现代医学证明,磁疗具有调节精神和肠胃功能,扩张毛细血管,改善血液循环,调整生物电平衡,激活体内多种酶,促进新陈代谢的作用。随着磁疗技术和卫生保健事业的发展,具有磁疗功能的保健服饰已经受到社会的重视。据报道,英国、日本都曾开发出磁性纤维,将这些具有一定磁场的磁性纤维交织在织物中制成服装,对于治疗高血压、风湿性关节炎等疾病有较好的疗效。
磁性纤维是在高聚物中加入高浓度磁性微粉纺丝制成。常用的高聚物中有聚酯、聚酰胺、聚烯烃、聚氨酯、聚碳酸酯、橡胶材料等等。所用磁性微粉可以是任何能赋予磁性的物质,最好选用铁、钴、镍等金属以及这些金属与铝、钛、铜、铂、碳中一种还可以以上的物质组成的合金选用以氧化铁为主成分的金属氧化物及铁、钴、镍等与稀土元素的化合物。磁粉的粒径最好在2um左右,粒度分布越窄越好,粒度过大,不仅纤维磁性会降低,而且纤维强度也受影响。磁性微粉在纤维中的重量比最好为60%-85%。制成的磁性纤维还要经过磁化处理才具有磁性,处理的方法是将其放在强磁场中,有时也可在纺丝过程中进行磁化。 这些磁性纤维可以用作磁疗衣料,制成各种磁疗服饰,还可以制作磁性拉链、磁性罩单、磁性过滤材料等产品。 (三)防毒用微孔中空纤维
最初的防毒织物是将活性碳浸渍到织物上,通过其物理吸附机理解毒的。
用微孔中空纤维制成防毒服性能最佳。该中空纤维的内层可以填上至少一种可抑制有毒化学和生物试剂的解毒剂,由于解毒剂是包在微孔
中空纤维的内层,因此无论是固体的还是液体的解毒剂,其浓度都比常规使用的浸渍织物中的解毒剂浓度要高。
这种微孔中空纤维一般由相对惰性的聚合物制成,如聚烯烃、聚酰胺、聚酯、聚苯并咪唑聚砜、聚丙烯腈和它的共聚物以及聚异丁烯氧化物等。聚合物的选用由所选的解毒剂决定若解毒剂是很活泼的化学试剂,如强氧化剂,那么微孔中空纤维应选择抗腐蚀性高的聚丙烯或聚四氟乙烯聚合物。若解毒剂是非常不活泼的化学试剂,制成微孔中空纤维的聚合物材料来源就很广了,它包括像醋酸纤维素和再生纤维素那样的化学敏感材料。若解毒剂是亲水的液体,微孔中空纤维就选择憎水的聚合物,以防止解毒剂泄漏。
防毒织物的制备主要是通过空吸的方法,使一种或多种解毒剂填入微孔中空纤维内 然后把填满了解毒剂的微孔中空纤维的端点用热、声波或粘合的方法封住,以防止解毒剂从中空纤维中损失掉。封好的微孔中空纤维通过气流成形、机织、针织、针刺等纺织技术织成适合的织物。微孔中空纤维由于它具有适合的孔径、容积、机械强度、重量、渗透性和适用广泛的解毒剂等综合特点,使制成的防毒织物在性能上远远优于其他防毒织物,是用于军工、农业、医药等领域中极好的材料。
第九节 高性能纤维制品的开发
高性能纤维是指强度和模量极高,几乎接近高分子链极限值的一类
力学特性高超的纤维,也有的被称作超级纤维。其开发动机几乎都是满足产业用纺织品,尤其是国防工业和军事领域需要的,其制品的性能达到了史无前例的高度。
纤维复合材料不是简单的将材料组合,而是一种包括物理、化学、力学的相互作用和复杂的结合,所以位于复合材料基体中的纤维表面受到基体的保护,不 容易遭受损伤 在受力过程中不易产生裂纹乃至断裂,故复合材料承载能力增强。当复合材料受到较大应力作用时,某些已产生裂纹的纤维可能断裂,而塑性和韧性好的基体能阻止裂纹扩展,另外,纤维受力断裂时,它们的断口往往不出现在同一平面上,所以在这种情况下,要使复合材料断裂,则必须将纤维从基体中拔出,需要克服基体对纤维的粘合力,因而复合材料的断裂强度得以显著提高。 一、纤维增强复合材料的开发
纤维增强复合材料中的增强材料主要是符合要求的各类纤维,尤其是高性能纤维,要求具有高强度、高模量、耐高温,耐环境、耐摩擦、耐化学药品侵蚀。能满足这些要求的,目前主要有芳族聚酰胺纤维、芳族聚酯纤维、高强聚烯烃纤维、碳纤维,还有其他无机纤维、金属纤维。
作为复合材料的基体,一方面要求对纤维有很好的粘接性,另一方面要求其弹性模量和断裂伸长率与纤维相匹配。另外,则要求有较好基体在与纤维复合时,与所需各种材料易于混容,有较好的流动性和较好的成型性,以便加工制作。常用的基体材料有环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂、聚烯烃、聚酰胺、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚砜等热固性树脂。
二、纤维复合增强材料的应用
由于纤维复合增强材料具有高模量、高强度、相对密度低的特点,用作航天器、飞行器可明显降低其自身重量,从而显著改变其动能。
复合材料所制作的主战坦克、装甲运输车、防弹甲板、头盔、防弹衣也都已投入使用。
交通运输领域中的很多交通运输工具,如汽艇、巡逻艇、救生艇、潜艇、气垫船、磁悬浮列车等均开始大部分的使用复合材料代之以金属材料,使自重大大下降,运行速度、距离显著增加,且大大减少了燃料的消耗
三、其他高性能纤维
在很多场合所需要的纤维材料具有很高的耐热性、不熔融、耐火、耐低温、耐化摩擦、防辐射。以往的纤维材料或其制品都不能满足使用,近来,酚醛树脂纤维、含氟硅纤维、硼纤维、氧化铝纤维、金属纤维的出现,为这些高功能产品的开发与应用提供前景。以此制作的宇宙飞船舱外活动服、焊接飞溅防护服、防火护膜、隔热材料等,都生产、工作领域中表现了卓越的功能。
第九章 纺织产品开发案例
第一节 超舒适、易保养、多功能环保型、高附加值毛纺产品的开发 早在20世纪50年代,国外就对羊毛的变性处理进行了深入研究并取得了突破进展,其目的有三:一是改变羊毛的毡缩性和尺寸稳定性,使毛纺产品水洗后(甚至机洗)能保持其固有的手感风格、尺寸稳定性和形
态稳定性,这样既保持了毛纺产品的品质、又易于保养;
二是使羊毛在化学处理之后纤维变细,一般可以使羊毛的直径减小2μm左右,这样就可以纺制更细的纱线,织造更轻薄更柔软酷似丝绸和羊绒的产品,使羊毛的应用品味得到提升,产品的附加值提高; 三是使羊毛的光泽、吸湿性、透湿性得到改进。
具体的处理方法有:脱鳞片处理、脱氯处理、酶处理、柔软处理。不同品质的羊毛和不同要求的羊毛采用不同的处理条件。
应该指出的是,该处理工艺所使用的氯化处理剂,有可被生物吸收的有机卤化物排放,对环境有污染。近期研究开发了不少取代卤化物的方法,如酶处理法、氨—盐处理法、过氧化物处理法、过氧酸处理法、还原剂处理法等,均有十分好的效果,并且实现了环保。
除此之外,用化学定型剂及树脂处理能使毛纺产品产生形状记忆功能,实现机可洗、可水洗,并且免烫,具有耐久定型效果,易于保养。 后整理工艺为:缩呢?洗呢?烘干?钢丝起毛?刺果拉毛?湿刷毛?定型?刷毛剪毛?烫呢?整呢?烫呢
关键的工艺及条件:(1)湿刷定型:定型剂亚硫酸氢钠3—5g/L,柔软剂3%一8%,40℃浸轧,轧液率80%一100%,刷毛要求先粗后细,先短后长,将毛刷顺、刷直,打卷存放4—8h;
(2)烫呢:要求将毛烫顺、烫直且有很好的耐久定型效果,只有这样才能有较好的光泽和手感;
(3)蒸呢要轻重适宜,过轻没有定型效果且手感不好,过重则绒面板硬不丰满。