自清潔熒光面料的開(kāi)發(fā)【文獻(xiàn)綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述</b></p><p><b>　　紡織工程</b></p><p>　　自清潔熒光面料的開(kāi)發(fā)</p><p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　熒光產(chǎn)品作為一種具有安全警示防護(hù)和識(shí)別功能的高能見(jiàn)度產(chǎn)品,其使用范

2、圍正不斷得到擴(kuò)展。該產(chǎn)品不僅在交通環(huán)衛(wèi)公安等領(lǐng)域普遍使用,而且夜間作業(yè)及特種作業(yè)的人員也正逐步使用開(kāi)來(lái)。用于人體穿著的這類產(chǎn)品以涂層居多,這類產(chǎn)品具有良好的熒光效果,但由于它的透氣透濕性能較差,使得其使用范圍受到限制,尤其是在高溫天氣狀態(tài)下,著裝者會(huì)感到悶濕,進(jìn)而影響到作業(yè)者的身體健康和作業(yè)效率。近年來(lái),隨著熒光染料的出現(xiàn),帶來(lái)了熒光面料的一次換代,以熒光染料染色得到的面料盡管其熒光效果比涂層面料稍差,但其良好的熱濕舒適性使其更能廣泛應(yīng)

3、用于對(duì)熒光要求不是特別嚴(yán)格的領(lǐng)域。在通過(guò)以熒光染料來(lái)獲得熒光效果的面料中,針織面料在彈性及透氣透濕性上比梭織面料更顯優(yōu)勢(shì),因此,這里對(duì)以熒光染料獲得的熒光針織面料進(jìn)行了探討,通過(guò)對(duì)影響能見(jiàn)度效果及服用性能因素的分析與實(shí)踐,以期能開(kāi)發(fā)出性能良好的熒光針織面料。</p><p>　　利用氧化鈦薄膜在紫外光激發(fā)下產(chǎn)生的強(qiáng)氧化能力（光催化氧化-還原反應(yīng)）和薄膜的超親水性，可以形成自清潔表面。 當(dāng)玻璃、墻壁等建筑物表面涂覆

4、一層氧化鈦薄膜后，利用氧化鈦的光催化反應(yīng)可以把吸附在氧化鈦表面的有機(jī)物分解為二氧化碳和水，與剩余的無(wú)機(jī)物一起可以被雨水沖洗干凈!，這個(gè)過(guò)程就是自清潔過(guò)程。因?yàn)檠趸伇砻嬗谐H水性，污物不易在表面附著，太陽(yáng)光中的紫外線足以維持氧化鈦薄膜的表面親水特性，可以使氧化鈦表面長(zhǎng)期具有去污的自清潔效應(yīng)。最早應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的是自清潔涂層。</p><p>　　現(xiàn)在的焦點(diǎn)是怎么樣把熒光技術(shù)和自清潔技術(shù)連接起來(lái)應(yīng)用于面料或織物，使該

5、面料或織物擁有熒光的同時(shí)還可以自清潔，保持自身的干凈。</p><p><b>　　二、主題</b></p><p>　?。ㄒ唬┳郧鍧嵜媪系难芯?lt;/p><p>　　拒水拒油整理劑發(fā)展概況</p><p>　　織物拒水整理的歷史源遠(yuǎn)流長(zhǎng)。最古老又最經(jīng)濟(jì)的拒水整理方法，是用石蠟、鋁鹽等拒水劑，操作簡(jiǎn)單，成本低，可是沒(méi)有耐久

6、性。有機(jī)硅整理劑具有耐久性和拒水性，而且整理后織物強(qiáng)度損失小，手感柔軟，但沒(méi)有拒油性。同時(shí)具有拒水拒油效果及耐久性的當(dāng)屬有機(jī)氟化合物。與有機(jī)硅類及烴類整理劑相比，有機(jī)氟整理劑在表面活性、拒水拒油及防污性、抗靜電性、耐洗滌性等方面具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。自美國(guó)3 M公司首先推出“Scotchgard”拒水拒油整理劑以來(lái)，各國(guó)著名化學(xué)品生產(chǎn)廠商也紛紛推出了相應(yīng)產(chǎn)品，如美國(guó)杜邦公司，德國(guó)赫司脫（Nuva），法國(guó)（Ato Chem），日本旭硝子（Asa

7、higurad）和大金工業(yè)（Unidyne）[1]等。</p><p>　　目前，含氟整理劑已成為織物拒水拒油整理劑的代表性產(chǎn)品，在我國(guó)紡織企業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。但是，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的含氟整理劑大都是進(jìn)口商品的改頭換面，或經(jīng)稀釋或稍加復(fù)配而已，因此價(jià)格昂貴。另外，隨著各發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)際組織一系列關(guān)于在紡織品中限制甚至禁止使用各類有害物質(zhì)的規(guī)定或條令的出臺(tái)，環(huán)保型含氟拒水拒油整理劑的開(kāi)發(fā)已是勢(shì)在必行，如產(chǎn)品中不存在AEPO乳

8、化劑和AOX、VOC等污染物；減少PFOS/PFOA類化合物的使用量等。毫無(wú)疑問(wèn)，解決問(wèn)題的根本途徑是開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保型“三防”和易去污織物及其配套整理劑，以替代目前普遍使用的有機(jī)氟類“三防”整理劑。</p><p>　　超細(xì)纖維在拒水拒油紡織品中的應(yīng)用</p><p>　　用超細(xì)纖維制成的高密織物，由于纖維直徑很細(xì)，比表面積大，富含微孔等原因，即使不經(jīng)涂層處理，也具有持久的拒水拒油及自清潔功

9、能，并且質(zhì)地輕盈，懸垂性好，手感細(xì)致柔軟。</p><p>　　荷葉效應(yīng)在拒水拒油紡織品中的應(yīng)用</p><p>　　大自然賦予了荷葉出淤泥而不染的秉性，水鳥(niǎo)身體表面的羽毛不會(huì)被水潤(rùn)濕，這些生物學(xué)現(xiàn)象引起了人們的普遍關(guān)注。德國(guó)科學(xué)家通過(guò)掃描電鏡和原子力顯微鏡對(duì)荷葉等２萬(wàn)種植物的葉面微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，揭示了荷葉拒水自潔的原理，即“荷葉效應(yīng)”原理?！昂扇~效應(yīng)”的秘密主要在于它的納米或亞微米尺度

10、的粗糙表面結(jié)構(gòu)，而不在于它的化學(xué)組成。研究發(fā)現(xiàn)，荷葉表面有許多亞微米級(jí)的乳頭狀凸起，凸起間的凹陷處充滿空氣，而凸起和間隔處又被許多直徑為１nm左右的蠟質(zhì)晶體所覆蓋，使水不能進(jìn)入葉面內(nèi)部。亞微米級(jí)的粗糙表面以及納米級(jí)的低表面張力蠟質(zhì)晶體覆蓋物是荷葉具有高度拒水自潔的根本原因。目前，根據(jù)“荷葉效應(yīng)”原理，已經(jīng)有關(guān)于成功利用等離子體、激光刻蝕等表面處理技術(shù)來(lái)形成聚合物或無(wú)機(jī)物超拒水表面膜的報(bào)道，部分具有“荷葉效應(yīng)”的紡織產(chǎn)品也開(kāi)發(fā)成功。毫無(wú)疑

11、問(wèn)，“荷葉型”超拒水拒油和自清潔纖維及織物，在高技術(shù)紡織品上具有很大的應(yīng)用潛力。</p><p>　　納米技術(shù)在拒水拒油紡織品中的應(yīng)用</p><p>　　傳統(tǒng)有機(jī)硅及有機(jī)氟拒水拒油整理劑，主要存在兩個(gè)缺點(diǎn)：⑴在織物表面附著防水性材料會(huì)影響到織物的透濕透氣性和著裝舒適性。⑵有機(jī)硅及有機(jī)氟拒水拒油整理劑中，含有對(duì)環(huán)境及人體健康境不利的成分。因此，利用納米技術(shù)對(duì)織物進(jìn)行拒水拒油整理，日益引起了

12、人們的重視，尤其是天然纖維與納米技術(shù)的結(jié)合。與傳統(tǒng)的有機(jī)硅及有機(jī)氟拒水拒油整理劑不同，納米防污整理劑以無(wú)機(jī)材料為主體，不含對(duì)人體有害的化學(xué)成分，且處理后的織物可保持原有的性能。納米技術(shù)應(yīng)用于織物拒水拒油整理是基于“荷葉效應(yīng)”的原理。經(jīng)過(guò)納米技術(shù)處理的服裝面料，在表面形成猶如荷葉的粗糙結(jié)構(gòu)，從而在織物表面構(gòu)造出納米結(jié)構(gòu)的空氣薄膜保護(hù)層，使織物具有超疏水、疏油的奇異特性。另外，均勻分布在織物表面的無(wú)機(jī)納米粒子，不僅可以有效消除靜電，阻止塵埃

13、的吸附；還可以離解空氣中的氧，生成負(fù)氧離子，阻止或殺死有機(jī)物，防止有機(jī)生物垃圾生成，從而起到防污抗菌的作用。</p><p>　　利用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)拒水拒油織物已有相關(guān)報(bào)道并有產(chǎn)品問(wèn)世。如瑞士Schoeller Textile AG公司采用溶膠—凝膠技術(shù)，將納米粒子固著于織物表面，形成“荷葉”型的粗糙表面結(jié)構(gòu)，從而獲得超拒水、拒油功能。美國(guó)Nano-Tex公司在棉織物表面接枝由一個(gè)個(gè)原子堆砌而成的納米須晶，用該技術(shù)

14、處理后的棉織物具有抗皺、防雨及防污功能。瑞典TEXCOAT公司利用納米處理技術(shù)研制出了可用于棉、麻、絲、羊毛等成衣織物上的防皺防水防污涂料。國(guó)內(nèi)較為成功的產(chǎn)品主要是鄂爾多斯的三防羊絨織物。</p><p>　　盡管目前人們對(duì)“荷葉效應(yīng)”原理已有充分的認(rèn)識(shí)，納米技術(shù)也已在紡織業(yè)推廣應(yīng)用，但是利用納米技術(shù)開(kāi)發(fā)拒水拒油織物，特別是滌綸織物，在我國(guó)還處于起步階段。其主要技術(shù)瓶頸之一是納米功能顆粒在紡織材料表面的牢固附著并

15、呈納米尺度的均勻分散問(wèn)題，目前仍然沒(méi)有得到徹底解決。已部分產(chǎn)業(yè)化的功能性整理劑，納米粒子的均勻分散性較差，在紡織材料表面不能牢固附著，納米材料的原有特性沒(méi)有充分發(fā)揮，可控程度低，導(dǎo)致生產(chǎn)的連續(xù)性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性不夠。</p><p>　　（二）高亮度熒光面料的研究</p><p>　　熒光涂料整理劑發(fā)展概況</p><p>　　涂料印花是一種歷史悠久的紡織品上色加

16、工方法。早在幾千年前，古人就通過(guò)使用天然礦物質(zhì)顏料，如赭石、朱砂、鉻黃等粉末混入植物或動(dòng)物的蛋白質(zhì)、干性油等天然高分子粘合劑，來(lái)制作涂料印花漿。隨著科技的發(fā)展，印花涂料由原來(lái)的無(wú)機(jī)、天然的原料發(fā)展到現(xiàn)在使用有機(jī)、合成的原料來(lái)制備。其使用范圍也越來(lái)越廣，如今印花涂料已大量地應(yīng)用于紡織品、皮革、內(nèi)外墻、地磚、裝飾紙等的著色。</p><p>　　經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的發(fā)展，涂料印花已在全世界印染行業(yè)中占有重要地位，據(jù)資料顯示，上

17、世紀(jì)90年代，世界上大約有50%左右產(chǎn)量的印花織物是采用涂料印花工藝印制的，尤其是美國(guó)，涂料印花達(dá)到了80%左右；西歐地區(qū)也占60%；日本比例較低，約為10%～15%；我國(guó)的涂料印花產(chǎn)品也由原20%逐漸上升到了35%，被廣泛應(yīng)用于純棉織物、合成纖維及其混紡織物等產(chǎn)品上。涂料印花是滌棉混紡織物印花中較有發(fā)展前途的一種印花工藝，國(guó)內(nèi)外滌棉混紡織物中約有70%左右的產(chǎn)品采用涂料印花。</p><p>　　納米熒光在熒光

18、涂料中的應(yīng)用</p><p>　　由大連海事大學(xué)張占平教授主持的“納米熒光海洋無(wú)毒防污涂料的研制”通過(guò)了交通運(yùn)輸部科技教育司主持召開(kāi)的研究項(xiàng)目驗(yàn)收鑒定。該項(xiàng)目成功研制了以PTFE 氟樹(shù)脂復(fù)合納米二氧化鈦改性長(zhǎng)余輝發(fā)光材料的納米熒光海洋無(wú)毒防污涂料，系統(tǒng)地研究了海洋污損生物在納米熒光海洋無(wú)毒防污涂料上的附著行為，海生物與光照、底質(zhì)顏色之間的關(guān)系，揭示了涂層表面光催化作用與細(xì)菌生物膜的形成規(guī)律，為研制新型無(wú)毒防污涂料

19、提供了理論、實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。</p><p>　　熒光增白劑在熒光涂料中的應(yīng)用</p><p>　　熒光增白劑是一類可吸收紫外光、發(fā)射藍(lán)色光或紫藍(lán)色光的熒光物質(zhì)。其具有增白作用的原因在于，吸附熒光增白劑的物質(zhì)不僅能將照射在物體上的可見(jiàn)光發(fā)射出來(lái)， 而且還能將不可見(jiàn)的紫外光轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)的藍(lán)色光或藍(lán)紫色光反射出來(lái)， 增加了物體對(duì)光的反射率； 由于反射出來(lái)的可見(jiàn)光強(qiáng)度超過(guò)了物體原可見(jiàn)光的強(qiáng)度，

20、故看上去物體的白度增加了，即物體被熒光增白劑增白了。熒光增白劑吸收光波的波長(zhǎng)為300～400 nm，反射熒光波長(zhǎng)為420～500 nm。熒光增白劑的另一個(gè)增白原因可借助光學(xué)中的互補(bǔ)色原理加以說(shuō)明。研究發(fā)現(xiàn)， 白色物體變黃是由于從被照射物體上反射出來(lái)的光線中藍(lán)色光強(qiáng)度相對(duì)降低所致。因此， 早期人們使用某些藍(lán)色對(duì)織物上藍(lán)，以掩蓋其泛黃現(xiàn)象，但卻引起織物亮度下降，在視覺(jué)上產(chǎn)生了暗淡的感覺(jué)。洗滌劑中使用的熒光增白劑會(huì)發(fā)出藍(lán)色或藍(lán)紫色的熒光，從而

21、恢復(fù)了織物的白色，目前已廣泛用于造紙、紡織、塑料、涂料、合成洗滌劑和皮革等領(lǐng)域中。</p><p>　　有機(jī)硅改性丙烯酸樹(shù)脂熒光在熒光涂料中的應(yīng)用</p><p>　　有機(jī)熒光顏料亦稱日光顏料，在日光照射下吸收光能，不以熱能的形式散發(fā)，而以低頻可見(jiàn)光將所吸收的能量發(fā)射出去，從而呈現(xiàn)異常鮮艷的色彩。將有機(jī)熒光顏料分散于丙烯酸樹(shù)脂中制成的熒光涂料耐候性和保光性都較好，但熱塑性能有限，使其高溫易

22、返粘、粘塵，低溫易脆裂而導(dǎo)致應(yīng)用受到限制。用有機(jī)硅改性丙烯酸乳液作主要成膜物質(zhì)，制得的涂料具有優(yōu)良的耐候性、耐擦洗性、耐污染性，防塵性能好，施工方便，成本低，近年來(lái)發(fā)展很快。這里研究了將熒光顏料乳劑直接分散于有機(jī)硅改性丙烯酸樹(shù)脂中，制成高性能的熒光涂料，使其應(yīng)用范圍更為廣泛，性能更加優(yōu)良。</p><p><b>　　三、總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)研究有關(guān)

23、膠體表面和界面化學(xué)的相關(guān)理論#結(jié)合納米材料的特殊性質(zhì)，歸納出一套納米微粒充分分散的分散方法，同時(shí)制備了一種復(fù)合納米自清潔整理劑。采用納米復(fù)合整理劑對(duì)腈綸針織物進(jìn)行光催化自清潔整理，在保持織物原有優(yōu)良風(fēng)格的前提下，獲得了較好的自清潔效果及耐洗牢度。開(kāi)發(fā)出的納米自清潔羊絨針織品具有良好的光催化自清潔特性，在1～2 天內(nèi)都能將織物上的油污徹底分解，達(dá)到100%自清潔。而要獲得熒光只需涂一層熒光面料，一般在針織面料上效果較為理想。在熒光染料中加

24、熒光增白劑有助于熒光反射率的提高。常規(guī)分散染料中加人熒光增白劑只起增艷作用。經(jīng)熒光染料上染的滌綸針織面料其服用性能明顯優(yōu)于涂層產(chǎn)品,但其反射率的進(jìn)一步提高仍有待進(jìn)一步探討。</p><p><b>　　四、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]趙先麗，王強(qiáng)，周慶榮楊．抗皺自清潔舒適性精毛紡面料的生產(chǎn)[J]．毛紡科技，2007，21（9）：33～35． </

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