纳米材料是近年来迅速发展起来的新型材料,现已成为材料科学的一个新分支。由于纳米材料具有一些独特的性能,正引起人们极大的关注,并被应用于各个领域。

1　纳米材料的特性[1]纳米材料是指晶粒尺寸为纳米级(10-9ｍ)的超细材料,纳米微粒是由数目较少的原子和分子组成的原子群或分子群,其占很大比例的表面原子是既无长程序又无短程序的非晶层。正是纳米微粒的这种特殊结构,导致了纳米材料的奇异性质,如体积效应、表面和界面效应、宏观隧道效应等,并产生了许多和常规材料不同的物理化学性质。体积效应是指当颗粒尺寸变小时所引起的宏观物理性能的变化。研究表明,当超细粒子的尺寸与光波的波长,传导电子的德布罗意波长及透射深度等物理特征尺寸相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,粒子的声、光、电磁、热、力学等性质都呈现新的特性。纳米材料的表面和界面效应即纳米微粒随着颗粒尺寸减小,粒子表面原子数和总原子数的比例大幅增加,粒子的表面能和表面张力也随之提高,从而引起纳米材料的性质变化。由于表面原子和内部原子所处的环境不同,存在大量的表面缺陷和悬挂键。具有不饱和性,有很高的反应活性。另外,纳米颗粒表面原子的畸变也引起表面电子自旋构象和电子能谱的变化。所以纳米材料具有新的光学及电学性能。如有些纳米金属氧化物对红外线有良好吸收和屏蔽作用,对紫外线有良好的屏蔽作用。纳米材料还具有宏观隧道效应,在低温下仍保持超顺磁性。

2　纳米材料在纺织品多功能整理上的应用2.1　抗紫外线、抗可见光功能的纺织品太阳光中能穿透大气层到达地面的紫外线占太阳光总能量的6%左右。其波长范围从200～406ｎｍ,大致可分为三个波段,见表1[2]。ＵＶＣ在穿过大气层时,大部分被臭氧层吸收,危害人体健康的主要是ＵＶＡ和ＵＶＢ。紫外线照射能使细胞ＤＮＡ链中相邻的嘧啶形成二聚体,主要是胸腺嘧啶二聚体[3]。 二聚体的形成使ＤＮＡ的复制和转录功能受到阻碍,使细

3　应用方法[11]3.1　溶液共混和熔体共混方法1996年日本首先研究开发此类防紫外线纤维和织物面料,日本仓敷公司将纳米ＺｎＯ粒子加入异形截面的聚酯纤维中,由此形成的合纤既具有抗毒、杀毒、除臭的奇异功能,同时还具有屏蔽紫外线的作用,紫外线屏蔽率达90%。共混纺丝可在聚合时加入功能性纳米材料,也可在纺丝熔体中加入。因为纳米粉体能均匀分布在纤维上,纤维的功能稳定、持久、耐洗性良好。但由于纳米粉体在聚合物熔体中团聚严重,常堵塞喷丝头,影响纺丝工序进行。在后纺工序出现断头,容易磨损织机。3.2　采用涂层方法[12]选用合适的粘合剂,把纳米粉体均匀涂覆在织物表面,此法工艺简单,能达到一定的功能指标,如1999年德国研究人员通过把纳米ＣｕＳ粒子涂覆在织物表面生产抗菌面料。但纳米粒子和纺织品的纤维之间不是化合键结合,因而耐洗牢度低,功能不能持久,织物手感也较差。3.3　表面改性和接枝技术据报道,为了解决纳米微粒的团聚问题和提高整理织物的耐久性,采用等离子处理、微乳状液聚合等方法,将一些单体或低聚物在纳米微粒周围聚合,形成一个网状的外壳。在外壳中含有或通过接枝等方法引入能和纤维形成化学共价键的功能基团。 将纳米ＴｉＯ2,纳米ＺｎＯ进行表面化学改性,通过合适的交链剂或粘合剂,经过常规的后整