[发明专利]一种纳米纺织品的鉴别方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织品检测技术领域，具体涉及一种纳米纺织品的系统性鉴别方法，可适用于在生产加工过程中应用纳米材料或纳米技术的棉织品、丝织品及非织物等的纺织品。

背景技术

纳米技术作为一种新兴技术，受到人们的关注。关于纳米技术在各方面的研究与应用层出不穷。目前，纺织领域与其他行业领域相比，对纳米技术的利用度较高，已经可以开发和生产出各类具有纳米结构单元的功能性面料，如防水、防油、易去污、抗菌、防紫外线织物等。对于纳米纺织品的生产，可以采用纳米表面处理技术直接处理织物，改变织物表面结构，制成具有特殊微结构的功能性织物；或将纳米级粉体材料，如氧化锌(ZnO)、二氧化硅(SiO₂)、三氧化二铝(Al₂O₃)、陶瓷粉等，整理到纺织品中，制成各种功能性纺织品。

那么什么是纳米纺织品？

目前ISO对纳米材料的广义定义为：在三维空间中至少有一维处于纳米尺度(即1～100nm的范围)。也就是说，假若某材料有i维处于纳米尺度范围，则称此材料为3-i维纳米材料。按照广义纳米材料的定义，只能取i＝3，2或1，分别对应于零维、一维和二维纳米材料。其中零维纳米材料指该材料在空间三维上尺寸均为纳米尺度，即纳米颗粒，原子团簇等；一维纳米材料指该材料在空间二个维度上尺寸为纳米尺度，即纳米丝、纳米棒、纳米管等，或统称纳米纤维；二维纳米材料指该材料只在空间一个维度上尺寸为纳米尺度，即超薄膜、多层膜、超晶格等。因此，超薄的纤维产品可视为二维纳米材料。在此方面，由静电纺丝制得的纳米纤维组成的无纺布就是一个实例。

根据GB/T 22925-2009《纳米材料术语》(ISO TS 27687-2008 Nanotechnologies-Terminology and definitions for nano-objects-Nanoparticle，nanofibre and nanoplate)规定，物质结构在三维空间中至少有一维处于纳米尺度(1～100nm范围内的几何尺度)，或有纳米结构单元构成的且具有特殊性质的材料才能成为纳米材料。

就纳米纺织品的基本属性而言，关键在于纤维微观结构的表面特征。纳米材料的特点就是比表面积大，导致其表面能和活性的增大，从而产生了小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等，在化学、物理(热、光、电磁等)性质方面表现出特异性。因此，在生产加工过程中使用了纳米材料和纳米技术的纳米纺织品同时应被赋予某些特定的功能，当然，这些特异功能不应影响产品原有的品质与安全要求。

事实上，纳米材料和纳米技术在纺织领域的应用更多地是表现为纳米复合材料，共混、复合纺丝和重整处理是生产功能性化纤及其织物的主要加工方法。纳米功能性整理技术，主要是指将纳米原料融入面料的纤维中或附着在纱线表面形成保护层，利用纳米技术的独特物理、化学特性，增加和提升面料的防水、防油、防污、透气、抑菌、环保、不易变色、手感舒适等方面的功能特点，改善和提高了纺织服用面料的穿着性能，赋予了织物抗菌保健、屏蔽紫外线、防油污易护理等新的特性。

由于目前并无针对纳米纺织品的权威定义和术语解释，有关纳米纺织品的认定缺乏统一的标准。有些人把直径小于1μm的纤维称为纳米纤维，有些人则定义直径小于0.3μm的纤维为纳米纤维，也有文献将纳米纤维定义为直径为纳米级、长度超过1μm的物质，还有的企业把几百纳米或纤维中添加了纳米粉末的纤维称为“纳米纤维”，或将纳米纤维定义为圆筒结构且外径小于1000nm和一个宽高比(长度和宽度的比值)大于50的纤维材料。以上多种定义尚未在业界形成最后的共识，亦有别于现有标准对纳米材料和产品的定义，这是由于现有生产技术和仪器鉴定限制。

结合上述标准和纳米纺织品的生产情况，可以看到对于由静电纺丝生产的无纺布，其纤维直径往往可以达到纳米级。这种纺织品，具有1维纳米结构单元，可定义纳米材料。另一方面，用0维或1维纳米材料与3维材料复合制得纺织品，这种复合可以是纳米材料整理到传统尺度纺织品上或纳米材料与纤维原液共纺制成传统尺度纺织品。如果该复合的纳米材料体现出纳米结构单元，可以认为该纺织品是符合定义的纳米材料。