负离子功能纤维与纺织品研究进展

负离子功能纤维与纺织品研究进展 ,,,,现代服装纺织高科技发展研讨会 北京,,,,(,(,,(,, 负离子功能纤维与纺织品研究进展 李青山王庆瑞 王善元 东华大学 燕山大学高分子材料系 燕大奇才科技开发公司 摘要:综述了释放负离子功能纤维织物的国内外发展，报告了负离子与人们健康保健的关系(论述了负离子产生的机理、负离子纺织品的制备方法，国内外负离子纺织品的开发与应用现状，及目前尚存在的问题。指出负离子纺织品不仅能改善空气环境，且具有良好的医疗保健功能，是一种随身携带的负离子发生器。开发研制奇才系列负离子纺织品具有较高的经济价值和重要的现实意义。 关犍词:负离子纤维，功能纺织品，蛋白石，电气石，奇才石，负离子添加剂 随着社会进步，工业化程度的日益提高，环境的污染越来越严重，空气中负离子数越来越少。而科学技术的进步和社会经济的发展又增强了人们的保健意识。当空气负离子的作用机理日益被认清之后，一种具有负离子功能的纤维，与纺织品一样能改善环境的功能纤维吸引了国内外学者对其进行研究和开发。负离子纤维及负离子纺织品作为新的一类功能性产品必将得到发展。本文在综述国内外负离子功能纤维纺织品基础上，介绍一种我们发现的新的由蛋白石为基本成分的奇才系列负离子添加剂及由此创制的负离子功能纤维与织物。,,,,,, 负离子与健康的关系 ,(负离子含量与人体健康的关系 此外负离子还可以对血液有一定的净化功能，细胞复活的作用，增加人体的抵抗力，自律神经的作用，例外还可以除去个各种味道(，较强的吸附作用。 负离要做出负离子纺织品就必须根据负离子产生的机理为纺织纤维选择合适的添加剂，目前主要添加剂有以下四种，如表,。,,,,现代服装纺织高科技发展研讨会 北京,，,,,,(,(,,(,, 衰,可以释放负离子的功能材料 名称 组分及特征 奇冰石 主要含硼、少量铝、镁、铁、锂的环状结构的硅酸盐 电气石 (,,，,,)(,,，,,),,,,,,,,,(,，,,，,),,的三方晶系硅酸盐 蛋白石 含水非晶质或胶质的活性二氧化硅，还含有少量,,,,,、,,,,,、,, 和有机物等 奇才石 硅酸盐和铝、铁等氧化物为主要成分的无机系多孔物质 古代海底矿物层 硅酸盐和铝、铁等氧化物为主要成分的无机系多孔物质 ,负离子产生的机理 空气中的分子和原子在机械、光、静电、化学或生物能作用下会发生空气电离，其外层电子脱离原子核，失去电子的分子或原子带有正电荷，我们称为正离子或阳离子。而脱离出来的电子再与其它中性分子或原子结合，使其带有负电荷，称为负离子或阴离子。得到电子的气体分子带负电，称为空气负离子。由于空气中离子的生存期较短，不断有离子被中和，又不断有新的离子产生，因此空气中正、负离子的浓度不断变化，保持某一动态平衡。如图,。 一?, ? ? ? 澎,， ? ,《 :, ? 全,，( ,, ? 图,空气中,,,,(,,,)一, 的构造 空气负离子的保健作用，已为众多研究者所验证，又被人们称之为“长寿素”或“空气维生素。基于使空气电离能产生负离子的原因，目前国内外研究的负离子纤维或纺织品都借助于某种含有微量放射性的稀土类矿石或天然矿物质，采用不同技术添加到纺织材料中，使之具有发生负离子的功效。这种含天然钍、铀的放射性稀土类矿石所释放的微弱放射线不断将空气中的微粒离子化，产生负离子。考虑到安全性，研究者更为看好电气石、蛋白石、奇才石等自身具有电磁场的天然矿石。此种矿石是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂环状结构的硅酸盐物质，具有热电性和压电性。当温度和压力有微小变化时，即可引起矿石晶体之间电势差(电压)，这个能量可促使周围空气发生电离，脱离出的电子附着于邻近 的水和氧分子使它转化为空气负离子。国内给电气石冠以“奇冰石”的商品名。而国外称电气石为托玛琳，即,,,,,,,,,,的音译名。还有其它一些物质，如蛋白石、珊瑚化石、海底沉积物、海藻炭等，这些物质 ,,都具有永久的自发电极，在受到外界微小变化时，能使周围空气电离，是一种天然的负离子发生器。”。,,,,,,,,现代服装纺织高科技发展研讨会 北京,,,,(,(,,(,,,负离子纤维、功能纺织品的加工方法 负离子纤维、功能纺织品的加工方法主要可分为,类:一类是应用具有产生负离子的添加剂纺制成纤维，另一类是通过织物的后整理来使纺织品具有产生负离子的功能。 负离子纤维产生于,,世纪,,年代末期，由日本首先发表相关专利。其主要的生产方法大致可分为表面涂覆改性法、共混纺丝法、共聚法、浸轧烘燥法、涂覆固化法、浸渍法等后整理技术等。国内有吉林化纤、齐鲁化纤、上纤一厂、新乡化纤等试生产负离子涤纶、腈纶、丙纶和黏胶纤维，东华大学和燕山大学也试纺成功了丙纶、涤纶、腈纶、黏胶纤维等，广东佛山茵明高分子材料研究所试制成功了释放负离子人造头发、鞋用材料、旅游用纤维材料。 日 ”，,,本广泛采用后整理技术开发负离子纺织品。如日清纺公司的“，,,,,,,,,,, ,,,,,,公司推出的以“,,,,,,,”冠名的负离子整理织物，东丽工业公司开发的新型后整理技术”,？,,,,,,”，,,,,,,,纤维公司的“森林浴纤维”等。后整理技术的优势在于可应用于所有类型的纺织面料，且工序简单，不同于常规将矿物质混入纱线的工艺。北京铜牛有限公司和香港驻成都办事处成都海蓉特纺有限公司都采用茵明高分子材料研究所研制，燕山大学国家大学园区燕大奇才科技开发公司所提供的奇才系列的负离子添加剂。用上述工艺进行生产，试验，取得庭好的效果。燕山大学与铜牛集团试制成功的释放负离子针织面料，加工的睡衣、童装负离子数在,,,,，,;,,以上。,世界负离子纤维、纺织品的开发与应用 日本作了大量的负离子纤维、纺织品的研究工作。有多篇专利发表和多种产品问世。据日本专利检索显示，自,,,,年以来以负离子为关键字的条目近,,,件，其中负离子用于纺织方面的专利约占了全部的三分之一。从专利申请的趋势，可以看出负离子纺织品在日本将有很好的发展势头。欧美市场也有负离子衬衣、睡衣等纺织品面市，价格在,,(,,,美圆。后整理技术的普遍应用，负离子发生纤维材料的不断开发，拓宽了负离子纤维、纺织品的应用领域。所开发的负离子面料具有与肌肤接触柔软、耐水洗性好、负离子发生效果明显等优点，广泛用于服用、家居用和医用等。添加了磁性、适量的放射线和红外线放射物质的负离子床上用品，其产生的负离子、微磁性及红外线能促进人体血液循环，帮助睡眠，更增强了产品的保健效果，日本的家庭或医院大量使用这种床上用品。日本,,,,,,公司开发的海藻碳纤维，具有远红外放射功能和发生负离子的功能。其制成品:睡衣、运动护身带、袜子、内衣、床上用品、室内装饰物等服用纺织品和家庭用纤维制品现己投放日本与东南亚市场市场。„”,,,〕,中国负离子纺织品的开发与应用 中国开发生产释放负离子功能纤维还主要是化学纤维这一块，使用无机矿物粉体做成母粒，采用共混法或共聚法进行纤维改性;合成纤维以研究为多，包括:涤纶、腈纶、锦纶、丙纶和,,,薄膜、纤维等。开发了负离子远红外线功能纤维、奇冰石纳米涤纶负离子纤维、释放负离子丙纶等。该纤维的制成品如壁纸、窗帘等，能不断地释放负离子，制成毛巾、服装、床单等家用纺织品具有保健和环保双功 ,,,,,,),现代服装纺织高科技发展研讨会 北京,,,,(,(,,(,,能。 上海石化公司开发的命名为“奇异纤维”的负离子纤维，可作为填充料用于医疗纺织品和床上用品、汽车座椅的内芯，也可纺成纱线，用于制作服装和室内装饰织物等，一些大的公司如:金士吉、雅芳婷、天年等都有自己的品牌。与日本相比，我国开发和应用负离子纺织品的工作，无论是基础研究还是应用研究，目前尚处于初级阶段。但是我国有丰富的矿产资源，在新疆、内蒙古、辽宁、黑龙江、广西桂林和云南等地发现了丰富的电气石矿、蛋白石矿等可以释放负离子的矿产，充分开发利用这一自然资源，深人研究负离子在纺织领域的应用，开发和研制更多的保健型负离子纺织品，具有很大的经济价值和广阔的市场前景。,奇才负离子添加剂应用研究 表,是奇才负离子添加剂的测试结果。表,水洗对负离子浓度的影响。 裹,在不同的纤维织物释放负离子数 纤维织物 负离子数,?,,,,, 丙纶初生丝 舢 ? 丙纶卷绕丝,,, ,,,,, 姗? 腈纶初生纤维,,, ,,,,, 涤棉印花布 混纺布整理 混纺布印花 姗删删删 ?胪胪胪 注(,):上海中国化纤产品检测中心测定;(,)北京中国纺织科学研究院国家棉纺织产品质量监督检测中心测定:(,)其余试样由日本,,,，,,公司,,(，,,离子测定仪测定。 表,水洗对负,,〔,,浓度的影响 水洗次数 , ,, ,, ,, ,, ,, 红色印花布 ,,,, ,,,, ,,,, ,,,, ,,,, ,,,, 紫色印花布 ,,,, ,,,, ,,,, ,,,, ,,,, ,,,, 经清华大学生命有机磷教育部重点实验室测定，负离子纤维能够有效的抑制和杀灭细菌，尤其是对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌、枯草杆菌具有很好的抗菌作用。表,到表,列出了清华大学生命有机磷教育部重点实验室的检测报告:,,,,现代服装纺织高科技发展研讨会 北京,,,,(,(,,,,, 表,定时暴露法测试试样的抗菌率(,) 表,奎因法测试试样的抗菌率(,) 参比 ,,(, ,,(, ,,(, 试样,水洗,次 ,,(, ,,(, ,,(, 试样,水洗,,次 ,,(, ,,(, ,,(, 试样,水洗,,次 ,,(, ,,(, ,,(, 试样,水洗,,次 ,,,, ,,(, ,,(, 试样】水洗,,次 ,,(, ,,(, ,,(, 试样,水洗,,次 ,,(, ,,(, ,, , 试样,水洗,,次 ,,(, ,,(, ,,(, 试样,水洗,,次 ,,(, ,,(, ,,(,,,,,现代服装纺织高科技发展研讨会 北京,,,,(,(,,(,, 塞:壅矍生鎏鲨型堇堕整璺墼～全, 菌种 金黄色葡萄球菌 大肠杆菌 白色念珠菌 枯草杆菌 (,,,,,,,,)(,,,,) (,,,,，)(,,,,,,,,) 零接触时间样品细菌 ,,小时样品细菌含量 细菌减少百分率 含量(;,,,，,,) (;,,,,,) (,) 试样, 试样, 试样,试样, 试样， 试样, 由上表可得看出，织物在水洗,,次后，其抗菌性没有减少，说明奇才负离子添加剂由很强的附着能力(具有很强的抗菌持久性，解决了历年来抗菌性因水洗次数的增加而减少的难题。,,,,年,,月在北京，河北省科技厅组织专家对燕山大学、燕大奇才科技开发公司等单位完成的“嫩江蛋白石页岩超细粉开发与应用研究”项目子课怎„释放负商予功能性添加剂的研究》进行了科技成果鉴定。鉴定委员会听取了研制单位的研究工作报告、研究技术报告、技术查新报告、检测报告和用户使用意见，审阅了相关资料，进行了提问，并听取了研制单位的答辩。经认真讨论，形成如下鉴定意见: ,(研制单位提交的鉴定技术资料、齐全，符合鉴定要求。 ,(该项目从嫩江地区特有的天然特殊功能矿物材料一嫩江蛋白石页岩中分离出多孔材料，以干法超细粉体制备方法与介 孔材料复合制成具备释放负离子、吸附和抗菌三重功能的添加剂，制备工艺合理、技术先进、具有创新性。 ,(利用该功能性添加剂对纺织纤维进行改性，创制出能够释放负离子的抗菌纤维织物。试制样品的负离子释放量达到,,,,—,,,,个，;,,。 ,(通过改性、超细化、表面处理、复合等深加工手段，创制出,系列功能高分子产品、精细化工,,,,,,,现代服装纺织高科技发展研讨会 北京,,,,(,(,,,,,产品和日用品。 ,(将该功能性添加剂加入到内墙涂料中，对甲醛、氨、苯等有害气体有明显的去除效果，达到,,,,,,,(,,,,《室内空气质量》允许值的规定。 ,(该项目以天然无机非金属矿物为原料制成的功能性添加剂，应用领域广泛，市场潜力巨大，可产生重要的社会效益和经济效益。 该项目开发的添加剂具有释放负离子、吸附和抗菌三重功能，产品性能优良，制备工艺先进，具有创新性，技术处于国内先进水平，产品达到了国际同类产品的先进水平。,结束语 在森林或瀑布周围因存在大量的负离子，人们的心情会很舒畅，而在空气污染的地带和室内等，因存在大量的正离子，人们会感到郁闷、易烦躁。把负离子纤维、功能性纺织品带进日常生活，是“回归自然”。由于其具有众多的优良性能，使它在装饰、产业、服用三大领域有着广阔的市场，是身处,,世纪追求 “健康、环保”的人们的新宠。考虑到人们日益增长的健康需求，开发施放负离子纤维、功能保健型纺织品将成为纺织服装业发展的方向与趋势。国外已经在这方面取得了显著的成绩，国内工作还仅仅是开始，充分利用我国资源丰富、市场广阔的有利条件，积极开发具有高附加值和高科技含量的新型负离子纤维、保健纺织品，具有重要的现实意义。 参考文献, 刘勇等空气负离子的生物学效应，国外医学:医学地理分册，,,,,(,):,,—,,(,姚鼎山(环保与健康新材料一托玛琳(上海:中国纺织大学出版社，,,,,(,李青山乙烯基共聚物，蒙脱石纳米复合材料研究【,】东华大学博士,,,,(,, ,本,,(,,,,,,株式会社。机能性人工陶瓷粉末(,,,,,,,,)染化杂志，,,,,(,,):,,—,,(,段菊兰等(负离子纤维的性能与应用(金山石油化纤，,,,,(,):,,—,,(,毕鹏宇陈若华李汝勤负离子纺织品及其应用的研究【,】纺织学报,,,, ,,(,):,,,,,,,高继成离子纺织品的开发与应用〔,】实用技术,,,, ,(,):,,,,,,李青山 一种天然纳米材料的发现与应用【,】中国非金属矿业导刊,,,,，,(,):,,,,,,(绕剑辉负离子纤维在非织造领域的应用〔,】北京纺织,,,, ,(,,):,,,,, ,,苍风波负离子添加剂在涂料中的应用【,】中国涂料,,,,(,):,,,,, , ,段菊兰王濂生徐晓辰负离子纤维的性能与应用，,】金山油化纤,,,,(,):,,,,, ,,(陈芸负离子纺织品产品的开发【,】印染,,,,(,):,,,,, ,,(张艳陈跃华等负离子纺织品的研究与应用【,】上海纺织科技,,,, ,,(,):,,,,, ,, ，,,,,,,,,,,,,,,, ,,;(,,,,,;,,,,,,;,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,【,,，,, ,,,,,,,,,,,,(,,,,),,:,,,,,,, ,,(田中敦桥本贵史于,粒子无机抗菌剂〔,,,,, ,,,,—, ,加工技术,,,,，,,(,):,,, ,,,,,,,现代服装纺织高科技发展研讨会 北京,,,,(,(,,(,,,,李青山高洁王庆瑞一种新型负离子纤维与织物的研究进展【;】全国第三届功能纤维织物与纳米材料应用学术研讨 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,,,,,,,,,(,,, ;,,,,,, ,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,, ,,, ,,, ,,,, ,,,,,,,,(,,,;,,,,;,,,,;,,,,, ,,, ,,,,,;, ,, ,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,, ;,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,, ,,, ,,,,, ,,,,,,(,,,,,,,,, ,,,,,,,, ,;,,,,,; ,,,,,,, ,,, ,,,;,,;,, ,,,,,,,;,,;, ,, ,,,,,,,,—,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,,, ,,, ,, ,, ,;,,,,,,(,,,,,,,,,,,, ,, ,,, ,,, ,,,,,,,,:,,,,,,,, ,,, ,,,,,;,,,;,,,,,, ,,,,,,,;,,,,;,,,,,,,,,,;,,;,,;,,,,,,,,负离子功能纤维与纺织品研究进展作者: .