纺织涂层材料研究的新进展纺织涂层材料研究的新进展许孟哲

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纺织涂层材料研究的新进展 几年前，涂层涂覆的功能性材料还普遍使用溶剂悬浮液。后来，这种方法逐步遭到非议，因为这种方法对健康和环境都会带来危害。 1999 年欧盟颁布了新的挥发性有机化合物排放指导标准，这个标准于 2005 年 10 月 30 日正式生效此标准把以前许多使用的溶液都列为禁止使用范畴，否则就需要全面配备空气过滤设备进行处理。在多数情况下，可以用水溶性溶剂进行替代。另外一种替代方法就是紫外线聚合涂覆方法，可以应用于热敏感性基层材料，如丙纶和涤纶。涂层中感光性能良好的化学物质在紫外线的照射下会分解，产生聚合反应，在聚合过程中，基质材料和 SSP 固态聚合物相粘合。这种工艺主要用于合成材料的涂覆生产过程，如聚氨酯和聚氯乙稀，很少应用于天然材料。德国邓肯多夫市的 ITCF 研究所正在进行研究，如果能够取得成功，这种状况可能会得到改变。这项研究不但研究纤维素的衍生工艺，科研人员还尝试利用衍生纤维素进行涂层实验，使用的是纤维素甲酸酯。在尼龙、棉纤维、聚酯纤维和聚酯超细纤维织物上进行的实验表明，这种方法生产的材料可以在户外使用。 泡沫技术 胶压层和粘合材料工艺中，比较新的方法是泡沫技术。这种方法适用于依靠长展幅机处理的工艺中。正如位于德国图宾根 CHR R. 伯特利西化工集团的哥哈特·伯劳姆博士所指出的，欧洲的涂层加工企业，对泡沫涂层生产技术有浓厚的兴趣。因为这种方法，在功能性涂层方面，能够给他们带来明显的市场优势。 共有三种泡沫得到应用。不稳定的泡沫涂在纺织品上，会立刻分解。因此，泡沫与浸渍处理无法用肉眼分辨，但这种方法生产成本低廉，原因是只进行单面涂覆处理。亚稳定泡沫材料也会产生分解作用，但泡沫清晰可见，例如，应用于室内装潢材料背面的防火涂层。稳定泡沫材料不会分解，能够形成多微孔的涂层，也可以是防水的，主要取决于应用的材料和采用的工艺过程。应用这种工艺的例子是，具有多个涂层的遮掩窗帘。 喷墨颜料技术 目前， ITCF 的科研人员，正在研制能够在喷墨颜料印刷生产中，用紫外线进行处理的染料配方。与传统的热溶性处理染料不同，能够应用紫外线进行处理的染料包括反应材料组、聚合材料组和成像引发剂。依靠紫外线将染料与纺织基层材料粘结在一起。正如 ITCF 瑞华·德斯耐德博士所指出的那样，在实验中，应用 Mimaki JV2-130 喷墨喷涂机和 ENCAD TX1500 喷涂机，在棉、涤纶和粘胶材料上喷涂，并立即通过紫外线进行烘干，实验显示出了非常好的效果。从目前这种方法的实际情况看，只有蓝绿色和黑色的色彩饱和度、黑色的湿磨擦强度还需要进一步改进。 纳米技术 到目前为此，陶瓷纳米材料的应用还很少。这类材料作为涂层中的功能性填补材料使用，可以提高耐磨性或热稳定性。目前， ITCF 正在对氧化铝、二氧化钛、二氧化硅和硅粉末改性材料做进一步的分析，以使其得到应用。 在大多数情况下，尤其是使用各种胶进行实验时，都经历了反复实验的过程。瑞士的胶生产商 EMS-Griltech 公司，利用公司的应用技术学院进行胶的实验并且改进其性能。他们发明了一种实验方法，可以评估胶在不同温度和压力下的性能。针对不同胶在特定的应用中，要进行分离力、以及表面结构、延伸和收缩等情况的测试，以确定最适合的胶产品。 怎样检测莲花效果呢？可以使用德国 ITV 研究所开发的再生程序，利用这个程序，可以对纺织面料和纱线的防水性、浸润性，以及自我清洁能力进行测试。在这个程序中，要将泥土颗粒均匀地铺在要进行测试的材料上，然后用大小水滴将材料打湿。在打湿材料前后，都要使用立体显微镜和数字成像设备对颗粒的集中情况和自我清洁效果进行测试。 时间就是金钱，即使在做实验过程中也是如此。 ITV 研究所采用时间跨度摄影术进行耐久性测试，通过这个实验，可以让生产商了解产业用纺织品在户外应用中的寿命情况，如遮阳蓬、活动式屋顶、屋顶结构的隔膜、充气屋和户外阳光屏蔽材料等。在模拟实验环境中，对于所列举的每种情况下，都要根据使用要求的不同，分别对材料的耐久性进行测试，采用时间跨度摄影术测试在预设的时间跨度内，织物是否能够达到设定的值。对于在户外使用的产业用纺织品来说，不仅要模拟气候条件，也要模拟使用地附近的工业环境。 ITV 正在就此研究相关的实验方法，并将其应用到产业用纺织品中。随后的分析研究还包括其它方面，如强力、弹力、脱胶、气体和液体的不透性、耐压性、毛细作用、表面退色情况，还包括材料表面成分作用的分析等。 建筑用纺织品 纺织品广泛用于日光屋顶覆盖。铺设的方法就如同将船帆完全伸展开一样，通常面积很大，用于露天大型运动场、各种建筑物或者相互邻近的露天建筑。材料的伸展性、耐久性和可操作性是经常需要考虑的因素，用户可以根据自己以往的经验得出相关的数据，并使用这些材料。 相变材料 在建筑业中，已经在使用相变材料，但对纺织领域来讲，使用相变材料还前所未闻。这种材料应用隔膜作为热能存储介质、温度调节器、防日照和防雨保护层。正如位于美国隆孟特市的纺织测试和创新研究所的巴巴拉·伯斯博士所强调的，热效率是相变材料涂层隔膜的一大优点，应用单层相变材料，可以代替目前使用的多层涂层结构，这样可节约大量的材料。材料的耐久性也明显提高，因为塑胶的采用极大地减少了温度波动造成的对材料的影响。最开始的包胶难题已经得到攻克，采用一种特殊的硅橡胶将要植入的相变材料包裹起来，使问题得到了解决。可以通过使用合适的硅胶将隔膜粘在一起。经证明，一种玻璃纤维织物尤其适合于作为基层材料使用，这种织物既保证了透明，又很容易清洗。 另一种创新，是在屋顶隔膜中的机织玻璃纤维面料上采用双峰聚四氟乙烯 (PTFE) 涂层。双峰意味着在涂层中包含大量的达到纳米水平的聚四氟乙烯颗粒。正如德国维塞达克 - 因杜德克斯 (Verseidag-Indutex) 有限公司的爱德华·鲍伯尼科博士所说明的那样，从长期来讲，涂层中裂缝和微小孔洞的形成，都可以通过采用双峰聚四氟乙烯涂层得到避免，材料表面会始终保持清洁。 位于德国鲍浩森的威凯化学品公司推出了一种新型的表面覆盖材料。这种材料在硅涂层中加入了硬质和软质的颗粒，这种结构可以产生类似莲花效应的效果。威凯公司称，经过初步实验表明，这种材料具有自我清洁功能。 前景展望 纺织品功能性涂层需要依靠不同领域的专业人士共同进行研究，只有通过相互之间的合作，才能最终取得商业上的成功。这一过程往往需要大量的投入，并花费大量的时间，才能最终推向市场，这也是大多数公司应该考虑的关键因素。从另一方面讲，这类高科技产品可以为欧洲纺织业的繁荣带来新的市场机遇，因为要模仿这类产品的生产，实在是太难了。

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