納米雜化功能纖維材料 .東華大學(xué)

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1、中國國際化纖會議,吳江,2010.09.02-03納米雜化功能纖維材料FunctionalHybridFiberMaterials報(bào)告人：朱美芳纖維材料改性國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室東華大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院2010年09月03日報(bào)告內(nèi)容(Outline)趨勢判斷（Background）研究進(jìn)展(Progress)研究結(jié)論(Conclusions)背景高技術(shù)纖維材料--戰(zhàn)略性基礎(chǔ)材料軍事、通訊過濾材料纖維材料建筑用、農(nóng)電子工業(yè)業(yè)用紡織品醫(yī)療衛(wèi)生傳統(tǒng)衣著服飾……背景高技術(shù)纖維發(fā)展方向ò多學(xué)科交叉：材料科學(xué)、生物工程、精密制造和電子信息技術(shù)的綜合與集成。ò

2、高性能纖維：滌綸、錦綸、丙綸的強(qiáng)度只達(dá)理論值的3.33%～5%。高分子量聚乙烯和對位芳綸纖維的強(qiáng)力已達(dá)24～35cN/dtex，也僅及理論值的10%～15%。ò差別化和功能性纖維：賦予阻燃、抗靜電、抗菌、蓄熱保溫、有色、易染、抗輻射、高吸濕等特殊功能，達(dá)到仿真和超真的效果。我國化纖產(chǎn)品功能性、差別化比例(不足30％),遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家水平(60%以上)。ò綠色和生物型新化纖：石油資源日益減少、環(huán)境污染嚴(yán)重、服用紡織品要求和人體生物相容。本組研究重點(diǎn):纖維材料的功能化、納米化與智能化。背景美國國家紡織中心（NTC）研發(fā)重點(diǎn)ò高性能纖維ò新制程技

3、術(shù)ò納米纖維ò紗線結(jié)構(gòu)紡織紡織紡織紡織ò生物型纖維ò織物結(jié)構(gòu)技術(shù)技術(shù)ò智能纖維材料材料美國NTC研發(fā)ò舒適性系統(tǒng)模擬評估重點(diǎn)ò3D虛擬實(shí)境ò納米可染PP纖維ò3D影像處理智智能能ò環(huán)保型染色技術(shù)紡織紡織ò預(yù)測模型ò新功能性紡織化學(xué)品系統(tǒng)系統(tǒng)化學(xué)化學(xué)背景日本纖維技術(shù)研發(fā)重點(diǎn)ò環(huán)境適應(yīng)性纖維以新經(jīng)濟(jì)為ò身體機(jī)能纖維安心、安全基礎(chǔ)－高度ò保健醫(yī)療用纖維高品質(zhì)社會資訊化社會ò符合消費(fèi)者需求的商品ò3D穿著模擬系統(tǒng)日本研ò設(shè)定纖維回收基本策略òUniversalfashionò工程無釋放物質(zhì)化發(fā)目標(biāo)ò減低有害化學(xué)物質(zhì)能源、環(huán)保環(huán)境調(diào)和循ò低環(huán)境負(fù)荷能

4、源(原、經(jīng)濟(jì)成長料)的利用環(huán)經(jīng)濟(jì)社會ò低環(huán)境負(fù)荷的衣料背景歐洲紡織技術(shù)（ETP）研發(fā)重點(diǎn)ò新型纖維及其復(fù)合材料ò紡織品的功能化紡織品特色化技術(shù)化ò生物材料與生物技術(shù)ò適應(yīng)人體行為的新產(chǎn)品紡織新材料新概念ò產(chǎn)業(yè)用紡織品ò智能紡織品和服裝ò服裝流行款式全程質(zhì)量控制與款式設(shè)計(jì)ò產(chǎn)品設(shè)計(jì)與新概念新技術(shù)ò可循環(huán)和全過程質(zhì)量控制背景綜合：國際發(fā)展趨勢(Developmentoffibermaterials)傳統(tǒng)紡織產(chǎn)品的微利和全球化纖維紡織材料已經(jīng)成為一種基本工程材料和戰(zhàn)略材料，在低碳經(jīng)濟(jì)、資源環(huán)境、社會安全、人類健康、科技進(jìn)步等領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用新纖

5、維材料體系：服裝、裝飾用纖維及其紡織品工程用纖維及其紡織結(jié)構(gòu)材料功能性纖維及其紡織材料報(bào)告內(nèi)容趨勢判斷（Background）研究進(jìn)展(Progress)研究結(jié)論(Conclusions)背景有機(jī)/無機(jī)納米雜化原理1981年，日本理化學(xué)所山田ò強(qiáng)相互作用瑛、雀部博之與東京農(nóng)工大宮田清藏，把化學(xué)中雜化概念與材料聯(lián)系在一起，并命名為----雜化材料兩種以上不同種類的有機(jī)、無機(jī)、金屬材料在原子或分子水平上雜化，從而產(chǎn)生具有新型原子、分子集合結(jié)構(gòu)和新性質(zhì)的物質(zhì)。ò弱相互作用ò形貌和尺度控制HybridMaterials.Synthesis,Char

6、acterization,andApplications.EditedbyGuidoKickelbick,ISBN:978-3-527-31299-3進(jìn)展有機(jī)/無機(jī)雜化纖維材料研究思路功能納米材料納米復(fù)復(fù)合紡絲成型納米復(fù)合纖維熱塑性合樹脂高聚物有機(jī)/無機(jī)雜化纖維制備工藝路線圖難點(diǎn):無機(jī)功能材料在高聚物基體中的分散性及相容性雜化材料的功能性表達(dá)、持久性與可加工性全程工藝匹配、成本控制、綠色加工和連續(xù)化生產(chǎn)實(shí)例1納米無機(jī)相的設(shè)計(jì)構(gòu)筑與通用纖維功能化面向通用纖維(占總量難點(diǎn)與科學(xué)問題的80%以上)功能化ò成纖用無機(jī)功能相設(shè)計(jì)與有機(jī)/無機(jī)相界面優(yōu)化

7、解決共性科學(xué)問題ò樹脂復(fù)合與成纖過程無機(jī)相的均勻穩(wěn)定分散提高技術(shù)含量和附加值納米復(fù)合功能樹脂成型過程復(fù)噴絲孔直徑小雜（圖略）熔紡:0.2-0.5mm濕紡:0.01-0.1mm無機(jī)功能材料高聚物(PET、PA6、PAN)噴頭剪切速率高達(dá)103~104s-1系列有機(jī)/無機(jī)復(fù)合功能纖維òPET/TiO、PET/SiO、PET/Ag22òPA6/TiO、PA6/ZnO、PA6/ZrO222òPAN/mCNTs、PAN/mATO、PAN/ITO功能纖維實(shí)例1載銀磷酸鋯/PET抗菌功能纖維PET樹脂熔融共混載銀磷酸鋯/PET紡絲成型PET抗菌功復(fù)合功能

8、樹脂能纖維載銀磷酸鋯粉體載銀磷酸鋯/PET抗菌功能纖維的制備(a)(b)載銀磷酸鋯SEM圖(a)載銀磷酸鋯/PET復(fù)合樹脂切片TEM圖，(b)復(fù)合纖維SEM圖（載銀磷酸鋯:1%,