纳米材料与纤维的复合制备纺织新材料及其功能多样性

在纺织领域主要是把具有特殊功能的纳米材料与纺织材料进行复合，制备具有各种功能的纺织新材料。

（一）制备功能纤维

在化纤纺丝过程中加入少量的纳米材料，可生产出具有特殊功能的新型纺织纤维。

1.抗紫外线纤维

某些纳米微粒（如TiO2、ZnO）具有优异的光吸收特性，将其加入到合成纤维或再生纤维中，可制成抗紫外线纤维。目前主要的抗紫外线功能纤维有涤纶、腈纶、锦纶和黏胶纤维等，用其制作的服装和用品具有阻隔紫外线的功效，可防止由紫外线吸收造成的皮肤病。

2.抗菌纤维

将某些具有一定杀菌性能的金属粒子（如纳米银粒子、纳米铜粒子）与化纤复合纺丝，可制得多种抗菌纤维，比一般的抗菌织物具有更强的抗菌效果和更好的耐久性。例如，采用抗菌母粒与切片共混纺丝工艺生产丙纶抗菌纤维，其中母粒中含复合抗菌粉体10%，共混切片中含抗菌母粒6%～20%，纺丝工艺与普通丙纶基本相同。

3.抗静电、防电磁波纤维

在化纤纺丝过程中加入金属纳米材料或碳纳米材料，可使纺出的长丝本身具有抗静电、防微波的特性。例如，将纳米碳管作为功能添加剂，使之稳定地分散于化纤纺丝液中，可以制成具有良好导电性或抗静电的纤维和织物。

另外，在合成纤维中加入纳米SiO2等可以制得高介电绝缘纤维。目前已有抗电磁波的服装上市。

4.隐身纺织材料

某些纳米材料（如纳米碳管）具有良好的吸波性能，将其加入纺织纤维中，利用纳米材料对光波的宽频带、强吸收、反射率低的特点，可使纤维不反射光，用于制造特殊用途的吸波防反射织物（如军事隐形织物等）。(www.xing528.com)

5.高强耐磨纺织材料

纳米材料本身就具有超强、高硬、高韧的特性，将其与化学纤维融为一体后，化学纤维将具有超强、高硬、高韧的特性。在航空航天、汽车等工程纺织材料方面有很大的发展前途。

6.其他功能纤维

利用碳化钨等高比重材料能够开发超悬垂纤维，如日本东丽公司的“XY—E”、旭化成公司的“Gulk”和东洋纺公司的“Pyramidal”等。利用铝酸锶、铝酸钙的蓄光性可以开发荧光纤维，日本开发的以铝酸锶、铝酸钙为主要成分的蓄光材料，其余晖时间可达10h以上；某些金属复盐、过渡金属化合物由于随温度变化而发生颜色改变，可利用其可逆热致变色的特征开发变色纤维。

（二）制备纳米纤维

纳米纤维是指直径小于100nm的超微细纤维。这样的纤维直径为纳米级，而长度可达千米，因而在某些性能上会产生突变。当纤维直径为100nm时，比表面积要比纤维直径为10μm的大30多倍。利用纳米纤维的低密度、高孔隙度和大的比表面积可做成多功能防护服。这种微细纤维铺成的网带有很多微孔，能允许蒸汽扩散，即所谓的“可呼吸性”，又能挡风和过滤微细粒子。它对气溶胶的阻挡性提供了对生物武器、化学武器以及生物化学有毒物的防护性，其可呼吸性又保证了穿着的舒适性。

采用静电纺制备聚对苯二甲酰对苯二胺纳米纤维，其直径为40nm至几百个纳米，而常规纺得的纤维直径一般为10μm数量级。

（三）功能整理

纳米材料除能直接添加到化纤中制备功能纤维外，也可加到织物整理剂中，采用后整理的方法与织物结合，制成具有各种功能的纺织品，且涂层更加均匀。另外，还可采用接枝法将纳米材料接枝到纤维上。接枝技术主要用于天然纤维织物后整理，可使纺织品具有永久性功能。

例如，纳米ZnO微粒不仅具有良好的紫外线遮蔽功能，而且也具有优越的抗菌、消毒、除臭功能，因此把纳米ZnO微粒作为功能助剂对天然纤维进行后整理，可以获得性能良好的抗菌织物。

纳米材料在纺织领域的应用才刚刚起步。近年来，已通过向合成纤维聚合物中添加某些超微或纳米级的无机粉末的方法，经过纺丝获得具有某种特殊功能的纤维。另外，还利用纳米材料的特殊功能开发多功能、高附加值的功能织物。目前在国外，用静电纺制备微细旦纤维和对这种微细旦纤维性能及应用的研究已成为热点。