纳米技术在纺织品整理中的应用

纳米级粒子材料通常利用由纳米粒子、表面活性剂、配料和载体介质组成的涂层剂施加到纺织品上。涂层方法包括：喷雾法，可控制喷施部位和深度；浸泡法：利用圆网、胶版辊简印花或喷墨印花进行转印，利用含纳米粒子的洗涤配方在水洗机中水洗；浸轧法：用轧车使纳米粒子吸附到纺织品上。纳米粒子的表面积与体积比很大，因此容易吸附到纤维或织物上，从而提高附加功能的耐久性。此外，纳米粒子涂层也不影响纺织品的透气透湿性和手感。纳米涂层最常用功能包括：抗皱，防污、拒水和抗静电，抗菌和防紫外光。     

纳米氧化锌的制备与纳米功能纺织品的开发(上)

介绍了各种制备纳米氧化锌的方法，包括原料、工艺流程、工艺条件以及不同工艺方法的优缺点比较等；介绍了纳米材料的测试仪器与方法；对纳米氧化锌防聚集技术和纳米氧化锌在纺织品上的应用目的、原理及方法进行了阐述；最后介绍了纳米氧化锌功能纺织品的开发实例，进一步指出了该领域亟待解决的问题。     

制备工艺对纳米氧化锌颗粒大小和催化活性的影响

采用气相沉积法和水热法制备纳米氧化锌,分析了不同工艺条件对纳米氧化锌颗粒大小的影响。以罗丹明B为模拟污染物,研究了不同工艺条件下纳米氧化锌的光催化效率。结果表明:采用两种不同方法制备的纳米氧化锌均为六方晶系纤锌矿结构。气相沉积法制备的样品颗粒粒径大小为51.73~41.39nm;对罗丹明B的降解率最高可达95.24%。采用水热法制备纳米氧化锌,有机添加剂对纳米氧化锌的性能有一定的影响,不添加有机化合物制备的样品颗粒粒径为68.94nm,对罗丹明B降解率为85.28%;添加不同有机化合物,颗粒粒径大小为68.91~45.94nm,对罗丹明B降解率为86.96%~73.43%。在相同条件下,气相沉积法制备的纳米氧化锌颗粒粒径更小,对罗丹明B的降解率更高。     

氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响

目的 探索氧化锌纳米颗粒对玉米储藏过程中霉菌区系及其品质的影响。方法 将玉米分成3份,经过不同浓度氧化锌纳米颗粒悬浮液的处理,以不添加氧化锌纳米颗粒作为对照,置于30℃下模拟储藏35 d,对不同处理组的玉米霉菌区系和储藏品质变化进行监测与分析。结果 储藏35 d后,处理组霉菌量为4.0×10⁴ CFU/mL,而对照组霉菌量为1.4×10⁶ CFU/mL,表明氧化锌纳米颗粒有效抑制了玉米储藏过程中霉菌的生长繁殖。玉米在整个储藏过程中优势霉菌主要为黄曲霉、黑曲霉、温特曲霉、桔青霉和查氏青霉等青霉属和曲霉属。随着储藏时间的增加,玉米中脂肪酸值、电导率、丙二醛显著上升,过氧化物酶活力显著下降,水分也呈下降趋势。揭示了低浓度氧化锌纳米颗粒对细胞膜有一定的保护作用,而高浓度氧化锌纳米颗粒会对细胞膜系统造成破坏。结论 氧化锌纳米颗粒可以显著抑制玉米储藏过程中霉菌的生长繁殖,同时低浓度添加更有利于玉米的储藏。     

纳米氧化锌的制备与纳米功能纺织品的开发(下)

纳米氧化锌制备通常有物理法和化学法。化学法中有喷雾法、溶胶凝胶法、醇盐水解法、直接沉淀法、均匀沉淀法、微乳液法和水热法等。对每种制备方法的基本状况和优缺点作了简述，并简要介绍了纳米氧化锌的测试技术和防聚集技术。     

纳米氧化锌对黏胶织物的抗菌防紫外整理研究

以二醛基纤维素为保护剂,六水合硝酸锌与氨水为原料,利用水热反应法制备了纳米氧化锌胶体溶液。利用所制备纳米氧化锌为抗菌、防紫外整理剂,采用浸轧烘法制备了纳米氧化锌黏胶织物。采用紫外分光光度法、X射线衍射、激光粒度仪对生成的纳米氧化锌进行了表征,并测试整理后黏胶织物的抗菌、防紫外性能。结果表明:保护剂浓度为2.000 g/L,硝酸锌浓度为1 164.5 mg/L,水浴温度为80℃时,所制备纳米氧化锌为棒状结构,生成的粒子粒径长约60～90 nm,宽度在10～50 nm;所制备黏胶织物具有优异的抗菌和防紫外性能,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌率均超过99.00%,UPF值为50+。     

氧化锌纳米颗粒-海藻酸钠/壳聚糖双层复合膜的制备及特性

本研究基于层层组装流延法制备了载有氧化锌纳米颗粒的海藻酸钠/壳聚糖双层复合膜。通过评价机械、阻水及光学性质研究了氧化锌纳米颗粒对双层复合膜特性的影响,进而借助原子力显微镜、扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和热重分析对双层复合膜结构进行表征。结果表明,海藻酸钠/壳聚糖双层膜在添加氧化锌纳米颗粒后,抗拉强度提高,断裂伸长率、水溶性、水蒸气透过性和透光性降低,而外观色泽没有明显变化。从双层膜的微观结构看,随着氧化锌纳米颗粒添加浓度由0.25%（w/w）增加至1.00%（w/w）,海藻酸钠/壳聚糖双层复合膜表面出现颗粒团聚,粗糙度Ra从3.12 nm增加至3.53 nm。红外和热重分析表明,氧化锌纳米颗粒与海藻酸钠和壳聚糖之间存在较强的氢键相互作用,使得双层复合膜的热稳定性增强。综上,氧化锌纳米颗粒-海藻酸钠/壳聚糖双层复合膜具有优良的包装特性和适用性。     

新型抗菌丝绸壁纸制备及其性能检测

采用硫酸法从微晶纤维素中制得纤维素纳米晶,并结合简单沉淀法制得纳米氧化锌/纤维素纳米晶复合粒子。通过简单热轧工艺将复合粒子有机嵌入基纸和丝绸面料之间,制备出抗菌丝绸壁纸。通过对复合粒子与抗菌丝绸壁纸的结构表征与性能测试。实验结果表明:平均粒径为37nm的氧化锌负载在纤维素纳米晶骨架上;同时在383nm处存在紫外光吸收峰,进一步证实复合粒子中含有纳米氧化锌,且成功负载在丝绸壁纸表面;所制备的抗菌丝绸壁纸具有优良的抗菌效果及耐洗涤性能,经50次循环洗涤后,其对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑菌率均可高达99%以上。     

木材表面疏水涂层的制备及耐久性测试

为使木材涂层表面具备自清洁、防污、耐水的性能,并且提高涂层的耐久性能,使木质材料拥有更高的使用价值,本研究以紫外光固化水性木器涂料为改性对象,以硬脂酸为修饰剂,将纤维素纳米纤维(CNF)和纳米二氧化钛(TiO₂)的配置成疏水复合材料,按照一定比例添加到紫外光固化水性木器涂料中并涂覆到杨木表面,制备出了接触角可达123.3°的涂层表面。采用耐磨性测试、耐老化性测试、耐腐蚀性测试对所制备样品表面进行耐久性测试,结果表明,处理后的样品表面耐久性有所增强,具备一定的抵抗环境介质作用的本领。紫外光固化技术与微纳米粗糙结构的修饰相结合,CNF/TiO₂复合疏水材料在杨木表面构建了一层微纳米粗糙结构,与涂膜表面的-CH₃疏水基团协同作用使得涂层具备疏水性并赋予涂层良好的机械耐久性和抵抗紫外线的能力。     

碳/氧化锌复合纳米纤维膜的制备及其电阻率的测试分析

采用静电纺丝的方法制备聚丙烯腈/醋酸锌复合纳米纤维膜,然后经过预氧化、炭化,得到碳/氧化锌复合纳米纤维膜,通过SEM、FT-IR、TEM、EDS、四探针法来表征纳米纤维膜的各项性能。结果表明:在270℃下预氧化2 h,然后经过800℃煅烧1 h后可制得成型良好的碳/氧化锌复合纳米纤维膜;碳/氧化锌复合纳米纤维的直径小于相应的聚丙烯腈/醋酸锌复合纳米纤维;纺丝溶液中醋酸锌的加入提高了最终碳纳米纤维的热稳定性;炭化后的复合纳米纤维表面及内部生成了均匀分散的ZnO纳米颗粒;复合碳纳米纤维膜的电阻率高于纯的碳纳米纤维膜,且电阻率随着ZnO含量的增加而增加。     

制革工业中含氧化锌纳米颗粒的抗菌加脂剂的制备

抗菌性的氧化锌纳米颗粒,与不同链长的石蜡发生乳化反应,可用作加脂剂.以铬鞣家具革为研究对象,制备了不同配比的纳米氧化锌与石蜡的乳化液.使用Keyence VHX-1000型数字显微镜,对制备好的乳液进行研究,测量了乳液的平均粒径.皮革经乳化处理后,按家具革生产工序进行加工,乳液用于加脂过程中.根据ASTM标准E 2149-01对成品革的抗菌性能进行了评价,结果显示处理过的皮革上细菌数量明显下降.使用ATLASXENOTEST ALPHA+测试仪,检验了本研究中使用的加脂剂对皮革耐光性能的影响,结果表明,纳米氧化锌颗粒提高了皮革胶原纤维的紫外吸收性能.     

纳米氧化锌的制备与光催化性能的研究

氧化锌是一种高效、无毒性、价格低廉的重要光催化剂。以乙酸锌和草酸为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米ZnO。采用XRD、SEM对纳米ZnO的结构和形貌进行了分析,结果表明,不同焙烧温度下得到的纳米氧化锌均为六方晶系的纤锌矿结构,平均粒径大小在10～55nm。样品颗粒形状基本上为球形,样品颗粒大小比较均匀。以甲基橙溶液为模拟污染物对纳米ZnO的光催化性能进行了研究,结果表明,焙烧温度对纳米氧化锌的光催化性能有一定影响,不同温度下纳米ZnO的光催化效率不同,在焙烧温度450℃时,催化效果较好,可以达到61%。     

纳米氧化锌织物整理剂的制备与整理效应的研究

利用自制的纳米氧化锌功能织物整理剂ZN-l，通过常规后整理工艺获得纳米功能纺织品；发现纳米氧化锌整理剂的抗菌性比非纳米氧化锌强，粒径越小，抗菌性越好；由此制备的纳米功能织物的撕破强力平均提高36．8％、折皱回复角平均提高2．1％、白度平均提高6．8％，手感也有所改善．     

基于纳米原纤化纤维素和氧化锌复合涂料的抗菌纸

通过聚合电解质的静电吸附作用,将氧化锌纳米颗粒（ZnO NP）连接到纳米原纤化纤维素（NFC）表面,制备了NFC/ZnO纳米复合材料,并将其作为颜料添加到涂料中,制备了抗菌涂布纸,评估了这种抗菌涂布纸的抗菌活性,分析了抗菌机理。实验结果表明,涂层中氧化锌含量较低（<0.03%）的抗菌涂布纸的透气度和强度性能有所改善,而且,无论是光照和黑暗条件下,NFC/ZnO纳米复合材料抗菌纸均具有抗菌活性,均显示出对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌和蜡样芽胞杆菌）和革兰氏阴性菌（肺炎克雷伯菌）的抑菌活性或杀菌活性。这说明氧化锌的抗菌作用,不仅可通过半导体光敏媒介,还可通过在颗粒表面形成氧化物而达到抗菌效果。     

氮掺杂ZnO纳米晶的防紫外和抗菌整理

采用自组装爆燃法制备氮掺杂纳米氧化锌,对其微观结构进行表征,研究了氮掺杂纳米氧化锌水分散体系整理后棉织物的防紫外线性能和抗菌性能.试验结果表明,氮掺杂纳米氧化锌粒度小、分布均匀、分散性好;用氮掺杂纳米氧化锌整理后的织物进行抑菌圈测试及紫外防护因子测试,其防紫外线和抗菌性能优良,且具有较好的水洗牢度.     

纳米二氧化硅/聚醚共聚乙酰胺防水透气涂层织物的研制及其性能

为改善聚醚共聚乙酰胺涂层的防水透气及力学性能,将采用St?ber 方法制备的无机颗粒与强疏水性的聚醚共聚乙酰胺高分子材料有效复合,制备出高性能的有机/无机复合防水透气织物涂层。分别对制备的无机颗粒成分及其形貌结构,以及涂层和涂层织物的形貌结构进行表征分析,并讨论无机颗粒添加量对涂层和涂层织物防水透气及力学性能的影响。结果表明：制备的无机颗粒为纳米球形二氧化硅颗粒,适当添加该颗粒可有效改善涂层织物的综合性能,使其达到服用要求;当其添加量为1.5%时,涂层织物综合性能最优,涂层的断裂强力、断裂伸长率分别增加52.4%和11.0%,涂层织物表面接触角增大20.0%,透气率增幅达242.6%。     

纳米氧化锌光催化甲基橙的二元非线性曲线拟合模型的建立及应用

为了研究纳米氧化锌光催化降解染料废水的作用,选用甲基橙溶液作为模拟污染物,通过测试甲基橙溶液在光照前后的吸光度来考察纳米氧化锌的光催化效率。使用二元非线性模型对纳米氧化锌光催化甲基橙实验数据进行拟合,对纳米氧化锌光催化甲基橙降解率进行修正。采用溶胶凝胶法制备纳米氧化锌,以20mg/L的甲基橙溶液作为模拟污染物,通过测试紫外光照射前后甲基橙溶液的吸光度来考察纳米氧化锌的光催化性能,对得到的实验数据进行数学拟合。结果表明,甲基橙溶液在紫外光照射下会自行分解,且自身降解符合二元非线性方程。该算法可以实现最优拟合。通过使用此二元非线性公式,可以达到修正纳米氧化锌光催化甲基橙实验数据的目的,氧化锌催化甲基橙降解率计算结果更精确。     

纳米氧化锌表面改性及应用研究

讨论了纳米氧化锌的制备方法及影响因素。并比较了聚乙二醇PEG-400、不饱和脂肪酸Tween-60和低聚丙烯酸钠PAAS三种表面改性剂对氧化锌颗粒大小及表观形态的影响。试验表明，聚乙二醇能有效地降低颗粒尺寸，而采用Tween-60和PAAS能得到分散性良好的纳米氧化锌。改性后的纳米氧化锌的抗紫外和抗菌性都有明显提高。     

纳米氧化锌的分散及纳米整理剂的制备

研究了纳米氧化锌在水中的稳定分散介质及纳米整理剂的制备和应用。结果表明，对纳米氧化锌进行适当改性和乳化分散，有利于提高纳米水分散液的稳定性，自制水溶性聚氨酯起到良好的助分散作用；自制的纳米整理剂中纳米平均粒径97．01nm；纳米粒子为单核和多核的微囊式结构；纳米整理剂在纤维上呈非均匀浆膜分布；经纳米整理剂（含纳米ZnO10％）整理的纯棉织物，在10次水洗后的UPF等级达到50＋。     

纳米材料添加剂应用获成功

一种可添加到其他材料中,纳米粒子能均匀分散并能保持稳定的复合添加剂,日前在贵州省纳米材料工程中心研发成功。据了解,这种由纳米氧化锌、纳米氧化铝、纳米氧化镁、纳米二氧化钛等多种纳米无机粉体材料制成的添加剂,使用非常方便,无需企业改变现有生产设备和生产工