饰品之家讯：很少有一种技术象纳米技术一样在短期内引起如此大的轰动，本文将介绍几种不同的纳米整理方法。纳米粒子只有1～100μm，1微米=1/109m，它独特的性能决定了它有许多新型的应用，而纳米技术就是正确理解并合理应用这些性能。当纺织品在传统功能以外还有一些附加值时，它就被当作特种纺织品或者功能性纺织品。功能性整理代表第二代整理技术，它可以让各种纺织材料独立作用。这意味着我们可以在冷的环境下得到热量，在热的环境下得到凉爽，或者是在日常行为中得到很大的方便、帮助。
功能性整理包括防水、防紫外线、抗菌、抗静电、抗皱、释放香味、皮肤护理、防虫、防火、凉爽、绝热等。
纳米技术在纺织制衣行业的首次商业性应用就是在整理工序中引入纳米粒子，因此也称纳米整理。从此，纳米整理技术不断创新，并被着重应用于如何让化学整理更可控，更彻底。目前，通过热动力、静电或者其他的方法，整理剂中分离的分子或者是纳米粒子能够沿一定的方向或者一定的轨迹被单个的引入到纺织材料中。
1防臭整理
在服装和袜子领域，防臭一直是个热门话题。“臭味”是细菌滋生繁殖的结果。臭味可以通过抗菌整理得到控制，在臭味产生的时候去除气味分子，或者用其他的香味掩盖这种味道。抗菌整理可以抑制细菌的生长从而消除臭味。环糊精（Cyclodextrins）就可以被应用到这种整理中。
它有一种非常特殊的分子结构，上宽下窄，内部中空，好像一个洞，内腔呈相对疏水性，外表呈亲水性。臭味分子是相对疏水的，因此它们就可以被困在环糊精的洞中，洗涤的时候被去除掉。台湾绿色屏障纳米高科技公司应用纳米技术研制了一款具有防臭功能的内衣。这种内衣的纤维可以释放一种不被察觉的负离子和红外射线来杀灭引起臭味的细菌。释放的负离子可以形成一个磁场，遏制细菌再生，消除皮肤感染或者受刺激的风险及产生臭味的可能性。红外长波射线将同时被皮肤表面和体内的细胞吸收，帮助细胞分子以高频振动，加快新陈代谢，运走废料。这种纳米整理可以消灭99.99%的细菌，90%的臭味和75%的容易弄脏衣服的粘湿，因此对穿着者的健康是很有好处的。同样道理，一些含有芳香剂的微型胶囊也可以被编织到衣物中，从而长时间释放轻微的香味来中和臭味。
2抗紫外线整理
当光线接触到衣物表面时，可以被反射、吸收或者穿过衣物。究竟有多少光线被反射、吸收或者穿过取决于很多因素，包括纤维性质、表面光滑度、织物表面纱线比例以及是否存在染料和紫外线吸收剂。最大防晒指数的计算公式如下：SPFMax=1-表面纱线覆盖率。棉或者丝绸对紫外线预防作用比较小，因为射线可以穿过而不会被大量吸收。相反地，羊毛和涤纶的防晒效果比较好，它们可以吸收紫外线。尼龙的防晒效果介于两者之间，照射到它上面的所有紫外线，一部分可以从纤维中的缝隙中穿透过来。根据最大防晒指数计算公式，我们可以得到这样的结论，在相同的重量和结构下，编织比较紧密的织物，防晒效果好。许多染料可以吸收紫外线和可见光。染成深色的棉布可以达到50或者更高的防晒指数。
无机紫外线屏蔽物比有机紫外线屏蔽物更受欢迎，因为当暴露在高温紫外线环境中时，无机紫外线屏蔽物无毒并且化学性质稳定。它通常由一些半导体氧化物组成，象TiO2、ZnO、SiO2、AL2O3等。在这其中，TiO2、ZnO又是最常见的。实验发现，纳米粒子大小的TiO2、ZnO比传统尺寸大小的TiO2、ZnO在吸收和粉粹紫外线方面更有效。这是因为在单位尺寸和体积下，纳米粒子有着更大表面积，所以在屏蔽或者说阻断紫外线方面格外有效。不仅可以达到防晒效果，改良后的TiO2遇到光线还可以产生一种催化反应，就是作用于空气中的氧气和水，阻止细菌落到衣物上。除TiO2粒子以外，10～50微米长的ZnO粒子也经常被应用到棉织物上起到防晒效果。通过对阻断紫外线效果的研究，经ZnO粒子处理过的织物有着绝佳的抗紫外线效果。
无机纳米材料和有机纳米材料相比有很多优势。它不易褪色，化学性质相对稳定，在高温或者酸性的整理过程中，它可以和容易起化学反应的香脂一起应用。现在市场上有一种“Z-Cote”,这是一种特殊的ZnO，可以用在防晒霜中避免晒伤。在织物整理过程中加入透明的纳米粒子Z-Cote和丙烯酸脂，能够对皮肤起到很好的保护作用。近几年，由于过度暴露在阳光里导致皮肤癌高发已经引起人们关注，因此有效的紫外线吸收剂和相关科技得到很
大发展并且广泛应用。经过这种处理还可以使染过的布不易退色。纳米粒子还可以象筛子一样去除有害的UV-A和UV-B射线。纳米粒子大小的银、钛和锌的氧化物具有自清洁和抗菌的特点。金属离子或者金属复合物有一定的消毒作用。空气或者水中的部分氧，在金属离子的催化作用下变成活性氧，可以去除有机物质，从而达到消毒的作用。纳米粒子大小的催化剂有着更强的效果。
纳米TiO2覆盖在衣物表面，当暴露在阳光下，它就能自行去掉灰尘或者细菌，使衣物有自清洁功能。覆盖有纳米TiO2的织物象莲花叶子一样具有表面疏水性，所以又称作“莲花效应”。
在纳米技术的帮助下，自清洁织物表面上有许多极小的、防水的粗糙的粒子表面，灰尘很难在上面立足，也就很容易被水清洗掉。还有一个光感应层效应，在光照下，覆盖有一层纳米TiO2的织物可自行去掉有酸味的有机分子。
纳米技术还可以大大提高织物的防水功能。用碳氢化合物这种材料，制成纳米丝，粗细只有普通棉纤维的1/1000。它们被加到织物的表面上，起到一种类似桃子绒毛的作用。纳米丝之间的距离比一滴水要小，但是比水分子要大。所以水只能在纳米丝的上面，也就是在织物的表面。但是，如果施加压力的话，液体还是能穿过织物表面的。瑞士的“SchoellerTextileAG”公司发明并且市场化推广了适用于织物防水整理的“莲花效应”技术，并且申请了专利。在整理过的织物表面上分布的纳米粒子使织物具有超强的疏水疏油性，从而具有自清
洁的特点。TiO2是一种光催化剂。当光照足够强烈时，电子摆脱了化合价的束缚，它就变成了导体。负离子和正离子就会游离到表面，分别与空气中的氧气和水形成阴性O2和OH离子，它们都是不稳定的负离子，因此当有机物落到衣物表面时，会很快与它们发生化学反应，形成二氧化碳CO2和水H2O。
4免打理织物整理
这项技术将带给我们一种完全免打理的织物，可以防皱、防缩、防水、防尘，主要应用于纤维素织物，像棉布和亚麻布。这是下一代整理技术，比目前的防皱、防缩整理技术又前进了一大步。
5防油防水织物整理
这种防油防水的纳米整理技术不仅对于棉、亚麻、羊毛、丝绸等天然纤维非常有效，对于一些合成纤维，像涤纶、尼龙、丙烯酸纤维效果也很好，而且效果持久。这种疏水疏油的表面可以通过以下两种方法制作：第一种，在疏水性的表面建立粗糙结构。第二种，通过一定的材料改良粗糙表面。氟碳整理技术（Fluorocarbon）是一项重要的防水整理技术，它最初用于上世纪60年代的防水防油处理。氟碳是一种有机化学物，里面所有的氢都被氟所代替，有着高热稳定性和低反应性。氟碳整理就是将氟化的丙烯酸盐分散开来，它可以通过化学方法制得，通过改变疏水分子和亲水分子的比例达到不同的特性。氟碳整理过程中有易起化学反应的甲醇和环氧树脂，它们相互反应形成一层紧密的“网”，覆盖在织物表面。“Sonel”公司可以用大量多功能分子来完成这种处理，而且也申请了专利并宣称这种多功能分子可以改良处理过织物的表面特性，使它防水、防油、防尘。这项最初的研究奠定了今天“纳米护理”整理技术的成功的基础，此项技术现在由“Nano-Tex”公司进行了商业性的市场推广。纳米处理过的棉织物可以经受50次的家庭正常洗涤，其表面的防水防油功能经过20次洗涤后基本保持不变。经纳米整理过的羊毛和亚麻，可以经历20次干洗保持功能不变。这比传统方法处理过的织物性能大大提高。
6抗皱整理
在传统方法中，树脂经常被用来对织物进行抗皱整理，但是在应用方面，它也有很多限制，因为它会降低织物的强力、抗摩擦性、吸水性、染色性和透气性。为了克服这些缺点，研究人员在对棉和丝绸的抗皱整理过程中应用了纳米氧化钛和纳米硅。在紫外线照射下，纳米氧化钛和羧基的酸充当催化剂，引发了纤维素分子和酸之间的反应。而在另一方面，纳米硅和马来酸酐充当了催化剂。这种方法能显著提高丝绸的抗皱能力。在阻燃整理过程中，五氧化锑可以和卤化阻燃剂一起使用。美国“Nyacol”纳米科技公司把胶状的五氧化锑纳米粒子均匀分散开来，做为卤化阻燃剂的增效剂。卤化阻燃剂和五氧化锑的混合比例为5:1到2:1。
在织物整理过程中使用的许多抗菌整理剂中，银或者银离子的抑菌作用和一系列的抗菌反应是广为人知的。银的抗菌作用主要是通过以下方式实现的：在水介质中，银离子和细菌中的硫醇相互反应，去掉微生物的氧组分。“Milliken”公司发明了一种基于银的抗菌剂叫做“Alphasan”,是一种银和磷酸锆生成的复合物。“Sinanen”公司研发了一种可以用硅酸盐代替银的抗菌剂。为了能实现有银离子介入的持续抗菌整理，我们可以将纳米银离子复合物和容易对纤维起反应的聚合物装入胶囊，当它们遇到纤维后，聚合物和纤维起反应，不断释放出含有银的抗菌整理剂。载入纳米粒子的微型胶囊可以通过不同的方法制得。例如，为了制得能溶于水的微型胶囊，现将产品溶于水，然后加入乳化剂和溶于油的胶囊单体或低聚体或聚合物将其乳化。
韩国的“YangSi-Young”已经对含有纳米银的微型功能性胶囊的生产过程申请了专利，(专利号是：WO055588AI),这种胶囊不仅有本身固有的抗菌功能，还有和银有关治疗功能以及胶囊中添加的别的物质所具有的其他附加功能。尽管金属银有着很强的抗菌能力，但是我们期望通过把银和纳米粒子结合起来可以达到更高的境界，有着远远超过大块金属银的抗菌整理能力。
研究人员发现把纳米银粒子和同时具有亲水性和疏水性的聚乙烯纤维混合能产生一种环保型抗菌保护膜。要想生产棉、亚麻、丝绸、羊毛、涤纶、尼龙或者它们的混纺抗菌纱线，只需将产品浸泡在含有纳米银的溶液中。一旦被吸收，纳米银粒子可以杀灭有机物，愈合感染的伤口或者预防伤口感染。目前市场上的纳米银抗菌伤口护理产品有：Acticoat,Actisorb
和Silverlon。
9抗静电整理
通常情况下，尼龙、涤纶等复合织物只能吸收很少的水，因此静电荷会累积。有纤维质的纤维有强吸水性，会把静电荷带走，因此电荷不会累积。由于复合物的抗静电能力相对较差，我们可以运用纳米技术来大大提高它们的抗静电性能，纳米粒子大小的氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）细丝、涂有纳米锑的氧化锡（ATO）和硅烷纳米溶胶能够使复合物具有良好的抗静电能力。TiO2，ZnO和ATO之所以具有抗静电性，是因为它们能够导电，可以把集在织物表面的电荷分散开来。另一方面，硅烷溶胶粒子可以用其氨基和羟基吸收空气中的水分，从而提高织物的抗静电性。
10结论
在织物表面涂层和整理方面，纳米科技有着巨大的潜力，可以赋予许多新材料新的性能。织物表面改良技术以及功能性纳米材料可以产生许多织物以外的新的功能性材料。事实上，织物的功能应该远比合体和款式重要，这些新增功能显著提高了衣物穿着的舒适性，有着重要意义。纳米科技应该被融合到许多以提高舒适性为目的的织物整理过程中，比如无皱整理、软化、透气、导湿和表面保护等。虽然我们现在在科学研究及产品生产方面取得了一些成绩，但是纳米科技的研发才刚刚开始。在今后的几年中，本文中
所介绍的纳米技术整理方法将极有可能被广泛应用于商业领域。在纺织品及服饰领域，纳米技术将会代替传统的整理方法，以低廉的价格，提供优异的质量，很好的服务于我们的生活。
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