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纳米技术在织物功能性整理中应用有关问题的探讨yd9307
杨栋樑全国染整新技术应用推广协作网
原载：全国染整新技术应用推广协作网简讯2007/10;1-12

一、纳来技术的由来[1-4]
1959年诺贝尔物理学奖金获得者理查德·费曼在一次演讲中提出："如果人类能够在原子/分子尺度上来加工材料和制造装置，我们将有许多激动人心的新发现"。这是关于纳米科技的最早梦想。德国于1984年首先研制出第一种金属纳米材料，美国在1987年也研制成氧化铁纳米材料，第一届国际纳米科学技术会议于199O年在美国巴尔的摩召开，这标志着纳米科学的诞生，以及纳米科学正式成为材料科学的一个新的分支。以上取得的成就与上世纪80年代开始扫描隧道显微镜(STM)和原子力显微镜(AFM)的问世，能精细地研究这一尺寸范围物质结构，从而极大地推动了这一领域的研究是休戚相关的。以致隧道显微镜的发明人Binming和Rohrer也荣获了1986年诺贝尔物理奖。
世界上主要发达国家公认，纳米技术是本世纪最有发展前途项目之一，都表示出极大的关注，并投入了巨资，加快了纳米技术的研究和应用步伐。如美国己有30多所大学在研究纳米技术。克林顿政府时期设立了美国国家纳米技术计划(NNI)，2001年拨款约5亿美元。布什政府时期也大量拨款。他们希望在10年内，用纳米纤维做的服装中埋入传感器和微型计算机进行生命信息、色彩变化，战场隐蔽方面的监测，并具备高度防弹性和穿着舒适性。其它，德、法、英诸国在2000年在纳米技术也花费了约1.64亿美元，2002-2006年欧洲计划拨款12亿美元。
纳米技术在纺织品上应用的研发，似乎有两个中心基地，一是美国的Nano-tex，另一是瑞典的TexnologNano。Nano-tex是由美国著名纺织企业Burlington公司参与组建的，专门从事纳米纺织品的开发。不久前，已有五大系列高新纺织品投放市场，并在全球建立了Nano-tex商标行销。如：1、Nano-Care是一种耐洗50次的易护理整理产品(CarefreeFinishing)；2、Nano-Pel是耐洗的拒油拒水整理产品；3、Nano-Dry是合成纤维的亲水性整理产品；4、Nano-touch是具有合成纤维和天然纤维两者优点的产品；5、Nano-Press是耐久尺寸稳定性的棉织物。
1992年，我国已将纳米材料科学作为重大基础研究列入国家攀登计划。自2001年以来，每年召开的"功能性纺织品及纳米技术研讨会"，从一个侧面反映了我国纺织工业对纳米技术的期待。
基于纳米材料的量子尺寸效应以及其特异的性能，是理想的功能整理剂开发的材料库，由它开发的防紫外线、远红外、抗菌防臭等功能整理产品，正在被广泛地应用中；其中某些材料具有半导体结构的光催化性材料，尤为引人关注。纳米材料在功能性整理剂领域中是一个新成员，通过掺杂(担载)和不同纳米材料复合等加工，不难集多功能于一身，以致纳米技术在当今功能性整理中最活跃的部分，这方面的研究成果文献报导甚多。本文拟对纳米技术在应用过程中的有关问题及其可能存在的潜在性安全问题作些简要叙述，以引起业界同人们注意，不妥之处请指正。
二、纳米材料在功能性整理应用中的问题[5-6]
应用纳米材料己制备了多种功能性合成纤维。将具有异特性能的纳米材料(颗粒)均匀地施加在天然纤维或常规合成纤维的纺织品(或纤维)表面，使之产生与施加纳米材料同样性能和一定耐久性的方法，这就是纳米技术在功能整理方面的应用。纳米功能性合成纤维与纳米功能性整理两者差别，主要是纳米材料在纤维或织物上纳米材料的均匀分布部位不同。一般讲纳米功能性合纤中的纳米材料是均匀分布的(除皮芯结构外)，而纳米功能性整理，则纳米材料仅仅附着于纤维表面，也有一些研究人员提出可能有些会进入多孔纤维的微孔中。纳米材料用于合成纤维和功能性整理，由于具体加工条件不同遇到的问题可能各异；但有些问题是共同的，如由于纳米颗粒巨大的表面能引起的团聚，以及纳米微粒本身的亲水疏油性能与纤维(基质)的结合力很弱的问题等等。以下就功能性整理中应注意的问题作简要叙述：
l、制备均匀分散的施加液[7-18]
纳米颗粒引起团聚的原因是多方面的，其机理尚须进一步研究，而以下几点是大家公认的：(1)分子间力，氢键、静电作用等引起微粒聚集；(2)微粒间的量子隧道效应，电荷转移和界面原子的相互偶合，使微粒极易通过界面而发生相互作用和固相反应而团聚；(3)由于纳米颗粒的比表面积巨大，与空气或各种介质接触后，极易吸附气体、介质与之作用而失去原来的表面性能，导致粘连与团聚；(4)表面能高，接触界面较大，使晶粒生长速度加快，因而微粒尺寸很难保持不变。
为了防止团聚，在纳米微粒制备过程的体系中己加入防絮凝剂，表面活性剂，螯合剂等增加纳米微粒间斥力，阻止发生团聚。可是，在使用过程中，