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新型功能纤维及纺织品的发展[复制链接]

发表于:2016/10/27 14:44:18
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近年,国外发表了一系列具有神奇功能和突出性能的新纤维、非织造布及纺织品,扩大了化纤的应用领域,以下选取其中10种有发展前景的品种加以简介:

 

 

1.可提供动力的服装

 

        美国南卡罗来纳大学的研发团队正研发将棉T恤衫转化成电源的服装,将来可起到超级双层电容器的作用,并且具有极高的储能密度。通过将该服装浸泡于氟化物溶液中、干燥并在无氟环境中于高温下烘烤和活化,使其纤维表面转化成活性炭,其中少量布样作为电极,而且在活性炭柔性织物的每根纤维上都含磁性氧化物的纳米层,这就可形成稳定的高性能电容器,可为手机或笔记本电脑充电,即使经过上千次充放电后仍能保持高达95%的性能。

        

 

2.致冷超吸附织物与服装

 

        英国Grimsby的超吸附纤维(SAF)制造厂家Technical Absorbents有限公司展出了一种在各种极热环境下,均可使厚重外套的穿着者保持凉感的纤维,其商品名称为“KoolSAF”,它主要瞄准致冷服装市场,其主要优点是降低穿着者的热应力和疲劳,并赋予更好的舒适性和性能接受力,可多次洗涤。目前,该纤维已被制成各种服装,可贴身穿着,使穿着者在接触热应力时温度下降 6 ℃左右,现已用于英国Lincolnshire消防部门作为消防服的内衬。

        

 

3.防静电、耐磨服装和画面擦拭布

 

        日本TAYCA公司利用其吸收电磁波的导电纤维,开发了在家电(触摸屏、显示器、防护板等)清洁布、手套、大衣和裙子等民生领域的应用。这种家电专用的导电纤维,可以自由控制其导电性范围,可提供从1×10 ~ 1×108Ω的产品。由于其在纤维表面包覆了极薄的导电聚合物膜,因此既可保持纤维原有的柔软性和风格,还兼有优良的耐磨性、耐热性和耐湿性等,而且还可根据需要进行着色。

        

 

4.能促进生物器官再生的织物

 

        德国Dresden(德累斯顿)技术大学纺织机械和高性能材料工艺研究所的研究人员,将水生甲壳类生物的甲壳素通过湿法纺丝制得了超纯的100%壳聚糖生物质纤维(图 1),并加工成片状纺织品,具有极佳的强度与质量。尽管在中国和其他亚洲国家,这种壳聚糖纤维已被用于手术缝合线等领域,但据称都未能达到该产品的水平,因此其可被用于再生医疗领域。利用一种心肌大小的载体间质就可随人体自身母体细胞而发育成长,经过一定周期后织物骨架就会自行溶解,这意味着人类器官可有组织地成长,目前这一设想正接近现实。

        

 

5.可消除放射性铯的新纤维

 

        日本千叶大学与环境净化研究所联合开发了能有效去除放射性物质的除污染技术,所采用的新纤维是一种绿色的尼龙,商品名为“ガガ”,除制成填料外还可制成绳状或扫除用的拖布。由于其可在短时间内回收放射性物质,使用简便,因此有可能使“嫁接”技术以分子水平加以实施,即依靠放射线在尼龙上切断表面分子后,即附着具有吸铯特性的分子,其吸附量可达到沸石的400倍。据介绍,长 1 m的该纤维束可以数百万日元的价格销售给福岛核电站周边的大厂,用于消除核辐射的污染。

 

 

6.固沙与绿化用纤维

 

        东丽公司与中国治沙固沙学会签订了采用聚乳酸(PLA)纤维“ェコヂィア”进行固沙和绿化的协议,将以北京近郊总面积100亩的沙地为应用对象,设置该公司的PLA防沙移动材料,目前正选定植物和参与该试验的专家,计划于2015年3月取得成果。PLA纤维是一种可节约石油资源的生物质纤维,在从原材料制造到废弃的整个生命周期内,可削减CO2的排放量,并具有生物降解特性。

 

 

7.耐热纳米纤维非织造布电池隔膜

 

        间位芳酰胺纳米纤维非织造布,纤维直径100 nm,制品的耐热性和尺寸稳定性优良,即使在300 ℃下仍可保持其原形,耐氧化性亦佳,目前正开展以锂离子二次电池隔膜为核心的市场开拓,如图2。采用这种隔膜可望提高电动汽车及静态储能用的锂离子电池(LIB)的功率安全性、容量及能量密度,且与通常的电池隔膜相比可在高容量和高能量密度下降低自燃等风险,优势明显。

 

 

8.超高模量生物质纤维素纳米纤维增强聚烯烃

 

        日本新能源与产业技术综合机构(NEDO)声称,现已成功开发了用生物质纤维素纳米纤维增强聚丙烯或聚乙烯(PE)的汽车用新材料,其强度和热尺寸稳定性有所提高,而且纳米纤维与树脂的相容性得到改善,分散均一,以PE为例,只需添加10%的此种纳米纤维,其复合材料的模量便可提高4.5倍。该研究成果是由三菱化学、DIC、王子造纸、星光PMC、京都大学和京都市产业技术研究所共同参与研制的。据报道,该纳米纤维的密度仅为钢丝的1/5,强度却达其 5 倍以上,热膨胀系数是玻纤的1/50,但由于其表面具有亲水性,与树脂的相容性较差,为此开发了表面疏水化技术,使纳米纤维得以均匀分散。

 

 

9.能治愈褥疮的功能性纤维及非织造布

 

        日本关东天然瓦斯开发公司等开发了一种含碘的功能性纤维“ヨ一ドアミセル”,目前正推进其应用开发。该产品目前通过动物实验已确认具有治疗褥疮的功效,而且以低药量就可达到与涂有褥疮治疗剂片材同等的效果。其中功能性纤维“アミセル”是以酵素合成的直链状淀粉与木浆粕为原料,与天然纤维素纤维融合而成的粘胶。这种在“アミセル”中均一分散酵素的合成直链淀粉具有包接的功能,可以保存抗菌成分等功能性物质,其中含碘的产品便是“ヨ一ドアミセル”,它可制成具有抗菌功能的布料及非织造布等产品。这种创伤治愈材料很容易贴于褥疮或皮肤溃疡等患部,从而可减轻患者的治疗处置负担。

 

10.高感度乳腺癌患者专用乳罩

 

        乳腺癌在西欧是最普遍的女性癌症之一,仅德国每年就有5.8万女性患者,其中60% ~ 70%的患者接受了残留于乳房组织内癌细胞的放射治疗。这是一种软治疗,对患者皮肤会产生一些影响,如发红、表皮浮动、剥落、膨胀而使伤口扩大等,这些副作用往往令患者十分烦恼。此外,放射治疗也会产生一些后遗症,如穿戴普通的胸罩会有不适感。

        

 

        德国研究者为此特别开发了适于经过放射治疗的乳腺癌患者穿戴的乳罩。著名的纤维研究所Hohenstein与AmoenaMedizin-Orthopaedie Fecknik公司共同开发了高感度乳癌患者用乳罩,它具有缓和患者经放射线治疗后皮肤过敏的症状。通过立体扫描患者得到其身体数据,设计了缝孔等,并通过解析纤维素材的吸汗性和皮肤反应等,完成了可抑制皮肤发炎的皮肤炎症治愈方案。其产品如图所示。

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