纳米材料怎么应用在聚酯纤维上

纳米技术这几年的进步发展迅速，有人疑问，纳米材料怎么应用在聚酯纤维上呢？

一批通过共混、复合纺丝或后整理加工等技术制造的含纳米材料的功能性PET纤维相继面市，其中如吸收远红外线、抗紫外线、抗菌、防臭、磁性、 亲水亲油、发光、防辐射、变色、芳香、耐热、阻燃、 抗静电、 导电等不同功能的 PET纤维已引起了众多消费者的关注。这些高附加值的功能性PET纤维的开发，不仅为众多的生产厂家带来了丰厚的利润，也促进了聚酯纤维业的进一步发展。

1.远红外PET纤维

利用无机纳米材料吸收远红外线的特性，在PET 纤维的纺丝过程中添加远红外剂如氧化锆纳米材料等，可制得永久性远红外PET纤维。远红外PET纤维的特殊功能与远红外剂的添加量成正比，通常添加量只要达到1％， 就可发挥放射远红外线的效果。所用的添加剂辐射率一般在88％以上，大于90％效果更好。由于添加剂本身的颜色大多为深色，对纤维的白度造成影响，所以这类纤维主要用作保暖性填充材料。

随着纳米材料加工技术和纺丝生产技术的不断发展，远红外PET 纤维的开发正朝着长丝化、细旦化、复合化发展。该类纤维的温升效果通常可达2￣5℃，目前开发的远红外纤维产品还可用于制作兼具抑菌、防臭、保温、保健多种功能的被子、垫被、毛巾与内衣等。

东丽公司与ESN公司共同开发的“karunsorm”涂层PET纤维织物， 采用了吸收贮存太阳能的技术和感温变色技术。该织物具有低温吸收太阳能的能力。由于该织物表面涂有热敏性涂料，因而，当外界气温低于0℃时，织物变成黑色， 能够大量地吸收太阳能；当外界气温高于5℃时，织物变成白色， 能够有效地减少对太阳能的吸收。

帝人、钏纺、龙尼吉卡等公司都了各类相关产品。

上海东华大学利用纳米技术开发出远红外合成纤维，具有较好的蓄热保温效果，可增加人体血液循环，起到防病保健等功效，该纤维制品现已批量投放市场。

2.防紫外线PET纤维

防紫外线PET纤维是在聚合或纺丝过程中， 将具有紫外线吸收或反射作用的无机纳米材料混入聚合物熔体中，然后通过纺丝加工而成。作为紫外线屏蔽添加剂使用的无机纳米材料，主要有二氧化钛、氧化锌、三氧化二铝、氧化锰等金属氧化物，这些添加剂的主要作用是能够有效屏蔽对人体产生伤害作用的波长在200￣ 400μm 范围内的紫外线，数据表明当选用的添加剂粒径在0.2μm以下时，对紫外线的屏蔽能力最强，可吸收95％以上的紫外线。

日本在开发防紫外线PET纤维技术方面一直处于世界领先地位， 其中可乐丽公司是最早开发防紫外线PET纤维的生产厂家，该公司于1991年9月率先推出了防紫外线PET纤维，该纤维通过采用特殊无机纳米材料进行共混纺丝生产而成， 不仅能够防晒，屏蔽97％以上的紫外线，而且还能够阻止热辐射并抑制服装内温度的升高。帝人、尤尼吉卡、东洋纺、三菱人造丝、钟纺、大和纺等公司也相继开发出相关产品。

德国汽巴与合作公司利用特殊的无机纳米材料联合开发出了具有屏蔽紫外线功能的聚酯／棉混纺织物，经30次水洗后，防日晒指数(SPF)仍在40以上。 此产品对人体无危害，使用废弃后无生态问题。丹麦某公司利用特殊的无机纳米材料生产的聚酯／莱卡混纺和聚酯／棉混纺两种阳光选择织物(Sunselect)， 已分别在德国获得了独家使用权。

我国在防紫外线PET纤维开发应用方面也取得了很大的进展。 目前国内一些高校和企业如上海东华大学、上海第十七化纤厂等单位都在从事防紫外线PET 纤维的开发，特别是天津石化公司研究所研发成功的抗紫外涤纶长丝，生产技术难度相当大，在国内处于领先地位。

3.抗菌、消臭PET纤维

抗菌、消臭PET纤维一直是近年来许多国家生产开发厂商关注的热点， 聚酯中添加抗菌剂及消臭剂的技术发展也很快，特别是掺入无机活性炭、磷酸锆、磷酸锌、三聚磷酸二氢铵、硫酸铝、金属铜等消臭剂，以及添加各类纳米金属化合物、银、玻璃粒子、活性沸石等抗菌剂的生产技术已十分成熟。日本在此领域的开发应用起步较早，采用了多种多样的生产方法，开发出很多品种。

东洋纺公司现已成功地开发出了"Bactekill”聚酯抗菌纤维。该纤维采用最新研制的无机纳米材料与聚酯混纺制成，其抗菌效果和白度均优于目前市场上任何一种抗菌PET纤维。同时，他们还先后研制出了无机纳米材料系列抗菌剂， 其中所开发的内含金属银离子的无机纳米材料抗菌剂尤为突出。

日本帝人公司采用东亚合成化学公司含银的高性能无机抗菌剂，分别通过精炼等方法，开发出了一系列抗菌、消臭PET纤维。此外，该公司开发出的新型消臭PET 纤维“FreshgruⅡ”，消臭效果以及耐久性均比该公司已开发的消臭涤纶纤维有很大提高。

柯尼巴、Komatsu Serien、可乐丽、武田药业、尤尼吉卡、钟纺等公司也相继开发出相关产品。

我国在抗菌消臭PET纤维方面的开发最初采用后整理加工技术， 后经科技人员的努力研究，通过将纳米材料加入聚合物内共混，成功地开发出了具有永久性抗菌性能的PET纤维。据报道，目前国内许多科研机构和厂商都在开发该类纤维。

4.磁性PET纤维

20世纪80年代初，一些先进国家就已开始研究磁性PET纤维， 并且取得了一定的进展。英国、日本等国的开发厂商将具有一定磁场强度的聚酯磁性纤维交织制成服装、保健用品，其中，帝人公司于1984年开发的磁性纤维工艺具有一定的代表性。该纤维通过在聚酯熔体中加入高浓度磁粉制成，磁粉在纤维中的重量为60％￣85％，为了提高磁粉和聚酯熔体的相容性，通常用偶联剂对磁粉进行表面处理，使悬浊纺丝液充分混匀。

磁性PET纤维以单丝、束丝制成短纤维使用，该类纤维可卷曲，或不卷曲加工；可以混纺或纯纺成纱。磁性纱可以用来织成特定要求的织物，而这种织物可以被制成磁性护膝、磁性背心等磁疗用品，用于高血压、风湿性关节炎患者的保健用品；也可以被加工成磁性拉链、磁性罩单、磁性过滤材料以及磁性检测元件、磁石等一系列工业用磁性制品。基于磁疗机理和应用技术的进步，磁性纤维今后将会得到不断进步，新型磁性PET纤维用品将扩大其应用范围。

5.超悬垂性PET纤维

近年来超悬垂性PET纤维的开发已成为其改性的一个方向。超悬垂性PET纤维就是在聚合物熔体中均匀混入高密度的无机纳米材料，从而提高纤维的密度，使织物具有良好的悬垂性，这类纤维添加剂主要是碳化钨等高密度的无机纳米材料。

东洋纺公司在推出采用无机纳米材料制成的良好触感和悬垂性聚酯织物 "Louvro" 的基础上， 又推出了用特殊的无机纳米材料制成的扁平截面聚酯长丝“ Ohdus"。由它制成的织物具有优良的悬垂性、干爽清新的触感、光滑的手感以及优雅的色泽。日本还有许多厂商从事这方面的开发，如可乐丽公司的"XY-E"，旭化成的"Gulk"和东洋纺的"Pyramida1"等。

6.微孔PET纤维

在聚酯纺丝熔体中加入一定量的无机粒子进行纺丝，拉伸后经碱减量处理除掉无机粒子，使纤维表面留下微孔。利用微孔的毛细管作用，有效改善纤维的吸湿性，以获得凉爽的手感。

三菱人造丝公司制造了高吸水性和凉爽手感的含微孔的中空超细纤维，该纤维在制造中添加0.4％￣5％平均粒径0.02￣0.3μm的碳酸钙粒子，胶体状的碳酸钙粒子与聚酯熔融纺丝，制得中空度大于25％的中空纤维。然后经碱减量处理10％后，在纤维表面便会形成凹凸结构及沿轴向1￣15μm、径向1￣7μm 贯通中空部分的微孔，从而使PET纤维具有良好的吸湿、导湿性及于爽的手感。

7.不透明PET纤维

PET纤维本身具有一定的透明性，对于采用较细的PET纤维织造的薄型织物，其透明性在某些场合成为缺点，为克服这个缺陷而开发的不透明PET 纤维目前已应用在内衣、游泳衣等领域。

不透明PET 纤维的制造一般是将二氧化钦等无机白色纳米材料添加到纺丝熔体中去，但为了获得良好的不透明性，在增加纳米材料添加量的同时，应考虑该类纤维对纺丝性能、设备磨损和纤维质量等方面的影响，同时需要采取一定的手段加以克服。

尤尼吉卡公司采用皮芯复合纺丝的方法制成了不透明的聚酯复合纤维。该复合纤维采用同心圆皮芯复合纺丝法，芯部含6％-20％的二氧化钛，壳部含小于0.5 ％二氧化钛时不透明性较好，壳部的含量必须小于0.5％，否则磨损将增加。 该纤维具有良好的不透明性和防污性。

8.其他添加无机蚋米材料的功能PET纤维

近年来，许多国家的生产厂商利用纳米材料的不同功能，已先后成功开发出了许多功能性PET纤维产品，其中如抗静电PET、导电PET、防切割PET、阻燃PET、 变色PET、防辐射PET纤维等。这些纤维生产技术基本上与上述纤维的制法相同。

综上所述，纳米材料具有多方面的独特性能，利用纳米材料的特殊性能，改善和提高PET的特性和功能，进行新产品的开发，将是我国众多PET生产厂家面临的重要课题。