辽阳石油化工高等专科学校学报bookmark0纳米二氧化钛在功能纤维中的应用沈国良（辽阳石油化工高等专科学校化工系，辽阳111003）宁桂玲（大连理工大学化工学院，大连116012）在功能纤居中作为抗菌剂、紫外线吸收剂、红外线吸收剂、抗静电剂的-些应用情况，初步提出了今后纳米技术在功能纤居中应用的研究方向。

　　随着人口数量的加和生活水平的提高，人们对化纤制品及功能化制品的需求量越来越大。科学技术的发展，可使化学纤维具有多种功能，其用途显著拓宽。

　　纳米技术是近年来新崛起的一门高新技术在纺织、化工、医药、机械、电子、材料、光学等诸多领域中的应用越来越广泛。

　　纳米技术是在纳米尺度（0.究介于原子、分子、宏观物质之间的粒子的特性、结构、相互作用、理化性能及其制备、应用的一门新兴学科。

　　纳米技术在制造纺织新原料、改善织物功能，如抗紫外线和红外线、抗老化、高强耐磨、抗静电、导电、抗菌、吸附等方面，都有着较大的开发价值和发展前途。

　　化学纤维合成与纺织界将纳米粒子加入纤维中，获得了多功能纤维，现己成为化学纤维或纺织领域重要的研究方向之一，并且己相继开发出一些具有高性能、高功能的新概念化学纤维，初步形成了纤维行业独树一帜的高新产业体系，正引起众多消费者的关注。

　　1纳米材料与纳米TiO2纳米材料是一种全新的超微细固体材料，一般将粒径小于100nm的微粒称为“纳米微粒”。由于纳米粒子有较高的化学活泼性、较大的比表面积、微粒的超细化，使得它在许多方面优于传统材料的性能，可以与其它材料复合，在此基础上可以制造出许多功能独特、用途广泛的新材料。

　　纳米Ti2问世于80年代后期，是一种十分重要的无机材料，其独特的紫外线屏蔽、光催化作用、颜色效应等功能使其一经面世即倍受青睐，在防晒、杀菌、废水处理、环保、汽车工业等方面有着广阔的应用前景。

　　在化学纤维中添加纳米Ti2作为助剂，可以制备出具有多种功能的纤维，并且具有耐高温、难分解、无毒、功能持久、与聚合物相容性较好等特点。

　　2纳米TiO2在功能纤维中的一些应用普通Ti2是聚酯等纤维的消光剂f 2，具有极高的不透明度，其用量一般为0.2%~0. 5%.化学纤维用消光剂Ti2要求粒子微细、粒度分而均匀、分散性好和杂质少；在使用时，不磨损喷嘴和辽阳石油化工高等专科学校学报切丝刀；化学性质稳定，耐热耐光好，在原液、纤维中易分散，且分散稳定性好；消光后不影响纤维的强度和纺丝后加工。

　　纳米Ti2不仅满足上述要求，而且具有下列特殊作用：2.1作为耐日晒剂某些化学纤维不耐日晒，就是因为有机高分子材料在日光紫外线的长期照射下会导致鞭其分子链降解产生大量的自由基，致使纤维的强度、颜色、光泽受到很大影响。

　　紫外线是一种比可见光波长短的电磁波，其波长在200~400nm之间，按波长的长短还可再细分为短波UVC（90（320~400nm）。紫外线UVC的短波可被距地面25km上空的臭氧层吸收阻挡，到达不了地面。所以，一般日晒是由UVA和UVB引起的，对人体有伤害的紫外线主要集中在300~400nm波段。

　　防晒剂的种类很多，以往多使用有机化合物作为紫外线吸收剂，但是存在着发生致癌的可能性（受到光的照射后，有机紫外线吸收剂与皮肤发生作用会导致皮肤癌）以及产生化学性过敏等问题。

　　可作为紫外线吸收剂的纳米无机材料主要有纳米Ti2、纳米ZnO、纳米Si2、纳米Al23、纳米FeO等，都有吸收紫外线的特征。其中，纳米Ti2是一种稳定的无毒、无味紫外线吸收剂，将其稳定均匀地分散于高分子材料中，利用其对紫外线的吸收作用，可阻止高分子链的降解，减少自由基的发生，从而达到阴日晒老化的效果。尤其可贵的是纳米Ti2吸收紫外线能力强，对UVA和UVB都有屏蔽作用且可透过可见光。由于纳米Ti2的许多优越性能，使它逐渐登上了世界防晒剂的舞台。

　　2.2作为抗菌剂近年来，人们研究和开发出了各种新型的功能纤维。抗菌纤维和除臭纤维就是其中的一种。它是将抗菌剂掺入天然、聚合物或长丝中，再纺制出各种抗菌和除臭纤维。自1984年以来，日本相继开发出多种除臭纤维，而且新产品不断问世。

　　2.3作为红外线吸收剂纳米红外吸收纤维在军事和日常生活上都将具有重要的应用前景。一些经济比较发达的国家己经开始用具有红外吸收功能的纤维制成军服武装部队，这种纤维对人体有很好的屏蔽作用。这主要是由于纳米材料的尺寸远小于红外及雷达波波长。因此，对这种波透过率比常规材料要强的多，而纳米材料的比表面积比常规粗粉大3 ~4个数量级，对红外线和电磁波的吸收率比常规的材料大的多，这就大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号变得微弱。另外，人体对远红外波段的辐射具有吸收能力，吸收远红外辐射后会产生体感温升的效果，起到保暖作用。

　　众所周知，人体释放的红外线大致在4 ~16um的中红外频段。在战场上，如果不对这一频段的红外线进行屏蔽，很容易被非常灵敏的中红外探测仪器所发现，尤其在夜间人体安全将受到威胁，从这个意义上来说，研制具有对人体红外线进行屏蔽的衣服是很必要的。而纳米材料很容易填充到纤维中，且某些纳米微粒具有很强的吸收中红外频段的特性，如纳米Ti2、纳米Si2、纳米Al23和纳米Fe23复合粉就具有这种功能。纳米Ti2、纳米Si2、纳米AI2O3的复合粉体与高对这波段的红外探测器有很好的屏蔽作用，添加纳米的纤维对人体红外线也有很强的吸收作用，这既可起到屏蔽作用又可以加保暖作用。同时，可以减轻衣服的重量，有人估计用添加红外吸收纳米材料粉的纤维做成的衣服，其重量可以减轻2.4作为抗静电剂纳米Ti2等纳米材料在抗静电纤维中也有重要的应用。

　　化学纤维制品易产生静电效应。化纤衣物、化纤地毯等由于摩擦产生放电效应，对皮肤产生危害，并易吸灰尘，给使用者带来许多不便；另外，化工和纺织一线工作*怕因静电产生火花而引起爆炸。从使用和安全角度出发，解决静电问题是提高化学纤维制品质量的重要内容。

　　在化纤制品中加入少量纳米微粒，若将0. 1%~0.5%的纳米2，123，乙打或卩623等具有半导体性质的纳米粉体掺入到树脂中，就会产生有良好的静电屏蔽性能，使静电效应大大降低，制品的表面电阻值可达到108~9欧姆。

　　3结束语纳米技术作为一门新兴的边缘交叉学科，涉及到材料、机械、电子、化学等诸多学科，努力将其与纺织工业很好地结合，具有重大意义。

　　作为现代高新技术研究的热点之一，纳米技术在纺织工业上有着广阔的应用前景。同时，要振兴面临困境的纺织业，只有在应用高新技术，开发新原料、新产品方面闯出一条新路，而纳米技术的出现恰好为我们提供了一个新的研究发展方向。

　　纳米技术在纺织工业上应用的研究范畴将主要集中在两个方面：一是纳米粒子的制备和应用技术。二是如何将制备的纳米粒子用来制造具有特殊功能的纺织制品，只有很好地将具有特殊功能的纳米粒子与纺织原料（或织物）复合在一起，才能真正实现纳米技术在纺织工业上的应用。

　　对于纳米粒子与高分子聚合物的复合问题，要求纳米粒子必须稳定均匀地分布于高分子聚合物中，并且不氧化、不团聚，能在适当的纺丝工艺下制成具有特殊功能的化学纤维。现有的几种常规类型成纤高聚物是否能与纳米粒子很好地复合，是否必须对这些成纤高聚物进行改性、形成稳分子纤维结合，中红外波段有很强的吸腿i定均匀的结合合体都是必须研究的课题/ww.cnki.net总之，纳米技术作为一门新兴学科，将给传统的纺织工业带来一场革命，各种纳米纺织材料将被不断地开发出来，纳米技术在纺织工业上具有广阔的发展前景。