，同同样会引引发病变变，如停停留在肺肺部的石石棉纤维维会导致致肺部纤纤维化。。化化学学学会年年会上，，有三个个研究小小组分别别报道了了纳米材材料具有有特殊的的毒性。。休斯顿顿的美国国宇航局局太空中中心小组组的研究究发现，，向小鼠鼠的肺部部喷洒含含有碳纳纳米管的的溶液，，碳纳米米管会进进入小鼠鼠肺泡，，并形成成肉芽瘤瘤。杜邦邦公司的的一个研研究小组组也发现现了类似似的结果果。纽约约州罗切切斯特大大学的一一个研究究小组让让大鼠在在含有纳纳米聚四四氟乙烯烯颗粒的的空气中中生活l5min，就就会导致致大多数数老鼠在在4个小小时内死死亡。该该研究小小组还发发现用碳碳13和和锰制作作的纳米米颗粒能能够进入入大鼠的的嗅球，，并迁移移到大脑脑。桑蚕皮肤肤对纳米米TiO2的吸吸收情况况。实验验结果发发现：：经过石石蜡包衣衣的纳米米TiO2粒子子和非纳纳米级普普通TiO2粉粉末不能能经桑蚕蚕皮肤被被收人体体内，但但纳米TiO2粒子可可以通过过皮肤被被吸入桑桑蚕体内内，并导导致实验验中的全全部桑蚕蚕死亡。。这说明明本身无无毒、无无味的纳纳米TiO2粒粒子经皮皮肤进入入桑蚕体体内后，，具有毒毒负作用用。可是是，纳米米TiO2粒子子的具体体毒负作作用机理理，还未未见相应应的研究究报道。。青岛大大学马建建伟等人人通过对对豚鼠静静脉注射射稀土纳纳米材料料试验后后发现，，实验中中所用的的稀土纳纳米材料料对琢鼠鼠红细胞胞膜造成成了较大大的破坏坏，使得得红细胞胞的溶血血脆性明明显增加加，这说说明稀土土纳米材材料具有有一定的的细胞毒毒性。专专题去研研究纳米米材料安安全性问问题的研研究者较较少，但但我们在在广泛应应用纳米米技术，，享受纳纳米材料料给人类类带来正正面效应应的同时时，要时时刻关注注和研究究纳米材材料可能能给人类类带来的的负面危危害性。。酶在在纺纺织织后后整整理理中中的的应应用用生物物酶酶经经过过科科学学家家一一个个多多世世纪纪的的研研究究，，通通常常认认为为已已知知的的酶酶达达3000多多种种，，目目前前在在纺纺织织中中应应用用生生物物酶酶的的技技术术范范围围较较广广，，已已在在纤纤维维改改性性，，真真丝丝脱脱胶胶，，原原麻麻脱脱胶胶，，染染整整的的退退浆浆、、精精练练、、整整理理和和净净洗洗加加工工，，纺纺织织印印染染的的废废水水处处理理以以及及服服装装的的成成衣衣加加工工等等方方面面有有所所应应用用。。生生物物酶酶技技术术在在改改进进染染整整加加工工工工艺艺、、节节约约能能耗耗、、减减少少环环境境污污染染、、提提高高产产品品质质量量、、增增加加附附加加值值和和开开发发新新型型原原料料的的产产品品等等方方面面都都具具有有独独特特的的优优势势。。目目前前在在纺纺织织加加工工中中使使用用较较广广泛泛的的酶酶制制剂剂主主要要是是纤纤维维素素酶酶、、蛋蛋白白酶酶、、淀淀粉粉酶酶、、果果胶胶酶酶、、脂脂肪肪酶酶、、过过氧氧化化酶酶、、漆漆酶酶、、葡葡萄萄糖糖氧氧化化酶酶八八类类。。二、、蛋蛋白白酶酶蛋白白酶酶是是水水解解肽肽键键的的一一类类酶酶，，蛋蛋白白质质在在蛋蛋白白酶酶的的作作用用下下，，能能迅迅速速水水解解为为胨胨、、肽肽等等，，最最后后成成为为氨氨基基酸酸，，蛋蛋白白酶酶用用来来处处理理毛毛、、丝丝等等蛋蛋白白质质纤纤维维，，对对羊羊毛毛制制品品起起到到抛抛光光作作用用，，光光泽泽度度高高，，低低温温染染色色其其色色泽泽鲜鲜艳艳，，柔柔软软整整理理，，织织物物具具有有手手感感柔柔软软、、滑滑爽爽的的性性能能，，具具有有机机可可洗洗、、抗抗起起球球、、起起毛毛等等护护理理功功能能，，能能有有效效消消除除有有机机氯氯，，对对人人体体无无伤伤害害，，用用于于丝丝的的脱脱胶胶，，无无损损纤纤维维。。蛋白白酶酶对对羊羊毛毛织织物物的的整整理理：：蛋蛋白白酶酶对对羊羊毛毛进进行行处处理理，，可可使使羊羊毛毛获获得得减减量量；；假假如如在在酶酶直直接接处处理理前前对对羊羊毛毛织织物物进进行行氧氧化化预预处处理理，，可可获获得得较较大大减减量量和和毡毡缩缩率率，，从从而而实实现现对对羊羊毛毛织织物物的的防防毡毡缩缩整整理理；；蛋蛋白白酶酶处处理理羊羊毛毛去去除除60%以以上上的的鳞鳞片片类类脂脂，，亲亲水水性性得得到到明明显显改改善善，，可可使使羊羊毛毛织织物物获获得得低低温温染染色色的的性性能能。。蛋白白酶酶对对羊羊毛毛织织物物的的整整理理：：蛋蛋白白酶酶对对羊羊毛毛进进行行处处理理，，可可使使羊羊毛毛获获得得减减量量；；假假如如在在酶酶直直接接处处理理前前对对羊羊毛毛织织物物进进行行氧氧化化预预处处理理，，可可获获得得较较大大减减量量和和毡毡缩缩率率，，从从而而实实现现对对羊羊毛毛织织物物的的防防毡毡缩缩整整理理；；蛋蛋白白酶酶处处理理羊羊毛毛去去除除60%以以上上的的鳞鳞片片类类脂脂，，亲亲水水性性得得到到明明显显改改善善，，可可使使羊羊毛毛织织物物获获得得低低温温染染色色的的性性能能。。蛋白白酶酶用用于于生生丝丝脱脱胶胶与与丝丝织织物物水水洗洗整整理理：：生生丝丝的的酶酶精精炼炼主主要要由由预预处处理理、、酶酶脱脱胶胶、、皂皂练练或或合合成成洗洗涤涤剂剂精精炼炼及及链链后后处处理理等等工工序序组组成成，，由由于于蛋蛋白白酶酶对对丝丝胶胶的的水水解解是是一一种种均均相相或或介介于于均均相相和和多多相相之之间间的的水水解解模模式式，，因因而而水水解解反反应应的的效效率率较较高高，，对对丝丝的的损损伤伤小小。。三、、蛋蛋白白酶酶在在后后整整理理中中的的应应用用（一一））、、蛋白白酶酶对对羊羊毛毛鳞鳞片片的的脱脱胶胶。。（二