染整助剂与纺织生物市公开课一等奖百校联赛优质课金奖名师赛课获奖课件.ppt

*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。,染整助剂与纺织生物技术,1/119,微胶囊制备及染整应用,一、微胶囊 及制备,、微胶囊：,微胶囊技术是指利用天然或合成高分子材料将固体、液体、甚至是气体微小物质包覆，形成直径1500um一个含有半透性或封闭膜微型胶囊技术。,、,形状与结构,：微胶囊外形多样，能够是球状葡萄串形也能够是不规则形状胶囊外表能够是光滑也有折叠、微胶囊囊膜既能够是单层也能够是双层或多层结构、而囊膜所包覆关键物质既能够是单核也能够是多核,2/119,3/119,、微胶囊化方法,：依据囊壁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,：包含界面聚正当、原位聚正当和锐孔法。,物理法,：包含喷雾干燥法、空气悬浮法真空蒸发沉积法、静电结正当、溶剂蒸发法、包结络合物法及挤压法。,物理化学法：,则包含油相分离法、水相分离法、干燥浴法(复相乳化法)和熔化分散冷凝法。,4/119,、,壁材,：通常选取壁材有明胶、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。,、,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,5/119,介绍还原染料微胶囊制备,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稀醋酸调整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溶液调整pH9；,固化：最终加入占总体积2%戊二醛溶液（37%）固化2h，离心水洗充分去除戊二醛；,成囊过程：,6/119,乳化,成 囊,改进囊形,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,7/119,图2-2 成囊示意图,8/119,二、微胶囊功效及特点,9/119,三、微胶囊应用：,、印花工艺中应用,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,10/119,多色多点印花是一个含有独特格调,超出普通。“雪花”效果印花方法。多色多点印花在工艺和设备上与常规印花相同,不一样之处于于采取了染料微胶囊。把粒径10200um大小不等、形状各异(球形、椭圆形、液滴形、鳞片形、纤维形等),含有各种染料微胶囊在粘合剂作用下涂覆在织物纤维上,经汽蒸使染料微胶囊破裂并在布上印花,形成颜色形状各异格调独特染色微点。在布一面完成多色多点印花烘干后,在布另一面再进行一次一样多色多点印花,在热处理下,从胶囊中释放出来染料形成色点并渗透到织物另一面,得到主色调各不相同双面多色多点印花产品，每一面主色调取决于该面所使用染料微胶囊。,11/119,1、胶囊印花产生彩色特殊效果；,工艺上除和普通印花工艺有区分外，主要是不一样色泽微胶囊染料因为受囊膜包覆，所以不会相互混合成一个色泽，普通是控制在汽蒸或焙烘热熔阶段中汽蒸、焙烘破裂，使染料及时从微胶囊中转移到织物上去着色和固色。各种颜色染料才释放出来，对纤维分别着色，于是形成各种颜色格调独特微点花纹，而独特效果是任何机械印花方法无法到达。,2、应绿色整理、保护环境、预防粉尘；,伴随社会进步和人们生活质量提升，人们越来越重视环境和本身健康水平。“绿色纺织品”、“生态纺织品”成为当今世界人们生活需求。发展纺织工业清洁生产，利用有利于保护生态环境绿色生产方式，向消费者提供生态纺织品是世界纺织业进入21世纪全球性主题，是事关人类生存质量和可连续发展主要内容。绿色染色技术是今后纺织品染色重点发展方向。,12/119,色浆配方：,还原绿FFB微胶囊 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,13/119,工艺流程,色浆调制印花烘干轧还原液（轧余率60）预烘焙烘（120145）水洗氧化皂洗水洗烘干。,14/119,纯棉还原艳绿FFB微胶囊单色不一样浓度印花,15/119,涤棉分散还原染料拼色微胶囊印花,16/119,还原染料微胶囊拼色印花,17/119,转移印花,纺织品加工中转移印花是用于有显著玻璃化温度合成纤维织物,如涤纶。将染料微胶囊组成图案印在转移纸上,再将纸放在织物上施以压力使胶囊破裂,释放出染料附着在织物上。这种方法与传统热转移印花相比,除了含有不用糊料、节约染料、节约转移纸、降低废水污染等优点外,还能扩大染料选择范围,不再限于升华牢度低染料,同时也提升了热转移印花升华牢度。,18/119,物剪发泡印花,物剪发泡微胶囊是一个有热塑性致密外壳、内含低沸点溶剂微胶囊,平均粒径为1030um。将其混入涂料印花浆中,印花后在适当高温(110140)下处理,胶囊内部溶剂汽化,产生足够压力,使塑性化壁壳膨胀,直径扩大到原来35倍,并冷却至室温后仍保持发泡后状态,从而取得立体感强发泡印花效果。,19/119,热敏变色印花,为了能使印花色泽与图案随环境中光线、温度或湿度改变而改变,人们开发出了含有光敏、热敏或湿敏特征变色涂料，。热敏变色涂料印花工艺有些就是采取了微胶囊技术。当前使用这类变色涂料还存在不耐洗、不耐晒、牢靠度差缺点，对热敏变色涂料研究和生产处于领先地位是日本松井色素工业企业和英国默克企业,他们都有自己变色涂料系列。上海纤维研究所热敏变色涂料研究也取得了很大成就。,20/119,、在染色加工中应用,染料微胶囊非水系染色法是在气相染色法、磁力作用染色法及静电染色法基础上发展起来,当前仍处于试验阶段,还未大规模推广。但作为非水系染色一个改进工艺,它发展前景是辽阔。采取不以水为介质非水系染色法,既能够降低染色加工中耗水量,也能够降低染色废水处理负担,不失是染色工艺发展方向。,21/119,利用磁场染料微胶囊非水系染色法,这是日本公布专利技术。首先利用磁场对含有铁磁性微粒染料微胶囊吸引作用,将染料微胶囊吸附到织物表面、然后在高温作用下使染料受热升华气化,并从破裂微胶囊中逸出,扩散和深入到织物纤维内部,最终在外磁场作用下,从织物表面去除含有铁磁性粒子微胶囊壳体残留物。对染色后涤纶进行染料耐光性试验结果表明:采取这种染料微胶囊非水系染色法,与以水为溶剂涤纶高温高压染色法相比,染色织物耐光性没有差异。用几个不一样染料微胶囊进行混配能够得到不一样色泽。实践证实染料微胶囊不但能够染单色,还能够配色。,22/119,利用静电场染料微胶囊非水系染色法,染料微胶囊中含有高介电常数溶剂或设法使染料微胶囊表面带有电荷,则能够利用静电场作用使染料微胶囊吸附在织物上,微胶囊受热后,染料升华冲破微胶囊而上染。,用染料微胶囊进行染色加工,当前仍处于试验阶段,还未大规模推广。但作为非水系染色一个改进工艺,它发展前景是辽阔使用染料微胶囊非水系染色法是在气相染色法、磁力作用染色法及静电染色法基础上发展起来。采取不以水为介质非水系染色法,既能够降低染色加工中耗水量,也能够降低染色废水处理负担,不失是染色工艺发展方向。利用磁场染料微胶囊非水系染色法是日本公布专利技术。首先利用磁场对含有铁磁性微粒染料微胶囊吸引,23/119,作用,将染料微胶囊吸附到织物表面、然后在高温作用下使染料受热升华气化,并从破裂微胶囊中逸出,扩散和深入到织物纤维内部,最终在外磁场作用下,从织物表面去除含有铁磁性粒子微胶囊壳体残留物,整个过程能够经过传送带连续进行。对染色后涤纶进行染料耐光性试验结果表明:采取这种染料微胶囊非水系染色法,与以水为溶剂涤纶高温高压染色法相比,染色织物耐光性没有差异。用几个不一样染料微胶囊进行混配能够得到不一样色泽。实践证实染料微胶囊不但能够染单色,还能够配色。当染料微胶囊中不含有铁磁性粉末,而是染料微胶囊中含有高介电常数溶剂或设法使染料微胶囊表面带有电荷,则能够利用静电场作用使染料微胶囊吸附在织物上,微胶囊受热后,染料升华冲破微胶囊而上染。,24/119,、微胶囊在织物整理方面应用,为使织物含有良好使用性能,除了要进行染色、印花等加工外,依据实际需要还常进行抗皱防缩、柔软、抗静电、防油防水防污、阻燃、抗菌防老化等各种后整理,在后整理工艺中,有时使用微胶囊技术有着独特优势。,在后整理工艺中,假如使用整理剂是疏水性,当用水作介质时要加入乳化剂,使疏水性整理剂乳化分散到水中才能对织物进行整理。当使用有机溶剂作介质时,则可把疏水性整理剂溶解,这有利于对织物进行整理。但这种方法因有机溶剂价格高,易燃易爆或毒性大等缺点而难以推广。假如使用微胶囊技术把疏水性整理剂与有机溶剂包裹起来,则能够保留非水溶剂整理工艺优点,又可大大降低有机溶剂用量,而且只要工艺适当完全能够取得非水溶剂整理一样好效果。疏水性整理剂微胶囊囊芯包含弹性改进剂、抗起球剂、阻燃剂、抗皱剂、抗静电剂、抗油抗污剂、防水剂、柔软剂抗光氧化紫外线吸收剂等。,25/119,因为整理剂被包裹在微胶囊中互不影响,所以能够把两种以上整理剂微胶囊同时在织物上处理,这么能够大大简化各种整理剂加工工艺流程。在织物卫生除臭整理中利用微胶囊保护和缓释功效使整理剂作用得到更加好发挥,这类整理剂微胶囊包含香料、除臭剂、驱虫剂、杀菌剂。利用香精微胶囊进行织物香味整理时,能够降低香精挥发损失使香味更持久。而卫生整理用微胶囊不但能够用天然或合成高聚物作壁材,也能够用微生物作壁材。当前各种含有抗菌剂、杀虫剂、防蛀剂酵母细胞微胶囊在国外已在棉织物和毛织物上使用。在欧洲Akzo已制造和出售了产品系列,称作DiolenBaetekiller。,26/119,日本Exlan企业试验把阻燃剂、除臭剂、柔软剂、香料、抗静电剂、紫外线吸收剂等整理剂微胶囊加入合成纤维纺丝液中形成了功效性纤维,进而织成功效性织物。日本三菱螺萦企业也生产过一个含有香精微胶囊聚酯纤维,制成织物有较持久释香能力,因为香精微胶囊保留在纤维内部,织物经屡次洗涤仍可保持香味。这种含香精微胶囊纤维不但可作衣物,也能够用于填塞床垫、枕头和动物形状布玩具。日本钟渊企业开发一个抗菌纤维就有缓释功效,它是把整理剂加在纺丝浴中,经过溶剂纺丝得到长丝,有与微胶囊缓释功效类似性质。,27/119,、微胶囊整理剂在纺织品后整理中存在主要问题及处理方法,在纺织品后整理中,微胶囊整理剂应用即使含有许多优势,但也存在不少问题因为微胶囊粒径普通较大,不易渗透到纤维内部,通常要采取粘合剂使它固着在纤维或织物上,所以,产品,耐洗牢度较低,这是当前微胶囊整理剂存在主要问题因为微胶囊整理剂应用研究起步较晚,而各种整理剂在结构及性能上均存在差异,其微胶囊化方法以及所用壁材又与整理剂加工对象以及产品用途等原因相关,所以在当前,要制备性能优良微胶囊整理剂,技术难度较大。,28/119,所以,加大力度研究微胶囊整理剂,制备技术,尤其是用于织物整理纳米胶囊,并不停,降低成本,是当前当务之急;其次,采取与纤维有良好相容性天然绿色材料作壁材制备微胶囊整理剂,以确保产品及整理过程无污染,同时与纤维之间又有较大结协力,从而提升整理品耐洗牢度。,29/119,纳米材料及在染整中应用,第一节、纳米材料于技术,一、,纳米技术,：1959年，著名物理学家、诺贝尔奖取得者理查德费曼预言，人类能够用小机器制作更小机器，最终将变成依据人类意愿，逐一地排列原子，制造“产品”，这是关于纳米技术最早梦想。七十年代，科学家开始从不一样角度提出相关纳米科技构想。,30/119,1974年，科学家唐尼古奇最早使用纳米技术一词描述精密机械加工。1982年，科学家创造研究纳米主要工具扫描隧道显微镜，使人类首次在大气和常温下看见原子，为我们揭示一个可见原子、分子世界，对纳米科技发展产生了主动促进作用。1990年7月，第一届国际纳米科学技术会议在美国巴尔摩举行，标志着纳米科学技术正式诞生。,31/119,1991年，碳纳米管被人类发觉，它质量是相同体积钢六分之一，强度却是钢10成为纳米技术研究热点。诺贝尔化学奖得主斯莫利教授认为，纳米碳管将是未来最正确纤维首选材料，也将被广泛用于超微导线、超微开关以及纳米级电子线路等。,32/119,1993年，继1989年美国斯坦福大学搬走原子团“写”下斯坦福大学英文名字、1990年美国国际商用机器企业在镍表面用36个氙原子排出“IBM”之后，中国科学院北京真空物理试验室自如地操纵原子成功写出“中国”二字，标志着我国开始在国际纳米科技领域占有一席之地。,33/119,34/119,到1999年，纳米技术逐步走向市场，整年纳米产品营业额到达500亿美元。近年来，一些国家纷纷制订相关战略或者计划，投入巨款抢占纳米技术战略高地。日本设置纳米材料研究中心，把纳米技术列入新5年科技基本计划研发重点；德国专门建立纳米技术研究网；美国将纳米计划视为下一次工业革命关键，美国政府部门将纳米科技基础研究方面投资从1997年1.16亿美元增加到年4.97亿美元。,35/119,我国纳米材料研究始于80年代末，“八五”期间，“纳米材料科学”列入国家攀登项目。国家自然科学基金委员会、中国科学院、国家教委分别组织了8项重大、重点项目，组织相关科技人员分别在纳米材料各个分支领域开展工作，国家自然科学基金委员会还资助了20多项课题，国家“863”新材料主题也对纳米材料相关高科技创新课题进行立项研究。1996年以后，纳米材料应用研究出现了可喜苗头，地方政府和部分企业家介入，使我国纳米材料研究进入了以基础研究带动应用研究新局面。,36/119,二、,纳米概念:纳米是英文namometer译音，是一个物理学上度量单位，1纳米是1米十亿分之一；相当于45个原子排列起来长度。,通俗一点说，相当于万分之一头发丝粗细。就象毫米、微米一样，纳米是一个尺度概念，并没有物理内涵。当物质到纳米尺度以后，大约是在1100纳米这个范围空间，物质性能就会发生突变，出现特殊性能。这种既具不一样于原来组成原子、分子，也不一样于宏观物质特殊性能组成材料，即为纳米材料。,纳米科技是90年代初快速发展起来新前沿科研领域。它是指在1-100nm尺度空内，研究电子、原子和分子运动规律、特征高新技术学科。其最终目标是人类按照自己意志直接操纵单个原子、分子，制造出含有特定功效产品。,37/119,纳米材料又称为超微颗粒材料，由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒，普通是指尺寸在1100nm间粒子，是处于原子簇和宏观物体交界过渡区域，从通常关于微观和宏观观点看，这么系统既非经典微观系统亦非经典宏观系统，是一个经典人介观系统，它含有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。当人们将宏观物体细分成超微颗粒（纳米级）后，它将显示出许多奇异特征，即它光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面性质和大块固体时相比将会有显著不一样。,38/119,三 纳米材料特征,1.表面效应,2.小尺寸效应,3.量子尺寸效应,4.宏观量子隧道效应,39/119,表面效应,是指纳米粒子表面原子数与总原子数之比随粒径变小而急剧增大后所引发性质上改变。纳米晶粒尺寸减小结果造成其表面积、表面能及表面结合能增大，并含有不饱和性质，表现出很高化学活性。,40/119,小尺寸效应,伴随颗粒尺寸量变，在一定条件下会引发颗粒性质质变。因为颗粒尺寸变小所引发宏观物理性质改变称为小尺寸效应。对超微颗粒而言，尺寸变小，同时其比表面积亦显著增加，从而产生以下一系列新奇性质。（1）特殊光学性质（2）特殊热学性质（3）特殊磁学性质（4）特殊力学性质超微颗粒小尺寸效应还表现在超导电性、介电性能、声学特征以及化学性能等方面。,41/119,量子尺寸效应,微粒尺寸下降到一定值时，费米能级附近电子能级由准连续能级变为分立能级，吸收光谱阙值向短波方向移动，这种现象称为量子尺寸效应。,42/119,宏观量子隧道效应。,隧道效应是基本量子现象之一，即当微观粒子总能量小于势垒高度时，该粒子仍能穿越这一势垒。近年来，人们发觉一些宏观量如微颗粒磁化强度、量子相干器件中磁通量及电荷也含有隧道效应，他们能够穿越宏观系统势阱而产生改变，故称之为宏观量子隧道效应。,43/119,催化性质。,纳米粒子晶粒体积小，比表面积大，表面活性中心多，其催化活性和选择性大大高于传统催化剂。而且，纳米催化剂没有孔隙，可防止使用常规催化剂时，反应物向孔隙扩散影响。在使用纳米催化剂时，无须将其附着在惰性载体上，能够直接放入液相反应体系中。,44/119,纳米颗粒型材料,也称纳米粉末，普通指粒度在100nm以下粉末或颗粒。因为尺寸小，比表面大和量子尺寸效应等原因，它含有不一样于常规固体新特征。,45/119,碳纳米管，是1991年由日本电镜学家饭岛教授经过高分辨电镜发觉，属碳材料家族中新组员，为黑色粉末状，是由类似石墨碳原子六边形网格所组成管状物，它普通为多层，直径为几纳米至几十纳米，长度可达数微米甚至数毫米。,46/119,碳纳米管本身有非常完美结构，意味着它有好性能。它在一维方向上强度能够超出钢丝强度，它还有其它材料所不具备性能：非常好导电性能、导热性能和电性能。,47/119,碳纳米管尺寸尽管只有头发丝十万分之一，但它导电率是铜1万倍，它强度是钢100倍而重量只有钢七分之一。它像金刚石那样硬，却有柔韧性，能够拉伸。它熔点是已知材料中最高。,48/119,正是因为碳纳米管本身独特征能，决定了这种新型材料在高新技术很多领域有着诱人应用前景。在电子方面，利用碳纳米管奇异电学性能，可将其应用于超级电容器、场发射平板显示器、晶体管集成电路等领域。在材料方面，可将其应用于金属、水泥、塑料、纤维等很多复合材料领域。它是迄今为止最好贮氢材料，并可作为多类反应催化剂优良载体。在军事方面，可利用它对波吸收、折射率高特点，作为隐身材料广泛应用于隐形飞机和超音速飞机。在航天领域，利用其良好热学性能，添加到火箭固体燃料中，从而使燃烧效率更高。,49/119,假如用碳纳米管做绳索，是唯一能够从月球挂到地球表面，而不被本身重量所拉断绳索。假如用它做成地球-月球乘人电梯，人们在月球定居就很轻易了。纳米碳管细尖极易发射电子。用于做电子枪，可做成几厘米厚壁挂式电视屏，这是电视制造业发展方向。,50/119,然而，碳纳米管作为一个新型材料被发觉至今已经有十年，却还未得到工业应用。超高成本使国际市场90高纯度碳纳米管价格高达1000美元克，普通纯度碳纳米管价格也在60美元克，远远高出黄金价格。,我国清华南风纳米粉体产业化工程中心，一直致力于碳纳米管在工业化生产上科技攻关，是当前世界上已知生产规模最大碳纳米管生产基地。,51/119,“纳米材料”这一概念在20世纪80年代初正式形成，它现已成为材料科学和凝聚态物理领域研究热点，而其制备科学在当前纳米材料研究中占据着极为关键地位。人们普通将纳米材料制备方法划分为物理方法和化学方法两大类。,第二节 纳米材料制备技术,52/119,纳米材料其实并不神密和新奇，自然界中广泛存在着天然形成纳米材料，如蛋白石、陨石碎片、动物牙齿、海洋沉积物等就都是由纳米微粒组成。人工制备纳米材料实践也已经有1000年历史，中国古代利用蜡烛燃烧之烟雾制成碳黑作为墨原料和着色染料，就是最早人工纳米材料。另外，中国古代铜镜表面防锈层经检验也已证实为纳米SnO2颗粒组成薄膜。,53/119,然而，人们自觉地将纳米微粒作为研究对象，而用人工方法有意识地取得纳米粒子则是在20世纪60年代。1963年，Ryozi Uyeda等人用气体蒸发（或“冷凝”）法取得了较洁净超微粒，并对单个金属微粒形貌和晶体结构进行了电镜和电子衍射研究。1984年，Gleiter等人用一样方法制备出了纳米相材料TiO2。,54/119,一、,物理方法,1真空冷凝法 用真空蒸发、加热、高频感应等方法使原料气化或形成等粒子体，然后骤冷。其特点纯度高、结晶组织好、粒度可控，但技术设备要求高。,2物理粉碎法 经过机械粉碎、电火花爆炸等方法得到纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。,3机械球磨法 采取球磨方法，控制适当条件得到纯元素、合金或复合材料纳米粒子。其特点操作简单、成本低，但产品纯度低，颗粒分布不均匀。,55/119,二、化学方法,1,化学沉淀法,共沉淀法,均匀沉淀法,多元醇沉淀法,沉淀转化法,2.,化学还原法,水溶液还原法,多元醇还原法,气相还原法,碳热还原法,、,溶胶凝胶法、水热法等、,56/119,第三节、纳米材料在染整中应用,纳米材料光防护功效,各种物质对光线都含有屏蔽、防护作用，如Al203、MgO、ZnO、TiO2、SiO2、CaCO3、高岭土、炭黑、各种金属等。当将这些材料制成纳米粉体，使微粒尺寸与光波波长相当或更小时，因为小尺寸效应造成光吸收显著增强，而这类纳米粉体比表面积大、表面能高，在用于对天然纤维整理时，很轻易和后者相结合，再加之天然化纤混纺织物、天然织物对整理用材料细度、附着力等性能要求，都决定了纳米材料是天然化纤混纺织物、天然织物在光防护、光屏蔽、光反射类型功效后整理时优选材料。,57/119,一、防紫外线整理：,为了确保纳米粉体与纤维良好结合，又能够生产出便于印染、色彩缤纷织物，普通选取金属氧化物粉体，即所谓纳米级粉体，这类粉体表现出了特殊光学性质，如通惯用氧化锌来作紫外线屏蔽剂，机理是其禁带宽度为3.2eV，能够吸收波长为388nm紫外线，而当氧化锌粒度为lOnm时，它禁带宽度增加到大于4.5eV，能够很好吸收280-320nm波长紫外线，所以含纳米粒子纤维能够很好地吸收UVB 和UVA波段紫外线，屏蔽率可到达95%以上。,但各种不一样纳米粉体对光线屏蔽、反射效率也是有差异，以惯用TiO2和ZnO来比较，从纳米级氧化锌和二氧化钛分光反射率我们能够得知；在波长为200一800nm范围内氧化锌含有较高而稳定分光反射率，而纳米二氧化钛则在在紫外线部分谱段含有更高一些分光反射率。二氧化钛微粒粒径在50一l20nm时，散射系数最高吸收效率最大(即透过率最小),58/119,59/119,散射系数越高吸收越好透过越少,60/119,棉涤混纺织物抗紫外整理,对于棉、毛、丝、麻等天然纤维，尤其是其中用量最大棉纤维来说，采取纳米材料进行功效后整理是近期内正在开发新技术，现以赋予抗紫外线 功效整理为例，棉织物含有种种优点，是人们日常穿着夏、秋季节首选面料，不过从抗紫外线角度来看，棉织物对UV-A和UV-B波长段紫外线都有较 高透过率，同时这种缺点在棉-化纤混纺纤维中也表现出来了。在紫外线波长为200-300nm时(即UVC全部和UV-B大部分 范围内)，涤棉粗平布受织物中棉纤维影响不太大(因为，这一段棉纤维本身紫外线透过率也低于20%)，仅为同类棉 粗平布紫外透过率1/5；不过，在UV-A区域段，受棉纤维紫外线透过率快速上升影响，涤棉粗平布透过率也出现了急剧上升，据此可见，棉纤维在抗紫外 性能方面存在着严重缺点，除了影响纯棉织物在夏、秋季节穿着外，也造成了涤-棉、丙-棉、锦-棉织物抗紫外线性能不足，必须设法加以填补，而在这里是 无法再像功效化纤那样将紫外线蔽剂，用共混等方法直接施加到纤维内部，只能用后整理方法来处理。,61/119,纳米材料整理液制备,将纳米纳米材料加分散剂以及粘合剂等，调制成一定浓度处理液。因为纳米材料粉体表面能大，极易凝聚，且比重大，不溶于水，所以要得到分散良好，含有一定稳定性处理液非常关键。需选择适当分散剂或乳化剂调制方法。经过筛选，如PDT分散剂等，经透射电镜对处理液测定，证实其颗粒是纳米级范围。,62/119,63/119,织物经纳米材料处理后，紫外线透过率显著降低，降低幅度与织物紧密程度，孔隙大小相关。针织物普通比机织物结构疏松，孔隙率较大，防紫外效果差。在不一样组织中，屏蔽紫外线能力为缎纹斜纹平纹，这与平纹织物孔隙较多，缎纹织物孔隙率较小相关。,64/119,工艺处方以纳米材料5%，粘合剂15%，分散剂2%,65/119,二、纳米材料在抗菌整理中应用,织物抗菌整理纳米级粉体通常是指经特殊工艺生产、晶粒尺寸含有纳米尺度粉体材料。依据杀菌机理不一样，这些抗菌剂能够划分为以下类型:,a.元素、元素离子及其官能团接触性抗菌剂，即第一类无机抗菌剂，如:Ag、Cu、Zn、S、As、Ag+、Cu+、SO3-2、AsO2-等。,b.光催化抗菌剂，即第二类无机抗菌剂，如:纳米TiO2、纳米ZnO、纳米硅基氧化物等。,纺织用纳米级抗菌粉体与其它抗菌剂相比，含有以下优点:,(1)对人体无刺激性、无毒，使用安全可靠。,(2)整理剂透明度高，加工后可保持织物原有外观，长久使用不变色。,(3)依据需要，能够在复配后兼有抗紫外线功效。,(4)对热和光作用稳定。(许多有机整理剂如季按盐化合物、二苯甲酮、有机酸等抗菌剂易在光和热作用下分解，在生产和使用中不能遇高温及曝晒)。,(5)广谱抗菌性，可抑制各种病菌。,(6)加工方便，适用纺织品范围广泛。,用纳米级粉体作为抗菌剂，对纯棉织物进行抗菌整理后织物作用；一是提升抗菌性能，二是完善整理工艺,提升抗菌性能,66/119,织物抗菌性能测试方法主要参考中华人民共和国纺织行业标准FZ/T01020一92和改良AATCC-l00试验法。在前期工作阶段使用改良MLTCC试验法，本方法测试条件靠近织物使用条件，适用范围广，可用于溶出型及非溶出型抗菌剂。,我们选取纳米级抗菌粉体，对各种细菌和真菌有抑制作用。,首先采取定性方法验证其抗菌佳。如纳米银抗菌整理。,67/119,三、在涂料印花中应用：,我校和浙江省丝绸科学研究院研究工作表明在涂料印染时，添加0.3纳米级硅氧化物后，可取得以下效果：（1）色浆触变性良好，涂料色浆透网性和印刷花纹清楚度显著改进。（2）膜强度、耐磨性和耐水性增加，从而提升了相关色牢度。（3）改进了由紫外线引发色变，可提升日晒牢度0.5级。,68/119,四、纳米材料催化性能应用,用二氧化钛二氧化硅纳米材料作催化剂如用二氧化硅作多元羧酸抗皱整理催化剂,粒子直径降低到纳米级，表面原子数目及其作用就不能忽略，这时晶粒表面积、表面能和表面结合能都发生很大改变，由此而引发种种特异效应称为表面效应。纳米离子比表面积也快速增加。大比表面积使得处于表面原子数大大增加，这些表面原子所处晶体场环境及结合能与内部原子有所不一样，存在大量,表面缺点和许多悬挂键，含有高度不饱和性质,，所以而使这些原子极易与其它原子相结合而稳定下来，含有很高化学反应活性。,69/119,量子尺寸效应指纳米粒子尺寸下降到一定值时，纳米能级附近电子能由准,连续能级变为离散能级现象，称为量子尺寸效应，这一效应可使纳米粒子含有高光学非线性、特异催化性和光催化性质等。,纳米材料中处于分离量子化能级中电子波动性，将直接造成纳米材料一系列特殊性能，如高度光学非线性，特异化学催化和光催化性能等。,纳米材料有许多特殊性质，性质活泼轻易引发交链反应,70/119,五、纳米材科进行功效整理方法,吸尽法,：在配量好整理液中放人织物，在要求温度下浸泡一定时间，取出，干燥或热处理。,浸轧法,：将织物在整理液中浸湿，然后经过辊筒轧去余液，称一浸一轧，也可重复一次，称二浸二轧，使整理液经过机械力作用挤压到纤维中去，然后干燥或热处理。,涂层法：,将后整理乳液配制成一定稠度涂层液，然后均匀涂布到织物表面，再经一定热处理，使织物表面形成一层功效性薄膜。如一些装饰织物、伞等，大多采取此法。,这里主要技术关键是要依据天然纤维或天然纤维-化纤织物特征和整理目标，选定对应配套后整理助剂，如分散剂、增稠剂、粘合剂、稳定剂、柔软剂等助剂以及合理成浆工艺、桨料稳定工艺、后整理工艺等。,用纳米材料进行功效纺织品后整理时主要用于生产衬衫、T恤、帽子、伞、男女休闲等要求穿着柔软、适当夏、秋服装面料，而用各类涂布机经后处理在织物表面形成柔软功效性薄层是涂层法，其可广泛适合用于各种纤维，整理功效均匀、持久，效果理想可用于加工产业用布、装饰用布等。,71/119,纳米安全性研究现实状况,纳米材料安全性问题日趋得到世界各国高度重视。各国高级研究机构和教授都在呼吁和关注纳米材料安全性问题，政府也主动地投入了人力、物力去进行这方面研究工作。但详细研究进展和研究结果，公开专业文件报道较少。美国已开展了关于纳米材料对环境和人可能造成危害性研究，重点研究五个问题是：皮肤对纳米材料吸附和对皮肤毒性；同其它水源污染物相比，纳米颗粒进入饮用水后，是否有毒，怎样起毒化作用；纳米颗粒对操作者肺部组织影响研究；海洋或淡水水域中纳米颗粒沉淀物对环境影响；以及在什么条件下，纳米颗粒可能吸收和释放环境污染物。国外，曾有研究人员对碳纳米管、纳米聚四氟乙烯和碳颗粒生理毒性进行了试验，结果表明，长久吸入上述纳米微粒后，在肺部会发生沉积，对健康极其不利,72/119,据自然杂志报道，纳米颗粒能够经过呼吸系统、皮肤接触、食用、注射等路径，进入人体组织内部。纳米颗粒进入人体后，因为其体积小，白由度大，反应活性高等特征，几乎不受任何妨碍就能够进入细胞，与体内细胞发生反应，引发发炎、病变等症状。同时，纳米颗粒也可能进入人神经系统，影响大脑，造成更严重疾病发生。纳米颗粒长久停留在人体内，一样会引发病变，如停留在肺部石棉纤维会造成肺部纤维化。化学学会年会上，有三个研究小组分别报道了纳米材料含有特殊毒性。休斯顿美国宇航局太空中心小组研究发觉，向小鼠肺部喷洒含有碳纳米管溶液，碳纳米管会进入小鼠肺泡，并形成肉芽瘤。杜邦企业一个研究小组也发觉了类似结果。纽约州罗切斯特大学一个研究小组让大鼠在含有纳米聚四氟乙烯颗粒空气中生活l5min，就会造成大多数老鼠在4个小时内死亡。该研究小组还发觉用碳13和锰制作纳米颗粒能够进入大鼠嗅球，并迁移到大脑。,73/119,桑蚕皮肤对纳米TiO2吸收情况。试验结果发觉：经过石蜡包衣纳米TiO2粒子和非纳米级普通TiO2粉末不能经桑蚕皮肤被收人体内，但纳米TiO2粒子能够经过皮肤被吸入桑蚕体内，并造成试验中全部桑蚕死亡。这说明本身无毒、无味纳米TiO2粒子经皮肤进入桑蚕体内后，含有毒负作用。可是，纳米TiO2粒子详细毒负作用机理，还未见对应研究报道。青岛大学马建伟等人经过对豚鼠静脉注射稀土纳米材料试验后发觉，试验中所用稀土纳米材料对琢鼠红细胞膜造成了较大破坏，使得红细胞溶血脆性显著增加，这说明稀土纳米材料含有一定细胞毒性。专题去研究纳米材料安全性问题研究者较少，但我们在广泛应用纳米技术，享受纳米材料给人类带来正面效应同时，要时刻关注和研究纳米材料可能给人类带来负面危害性。,74/119,酶在纺织后整理中应用,生物酶经过科学家一个多世纪研究，通常认为已知酶达3000各种，当前在纺织中应用生物酶技术范围较广，已在纤维改性，真丝脱胶，原麻脱胶，染整退浆、精练、整理和净洗加工，纺织印染废水处理以及服装成衣加工等方面有所应用。生物酶技术在改进染整加工工艺、节约能耗、降低环境污染、提升产品质量、增加附加值和开发新型原料产品等方面都含有独特优势。当前在纺织加工中使用较广泛酶制剂主要是纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、脂肪酶、过氧化酶、漆酶、葡萄糖氧化酶八类。,75/119,二、蛋白酶,蛋白酶是水解肽键一类酶，蛋白质在蛋白酶作用下，能快速水解为胨、肽等，最终成为氨基酸，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，织物含有手感柔软、滑爽性能，含有机可洗、抗起球、起毛等护理功效，能有效消除有机氯，对人体无伤害，用于丝脱胶，无损纤维。,76/119,蛋白酶对羊毛织物整理：蛋白酶对羊毛进行处理，可使羊毛取得减量；假如在酶直接处理前对羊毛织物进行氧化预处理，可取得较大减量和毡缩率，从而实现对羊毛织物防毡缩整理；蛋白酶处理羊毛去除60%以上鳞片类脂，亲水性得到显著改进，可使羊毛织物取得低温染色性能。,77/119,蛋白酶对羊毛织物整理：蛋白酶对羊毛进行处理，可使羊毛取得减量；假如在酶直接处理前对羊毛织物进行氧化预处理，可取得较大减量和毡缩率，从而实现对羊毛织物防毡缩整理；蛋白酶处理羊毛去除60%以上鳞片类脂，亲水性得到显著改进，可使羊毛织物取得低温染色性能。,78/119,蛋白酶用于生丝脱胶与丝织物水洗整理：生丝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，因为蛋白酶对丝胶水解是一个均相或介于均相和多相之间水解模式，因而水解反应效率较高，对丝损伤小。,79/119,三、蛋白酶在后整理中应用,（一）、,蛋白酶对羊毛鳞片脱胶。,（二）、,毛织物蛋白酶防毡缩整理。,（三）、,羊毛织物防起球整理。,（四）、,毛织物机可洗、丝光处理。,（五）、,绵羊绒柔软、丝光整理。,（六）、,羊毛氧化、还原漂白。,80/119,处理方法：以地毯为例。可设地毯重量：5kg/m2（1）预处理：纯碱 0.4%平平加o 0.l%浴比 1:50100 将地毯在上述处理浴中保持35左右，处理1224小时。取出水洗除碱。（2）酶处理：复合蛋白酶A 2%浴比 l:10,将地毯在上述处理浴中，保持55强力涮洗3h，涮完水洗。以上酶处理结果与传统氯碱法相比存在微小差异。即酶法处理尚存有少许鳞片残留，氯碱法对鳞片去除洁净，但对毛扦维有损伤。,81/119,82/119,处理工艺：织物：32支双股羊毛纱织成11罗纹织物,双氧水预处理配方：,Na2SiO39H2O 0.7%，Na2CO3 0.2%H2O2 30%，浴比 1:25，50,45min,去除表面类脂层，提升亲水性，增加酶对表面蛋白有效攻击。,蛋白酶处理：,蛋白酶SZ(德)5%（owf），pH：6-7,55，45min,。,处理结果：减量率7.1%，面积收缩率3.2%，强力保留率90%，断裂伸长保留率85%。,83/119,84/119,处理工艺：,1,先用l%一2%(owf)硫基乙酸铵，30预处 理30min。,2,用膨化剂(含10%钙、镁离子)80g/L缩绒，45。,3,将PH控制在6.57.5加01g/L03g/L复合酶,浴中含25ppm镍离子及25%(owf)酰化肽于5060处理4560min。,4,26%(owf)高度线性有机硅高聚复配物(氨值0.2不含溶剂)3545，处理20min。,绵羊绒经酶处后手感几近真羊绒，且镜面效应很好。,85/119,因为当前世界上用于羊毛有效酶处理未形成工业化生产单用蛋白酶作柔软处理则用量多，成本高，且损伤严重，落毛多，手感薄弱。如选取中性蛋白酶为主，将脂肪酶，果胶酶，纤维素酶调制复合酶，在毛织物上柔软效果有显著促进。,配方：,（g/L）,中性蛋白酶：65-0 碱性蛋白酶：0-60,脂肪蛋白酶：25-0 果胶酶：15-0,纤维素酶：15-0,工艺：pH 8.59.5，50,30-45min,。,返回,86/119,氧化漂白处理工艺：,pH 5.56.5，(3545，4h)，2040g/L过氧化氢，1g/L高效渗透剂，0.05g/L0.5g/L复合酶，25 ppm镍离子，25%(owf)酰化肽最终换新浴加26%(0wf)高度线性有机硅高聚复配物(氨值0.2，不含溶剂)，pH值近中性，3540处理20min。,氧化漂白度指数可提升25。,87/119,还原漂白处理工艺：,pH 4.55.5，5O55，4560min，36%(owf)焦亚硫酸钠，1g/L高效渗透剂，0.05g/LO.5g/L复合酶，25 ppm镍离子，25%(0wf)酰化肽，26%(owf)高度线性有机硅高聚复配物(氨值0.2，不含溶剂)。,还原漂白度指数可提升510。,88/119,四、蛋白酶作用不足问题：当前酶类在纺织工业上应用，主要有两个方面：,（1）是对纤维以外物质作用，如棉织物退浆 因为酶专一性很安全，使用酶又耐高温，所以比较成功。（2）是作用纤维本身，安全性低，但能够控制。,不过因为纤维结构如蛋白酶脱除丝胶，丝胶即使在丝素外部，但本身有4层结构，第3，4层结晶度大，所以最终有残留部份无