纤维新材料及应用-5功能纤维

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4、对纤维本身性能的保护 高温高湿气候,造成微生物大
量繁殖,使衣料变色、材料变脆, 甚至会危及皮肤。
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抗菌纤维的发展过程:
第一次世界大战,丹麦科学家 发现毒气受害者的伤口不会化脓。
第二次世界大战部分德军的军服进 行抗菌整理
1955-1965第一阶段,酝酿时期, Sanitary整理,引起了人们的兴趣。
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3、消臭聚丙烯腈纤维 利用配位吸附而实现消臭功能, 具有持续的消臭功能,没有臭气再 释放的问题和生成有害物质的问题。 消臭机理尚不清楚。
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4、消臭絮棉
使用天然消臭剂,从茶、山茶、 椿树、杨桐等山茶科植物的叶子中提 取分离的液态蒸馏产物,这种消臭剂 最大的特点是能将花香及香水等好闻 的气味保留下来,只除去令人不快的 恶臭。
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二、抗菌纤维 是指在织物形成之前就赋予抗菌
性的纤维。
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(一)抗菌的价值
微生物广泛存在,包括细菌、 霉菌、放线菌、酵母等菌类达数千 种,人类处于细菌的包围之中。纤 维上也附着很多微生物,一般在 103-108个/cm2之间,条件适宜就 会迅速繁殖,产生危害。
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1、医护用品的主要性能要求 医院的服装、被单、窗帘、地
通高聚物。
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中子吸收剂主要含硼、锂等化合 物,如碳化硼、氮化硼、氟化硼、 氟化锂等。
纤维基体一般是聚乙烯、聚丙烯、 聚酯、聚酰胺等。
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制造方法:
(1)离子交换纤维吸附法:普通阴离子
交换纤维置于硼元素的化合物(硼砂、硼酸) 中浸泡。或阳离子交换纤维在锂的化合物 (氢氧化锂、卤化锂、碳酸锂)浸泡一定时 间。
(二)抗菌剂的种类
要求:
安全性 耐水洗、干洗 无色、无味 不损伤纤维 与助剂相溶 成本低
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1、金属化合物
机理:细菌体内的一些酶因硫 氢基的存在得以保持活性,金属离 子能与这些水解酶中的硫氢基结合 使之钝化,使硫氢基失去活性并导 致硫氢基团的消失,细菌失去这种 重要的代谢物质则不能繁殖。
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3、化学消臭 是使恶臭分子与消臭剂发生化
学反应生成没有恶臭气味的物质。
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脱硫反应:硫酸亚铁等铁盐—生成 硫化物
氧化-还原反应:用氧化剂或 还原剂
离子交换反应:用金属离子— —络合反应
加聚反应:有机酸类物质—— 与氨臭
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4、生物消臭
通过各种生物作用消除恶臭的方 法
所用生物包括细菌、酵母、多种 生体酶。
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功能纤维的一般制造方法:
3.纺丝后加工:在纺丝油剂或凝固浴中 加入功能材料,纤维经过浸泡牵伸将功 能材料附着在其上。
4.后整理:在纤维、纱线、织物甚至服 装上采用浸渍、喷雾、涂层、浸轧、缝 缀等方式将功能材料添加进去。
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功能纤维的一般制造方法: 5.微胶囊的形式:
6.常见的功能纤维如下:
催眠—— 檀香、橙花油、熏衣草 抑制食欲——艾蒿精油、迷失香精油、桉树精油、松 藻精油
促进食欲 ——麝香草、月桂叶、柠檬、肉豆蔻、 香精花、洋葱、大蒜
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各种芳香气味的心理医疗效果:
抗偏头痛 ——橙香、柠檬、佛手柑、熏衣草、迷失 香、欧薄
厌烟—— 橙香、柠檬、佛手柑、肉桂、肉豆蔻、香 姜花
催淫—— 檀香木精油、土香根精油、劳丹胶精油、 琥珀、麝香
(一)恶臭物质种类与危害 地球上约有200万种化合物,估
计1万种化合物是属于恶臭物质包 括的种类有:
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醛 R-CH=O 酮 R-CR=O 酸 -COOH 氨 RNH2 硫化氢 R-SH 甲基、乙基硫化物 R-S-R’ 醇 R-OH 酚
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天然恶臭物质是蛋白质、多糖等生物 分子经需氧菌和厌氧菌分解而成。典 型的是粪尿,其组成物质已经分析出 27种。
破坏细胞壁,影响其脱氧核糖核酸 DNA和核糖核酸RNA,抑止与合成 核酸和蛋白质相关的酶的功能。
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最重要的是二苯基醚类抗菌剂。 GG-1型抗菌剂(我国开发)
有优异的抗菌性,毒性低。
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3、有机硅季胺盐类抗菌剂
机理:细菌一般带有负电荷, 而季胺盐中的N+带正电荷,造成相 互吸引。这将导致细菌细胞中酶的 代谢功能障碍,使其丧失呼吸功能 而失去活性。这种抗菌机理称为 “接触杀死”
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其形态有: 溶液型 凝胶型 固体型 粉末型
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1、感觉消臭 从嗅觉上感到臭气消失,其
机理包括: 掩盖作用 中和作用
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2、物理消臭
以不改变恶臭物质的分子结构为 特点
吸附作用:活性炭、泡沸石、 硅胶等表面多微孔物质对恶臭分子 进行吸附或极性吸附。
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吸收作用:
通过表面活性剂等物质将臭气分子 融解吸入其内部。实际中多以此方法 着眼。
细菌对恶臭物质分解;生体酶对 恶臭物质的氧化起到催化作用。
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(三)消臭纤维举例
1、活性炭纤维 聚丙烯腈纤维——予氧化
丝——碳纤维——活化炉中进行高 温水蒸气处理制成活性炭纤维。
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2、消臭人造丝 是专供病卧不起的患者应用。
用特殊方法把活性炭微粒均匀掺 入粘胶纺丝液中,添加量可达到1: 1以上,纤维化之后再进行复合。
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1、植物香料
各类具有芳香气味的植物,涉及花、 叶、茎、果实、根各个部ห้องสมุดไป่ตู้。
提取方法:水溶解 水蒸汽蒸馏 溶剂萃取
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可以提取植物精油的植物,品种繁 多,但需要大量资源才能提取少量 香料。如用3吨玫瑰花才能制成1kg 香料。
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2、动物香料 数量极少,世界上仅有麝香、龙
诞香等4种。
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优点:对芳香物质的沸点没有限制 挥发缓慢、不溶于水 改善作业环境,提高纺丝工
艺性能
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(三)芳香纤维举例 1、“花之精”芳香纤维
采用微胶囊技术,以聚氨酯为微 胶囊壁材,用硅系特殊粘合剂进行 涂敷加工。有15种香型。
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2、森林浴纤维
复合包芯纤维,鞘部:聚酯, 芯部:刺柏天然
精油的复合聚合物。
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恶臭物质的危害:即使数量极少, 也会使人感到臭气难闻,产生不快 感觉,而一旦溶入血液还会引起神 经中毒。其他生理作用如血压升高、 呼吸急促、恶心眩晕、刺激粘膜等。
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(二)消臭途径和消臭剂
消臭剂不断问世,已经达到数 百种,作为消臭剂有效成分的物质 重要有:
活性炭、硅酸、氯化物、氧化物、 碘化物、氨络物、有机酸、苯酸类 金属硬脂酸盐、芳香物质、植物精 油和酶类物质。
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三、消臭纤维 消臭是指消除已经产生的臭气,
这类臭气不止是由于细菌繁殖所造 成的。而往往是一些物质,如人粪 尿、化学产品等物质所固有的气味。
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三、消臭纤维 消臭是指消除已经产生的臭气,
这类臭气不止是由于细菌繁殖所造 成的。而往往是一些物质,如人粪 尿、化学产品等物质所固有的气味。
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1965-1975第二阶段,前半期 追求抗菌效果(有机汞、有机锡、 有机铜、有机锌、酯系列化合物及 含硫有机物);后半期安全性引起 了争议。
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1973年(日本)停止使用有机 汞。美国道康宁公司开发了DC- 5700抗菌剂,1975年开始商品化生 产。
80年代末,出现了抗菌纤维。
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有一种漫步在森林中的感觉,使人神清气 爽,忘记疲劳。
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3、共混型芳香纤维
沸点250℃以上的芳香物质 +平均分子量2000-4000的脂 肪族聚酯多元醇 +平均粒子直径0.1-0.5微米的 TrO2微粒。 混合后,掺入聚酯纺丝液中,获得 内部物质均匀分散的聚酯短纤维。
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其他各种类型:
4、微胶囊共混型芳香纤维 5、包芯中空型芳香纤维 6、中空型多芯芯鞘芳香纤维 7、吸入型共混芳香纤维 8、吸入型非完全包芯芳香纤 维
缺点:芳香物质的沸点在250℃ 以上,否则挥发。
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2、包芯型 直接借用芯鞘复合纤维技术。 鞘层:聚酯、聚酰胺。 芯层:熔点特别低的聚合物如聚
乙烯共聚物或均聚物。 芳香物质加入到芯层。
香味只能沿纤维纵向从端面逸出。
改进:中空包芯型
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3、吸入型
解决低沸点问题。 乙烯-醋酸乙烯共聚物以共混方 式纺入,浸入油性芳香剂中——加 压或常压下保持一定时间,吸收足 够的芳香剂。
有机金属化合物:
有机汞、锡、锌、银、钛
无机金属化合物:
硝酸银、硫酸铜、氯化锌。
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具有很高的抗菌性,与硫氢基结 合性强。对金黄色葡萄球菌、白癣 菌、大肠杆菌显示很好的杀灭作用。
很多不受温度、湿度条件的影 响,而且不易溶出,提高了安全性。
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2、苯酚类抗菌剂 机理:能进入细菌细胞的内部,
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一般季胺盐处理织物易于从织 物上溶出,不仅杀死有害细菌,也 使耐洗性能降低,为此采用与有机 硅共用的办法。
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DC-5700抗菌剂有效成分:是3 -(三甲氧基硅烷基)丙基二甲基 十八烷基氯化铵。
SAQ-1(上海)和STU-AM10与 之类似。
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4、其它抗菌剂
脲类、胍类、含氮杂环类以及 硫和含硫化合物等许多抗菌剂。此 外一些医用抗菌和抗菌剂如庆大霉 素、卡那霉素、四环素以及洗比泰、 碘化物等。
毯等纺织品。
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2、食品卫生的主要措施 工作服、围裙、抹布、食品包
装布等必须要考虑抗菌功能。
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3、舒适生活环境的有效途径
服装内气候构成微生物滋生繁 殖的条件。如金色葡萄球菌、假白 喉杆菌、大肠杆菌、黑曲霉菌等。 也会产生一定的病理刺激。即使这些细菌
是非致病性细菌。
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此外,人体分泌产生的汗液、 皮脂受到细菌的分解作用,产生氨 气等恶臭气体,不仅使服装沾带体 臭,还会使人穿着不舒适。
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主要成分是黄烷醇、黄酮醇、丹 宁酸等有机高分子物质。
该消臭剂能溶于水,也能溶于亲 水性有机溶剂。
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5、消臭羊毛
氧化剂进行树脂防缩加工处理— —使纤维改性,表面带负电荷——将 含有消臭剂的环化糊精掺入阳离子性 聚酯胺氯甲代氧环丙树脂中,并使之 附着再羊毛纤维表面。
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四、防辐射纤维 各种高能射线、X射线广泛应用。 称为无形杀手。中子辐射、紫外线 辐射也有一定危害。电磁波辐射, 会造成脱发。
功能纤维
一般是指通过添加某些物质而 使纤维具有某些特殊性能的纤维。
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功能纤维的一般制造方法:
1.接枝改性:通过化学反应在纤维上接 上特定的离子基团,具有较高的安全性; 还可以通过交联剂来实现接枝改性。 2.共混纺丝:将功能材料加入到纺丝聚 合物中,用传统设备进行纺丝。功能纤 维可以是中空纤维,也可以是皮芯结构、 并列的复合纤维。
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麝香最为著名,我国西南-尼泊 尔一带,约20-40克,每千克10万 美元。1939年,鲁奇因分析出麝香 的化学成分而获得诺贝尔奖。
香气浓郁。
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3、合成香料 19世纪末期,合成香料问世, 开始广泛应用,打开了市场的大门。
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各种芳香气味的心理医疗效果:
醒神 ——薄荷、桉树、柠檬、马鞭草、香茅、麝香 草、玫瑰、迷失香
防紫外线纤维的织物对紫外线的反射 率可以达到97%以上。
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制作方法: 将紫外线吸收剂或屏蔽剂以共聚、
共混、复合和后整理的方式加入到 纤维中。
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用途: 防紫外线伞、帐篷、T恤衫、遮
阳帽、交警及野外作业工作服、高 山及紫外线辐射强度较大地区的防 护服。
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2、防中子辐射纤维 含硼陶瓷纤维;防中子添加剂+普
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1、抗紫外线纤维
有机紫外线吸收剂: 水杨酸系(有效吸收波长:290~330nm) 二甲苯酮系(有效吸收波长:270~380nm) 苯并三唑系(有效吸收波长:270~380nm ) 氰基丙烯酸酯系(有效吸收波长:270~350nm)
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无机紫外线散射剂:氧化硅、 三氧化二铝、氧化镁、氧化锌、二 氧化钛、石墨、高岭土。
清心镇静—— 熏衣草、佛手柑、柠檬、迷失香、欧 薄荷、玫瑰、肉桂、肉豆蔻
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(二)芳香纤维的技术类型
芳香与纺织品的结合由来已久,
最初的办法很简单:喷洒或缝缀— —熏香——活性炭吸附——涂香和 浸香(水溶液中浸渍、粘合剂涂层、 微胶囊整理)
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1、共混型
纤维基材(常规聚酯和聚酰胺类) +分散剂(分子量2000-4000的 聚酯多元醇)+增粘剂+香料。
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一、芳香纤维
是指带有芳香气味的纤维。
将芳香物质添加到纤维中使其具有 香味。
价值:炫耀个人身分和环境气氛 具有心理上、生理上的医疗保健功能。
历程:古代祭祀——达官贵人——医疗功效
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世界上的有味物质40万种, 芳香气味的 物质仅有5000种, 常用芳香物质1500种。
目前香型分类尚无定论,大 致分为柑桔香、青草香、花香、林 木香、东洋香及各种混合香。
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