自清潔熒光面料的開發(fā)【文獻綜述】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計文獻綜述</b></p><p><b>　　紡織工程</b></p><p>　　自清潔熒光面料的開發(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和識別功能的高能見度產(chǎn)品,其使用范

2、圍正不斷得到擴展。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來。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,著裝者會感到悶濕,進而影響到作業(yè)者的身體健康和作業(yè)效率。近年來,隨著熒光染料的出現(xiàn),帶來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

3、用于對熒光要求不是特別嚴格的領(lǐng)域。在通過以熒光染料來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,因此,這里對以熒光染料獲得的熒光針織面料進行了探討,通過對影響能見度效果及服用性能因素的分析與實踐,以期能開發(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)生的強氧化能力（光催化氧化-還原反應）和薄膜的超親水性，可以形成自清潔表面。 當玻璃、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可以把吸附在氧化鈦表面的有機物分解為二氧化碳和水，與剩余的無機物一起可以被雨水沖洗干凈!，這個過程就是自清潔過程。因為氧化鈦表面有超親水性，污物不易在表面附著，太陽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期具有去污的自清潔效應。最早應用此項技術(shù)的是自清潔涂層。</p><p>　　現(xiàn)在的焦點是怎么樣把熒光技術(shù)和自清潔技術(shù)連接起來應用于面料或織物，使該

5、面料或織物擁有熒光的同時還可以自清潔，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流長。最古老又最經(jīng)濟的拒水整理方法，是用石蠟、鋁鹽等拒水劑，操作簡單，成本低，可是沒有耐久

6、性。有機硅整理劑具有耐久性和拒水性，而且整理后織物強度損失小，手感柔軟，但沒有拒油性。同時具有拒水拒油效果及耐久性的當屬有機氟化合物。與有機硅類及烴類整理劑相比，有機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。自美國3 M公司首先推出“Scotchgard”拒水拒油整理劑以來，各國著名化學品生產(chǎn)廠商也紛紛推出了相應產(chǎn)品，如美國杜邦公司，德國赫司脫（Nuva），法國（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，在我國紡織企業(yè)得到了廣泛應用。但是，國內(nèi)生產(chǎn)的含氟整理劑大都是進口商品的改頭換面，或經(jīng)稀釋或稍加復配而已，因此價格昂貴。另外，隨著各發(fā)達國家和國際組織一系列關(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，環(huán)保型含氟拒水拒油整理劑的開發(fā)已是勢在必行，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。毫無疑問，解決問題的根本途徑是開發(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氟類“三防”整理劑。</p><p>　　超細纖維在拒水拒油紡織品中的應用</p><p>　　用超細纖維制成的高密織物，由于纖維直徑很細，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，手感細致柔軟。</p><p>　　荷葉效應在拒水拒油紡織品中的應用</p><p>　　大自然賦予了荷葉出淤泥而不染的秉性，水鳥身體表面的羽毛不會被水潤濕，這些生物學現(xiàn)象引起了人們的普遍關(guān)注。德國科學家通過掃描電鏡和原子力顯微鏡對荷葉等２萬種植物的葉面微觀結(jié)構(gòu)進行觀察，揭示了荷葉拒水自潔的原理，即“荷葉效應”原理?！昂扇~效應”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)，而不在于它的化學組成。研究發(fā)現(xiàn)，荷葉表面有許多亞微米級的乳頭狀凸起，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，使水不能進入葉面內(nèi)部。亞微米級的粗糙表面以及納米級的低表面張力蠟質(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”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)來形成聚合物或無機物超拒水表面膜的報道，部分具有“荷葉效應”的紡織產(chǎn)品也開發(fā)成功。毫無疑

11、問，“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用潛力。</p><p>　　納米技術(shù)在拒水拒油紡織品中的應用</p><p>　　傳統(tǒng)有機硅及有機氟拒水拒油整理劑，主要存在兩個缺點：⑴在織物表面附著防水性材料會影響到織物的透濕透氣性和著裝舒適性。⑵有機硅及有機氟拒水拒油整理劑中，含有對環(huán)境及人體健康境不利的成分。因此，利用納米技術(shù)對織物進行拒水拒油整理，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)的有機硅及有機氟拒水拒油整理劑不同，納米防污整理劑以無機材料為主體，不含對人體有害的化學成分，且處理后的織物可保持原有的性能。納米技術(shù)應用于織物拒水拒油整理是基于“荷葉效應”的原理。經(jīng)過納米技術(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機納米粒子，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，生成負氧離子，阻止或殺死有機物，防止有機生物垃圾生成，從而起到防污抗菌的作用。</p><p>　　利用納米技術(shù)開發(fā)拒水拒油織物已有相關(guān)報道并有產(chǎn)品問世。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Nano-Tex公司在棉織物表面接枝由一個個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“荷葉效應”原理已有充分的認識，納米技術(shù)也已在紡織業(yè)推廣應用，但是利用納米技術(shù)開發(fā)拒水拒油織物，特別是滌綸織物，在我國還處于起步階段。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題，目前仍然沒有得到徹底解決。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有充分發(fā)揮，可控程度低，導致生產(chǎn)的連續(xù)性和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性不夠。</p><p>　?。ǘ└吡炼葻晒饷媪系难芯?lt;/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物的蛋白質(zhì)、干性油等天然高分子粘合劑，來制作涂料印花漿。隨著科技的發(fā)展，印花涂料由原來的無機、天然的原料發(fā)展到現(xiàn)在使用有機、合成的原料來制備。其使用范圍也越來越廣，如今印花涂料已大量地應用于紡織品、皮革、內(nèi)外墻、地磚、裝飾紙等的著色。</p><p>　　經(jīng)過長年的發(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，涂料印花達到了80%左右；西歐地區(qū)也占60%；日本比例較低，約為10%～15%；我國的涂料印花產(chǎn)品也由原20%逐漸上升到了35%，被廣泛應用于純棉織物、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、涂料中的應用</p><p>　　由大連海事大學張占平教授主持的“納米熒光海洋無毒防污涂料的研制”通過了交通運輸部科技教育司主持召開的研究項目驗收鑒定。該項目成功研制了以PTFE 氟樹脂復合納米二氧化鈦改性長余輝發(fā)光材料的納米熒光海洋無毒防污涂料，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菌生物膜的形成規(guī)律，為研制新型無毒防污涂料

19、提供了理論、實驗基礎(chǔ)和科學依據(jù)。</p><p>　　熒光增白劑在熒光涂料中的應用</p><p>　　熒光增白劑是一類可吸收紫外光、發(fā)射藍色光或紫藍色光的熒光物質(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光發(fā)射出來， 而且還能將不可見的紫外光轉(zhuǎn)化為可見的藍色光或藍紫色光反射出來， 增加了物體對光的反射率； 由于反射出來的可見光強度超過了物體原可見光的強度，

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為300～400 nm，反射熒光波長為420～500 nm。熒光增白劑的另一個增白原因可借助光學中的互補色原理加以說明。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的光線中藍色光強度相對降低所致。因此， 早期人們使用某些藍色對織物上藍，以掩蓋其泛黃現(xiàn)象，但卻引起織物亮度下降，在視覺上產(chǎn)生了暗淡的感覺。洗滌劑中使用的熒光增白劑會發(fā)出藍色或藍紫色的熒光，從而

21、恢復了織物的白色，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>　　有機硅改性丙烯酸樹脂熒光在熒光涂料中的應用</p><p>　　有機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。將有機熒光顏料分散于丙烯酸樹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，低溫易脆裂而導致應用受到限制。用有機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，近年來發(fā)展很快。這里研究了將熒光顏料乳劑直接分散于有機硅改性丙烯酸樹脂中，制成高性能的熒光涂料，使其應用范圍更為廣泛，性能更加優(yōu)良。</p><p><b>　　三、總結(jié)</b></p><p>　　通過研究有關(guān)

23、膠體表面和界面化學的相關(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，同時制備了一種復合納米自清潔整理劑。采用納米復合整理劑對腈綸針織物進行光催化自清潔整理，在保持織物原有優(yōu)良風格的前提下，獲得了較好的自清潔效果及耐洗牢度。開發(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,但其反射率的進一步提高仍有待進一步探討。</p><p><b>　　四、參考文獻</b></p><p>　　[1]趙先麗，王強，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． </

25、p><p>　　[2]吳小鳴．仿生荷葉薄膜不沾水自清潔[J]．中小企業(yè)科技，2000，（3）：33～35．</p><p>　　[3]周洪英．具有自清洗功能的納米高科技面料在港面世[J]．功能材料信息，2006，(6)：45～46．</p><p>　　[4]梁高勇，石巍，徐新和．07領(lǐng)帶面料抗油、拒水及易去污后整理工藝試驗[J]．西安工程大學學報，2009，30(3)

26、：23～26．</p><p>　　[5]何艷芬，武晉，張芳．棉型機織面料的易去污整理工藝研究[J]．染整技術(shù)，2009，13（11）：26～27． </p><p>　　[6]錢士明，吳嵐．真絲綢易去污整理技術(shù)研究[J]．絲綢，2008，16(12)：53～55． </p><p>　　[7]吳濟宏，楊滿鳳．熒光針織面料的研究．紡織科技進展，2005,33（5）:

27、34～36． </p><p>　　[8]張長萍. 微珠直徑對回歸反光織物性能的影響[D]．江南大學，2006． </p><p>　　[9]陳大偉，秦傳香，邢鐵玲等．陽離子橘紅熒光染料的合成及其染色性能[J]．印染，2010,34（10）：47～49．</p><p>　　[10]秦傳香，秦志忠．紡織用熒光染料的研究．印染助劑,2005（5）：17～20

28、.</p><p>　　[11]朱虹,王仲秋.工藝條件對回歸反射織物反射性能的影響[J].紡織學報,1995 , (16):140-142.</p><p>　　[12]于范芹. 植株法反光布加工技術(shù)[J].中國勞動防護用品,2001 ,(5):11-13.</p><p>　　[13]王艷忠. 熒光防偽聚丙稀纖維的制備及其特性研究[J] ,合成纖維,2001 ,(

29、5):28-30.</p><p>　　[14]胡志祥. 仿羽絨針織產(chǎn)品的開發(fā)[J] . 上海紡織科技,2003 , (4) :30-31.</p><p>　　[15]李傳梅. 功能性纖維及其織物的染色性能[J].紡織導報,2003,(5),128 -129.</p><p>　　[16]蔣高明. 現(xiàn)代經(jīng)編產(chǎn)品設(shè)計與工藝[M] . 北京:中國紡織出版社,</

30、p><p><b>　　2002.</b></p><p>　　[17]湯紅妍,羅亞田,超聲波+電場和光催化協(xié)同降解有機污染物的研究現(xiàn)狀[J].四川環(huán)境,</p><p>　　2005,24(1):65-67,118</p><p>　　[18]程萍,顧明天.二氧化鈦可見光光催化劑研究進展[J].現(xiàn)代化工,2005,25(2

31、):25-28</p><p>　　[19]秦傳香,秦志忠, 紡織用熒光染料的研究[J].蘇州大學材料工程學院,2005,22(9)</p><p>　　[20]賈建洪, 盛衛(wèi)堅, 高建榮. 溶劑黃X16 的合成研究[J].化工時刊,2003,17(11):25- 27.</p><p>　　[21]Neuweiler，F(xiàn)ritz Rutsch，Marga

32、ret．Soluble humic substances from in situ precipitated microcrystalline calcium carbonate, internal[J].Geology,2000, 28(9):581～584</p><p>　　[22] P. J. B