【集萃網(wǎng)觀察】(一)納米材料
納米粒子是指顆粒尺寸為納米級(jí)的超細(xì)微粒。它的尺寸大于原子簇小于通常的微粒，在l～l00nm之間。
納米材料又稱為納米結(jié)構(gòu)材料，是指顆粒尺寸在1-l00nm之間的粒子凝聚而成的塊體、薄膜、多層膜和纖維。納米結(jié)構(gòu)材料是把許多的缺陷如晶界引人原來的完整晶體，使得坐落在這些缺陷的核心區(qū)的原子的體積分?jǐn)?shù)變得可與坐落其余晶體中的原子的體積分?jǐn)?shù)相比擬，從而產(chǎn)生的一種新型固體。
由于納米粒子電子能級(jí)的不連續(xù)性、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)的作用，納米粒子具有許多特殊的性能。
納米微粒尺寸小，表面能高，位于表面的原子占相當(dāng)大的比例。隨著粒徑減小，表面原子數(shù)迅速增加。這是由于粒徑小，表面積急劇變大所致。例如，粒徑為I0nm時(shí)，比表面積為180m2/g，粒徑下降2nm,比表面積猛增到450m2/g。這樣高的比表面積，使處于表面的原子數(shù)越來越多，同時(shí)表面能迅速增加。
納米粒子的一個(gè)最重要的標(biāo)志是尺寸與物理的特征量相差不多，例如，當(dāng)納米粒子的粒徑與超導(dǎo)相千波長(zhǎng)、玻爾半徑以及電子的德布羅意波長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，小顆粒的量子尺寸效應(yīng)十分顯著。與此同時(shí)，大的比表面積使處于表面態(tài)的原子、電子與處于小顆粒內(nèi)部的原子、電子的行為有很大的差別，這種表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)對(duì)納米微粒的光學(xué)特性有很大的影響，甚至使納米微粒具有同質(zhì)的大塊物體所不具備的新的光學(xué)特性。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
一是寬頻帶強(qiáng)吸收。大塊金屬具有不同顏色的光澤，這表明它們對(duì)可見光范圍各種顏色(波長(zhǎng))的反射和吸收能力不同。當(dāng)尺寸減小到納米量級(jí)時(shí)各種金屬納米微粒幾乎都呈黑色，它們對(duì)可見光的反射率極低，例如，鉑納米粒子的反射率為1%，金納米子的反射率小于10%。這種對(duì)可見光低反射率、強(qiáng)吸收率導(dǎo)粒子變黑。
納米氮化硅、碳化硅及氧化鋁粉對(duì)紅外有一個(gè)寬頻帶強(qiáng)吸收譜。這是因?yàn)榧{米粒子大的比表面積導(dǎo)致了平均配位數(shù)下降，不飽和鍵和氫鍵增多，與常規(guī)大塊材科不同，沒有一個(gè)單一的、擇優(yōu)的鍵振動(dòng)模，而存在一個(gè)較寬的鍵振動(dòng)模的分布，在紅外光場(chǎng)作用下它們對(duì)紅外吸收的頻率也就存在一個(gè)較寬的分布，這就導(dǎo)致了納米粒子紅外吸收帶的寬化。
二是藍(lán)移現(xiàn)象。與大塊材料相比，納米微粒的吸收帶普遍存在"藍(lán)移"現(xiàn)象，即吸收帶移向短波方向。例如，納米碳化硅顆粒和大塊碳化硅固體的紅外吸收頻率峰值分別是 814cm-1和794cm-1。納米碳化硅顆粒的紅外吸收頻率較大塊固體藍(lán)移了2Ocm-1。納米氮化硅顆粒和大塊氮化硅固體的峰值紅外吸收頻率分別是949cm-1和935cm-1，納米氮化硅顆粒的紅外吸收頻率比大塊固體藍(lán)移了14cm-1。利用這種藍(lán)移現(xiàn)象可以設(shè)計(jì)波段可控的新型光吸收材料，在這方面納米微�？梢源箫@身手。
納米顆粒材料在電學(xué)方面頗具特點(diǎn)。由于量子效應(yīng)可使導(dǎo)體變?yōu)榉菍?dǎo)體，吸收電磁波(從光子到微波)而成為良好的吸波材料。納米材料的這一特性在軍事偽裝領(lǐng)域展示了一個(gè)美好的發(fā)展前景。
納米材料用于偽裝，主要是利用其寬頻帶的吸收電磁波的性能，甩以做成偽裝涂料或涂層，也可以將具有光學(xué)、熱紅外和微波的吸收效果用于偽裝網(wǎng)的制造中。納米材料的應(yīng)用，也使得具有寬波段吸收效果的氣溶膠能成為現(xiàn)實(shí)，這一成果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了錫箔條能對(duì)雷達(dá)產(chǎn)生干擾這一發(fā)現(xiàn)的意義。所有的成像觀察器材都不能透過這種氣溶膠屏障。 納米材料具有固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)幾種不同的生成方法，但在目前均不能形成大批量生產(chǎn)的能力。所以當(dāng)前要解決的問題，除了納米材料本身的機(jī)理和應(yīng)用理論研究外，制造方法和工藝也是一個(gè)急需解決的問題。有資料表明，俄羅斯在采用急冷法制取鎢、鈷超微粒細(xì)粉吸波材料方面居于領(lǐng)先地位。 （二）納米級(jí)涂料印染粘合劑的優(yōu)點(diǎn)
1、"生根性"好
根據(jù)粘合劑理論，乳液粘合劑的粒子能夠進(jìn)人被黏物的內(nèi)部"生根"時(shí)，黏合效果非常好，如圖1所示。 對(duì)于涂料印染而言，粘合劑粒子進(jìn)人纖維內(nèi)部‘生根’時(shí)，黏合牢度高。經(jīng)電子顯微鏡對(duì)各種纖維表面進(jìn)行掃描發(fā)現(xiàn)，幾乎所有纖維表面都有300nm寬的溝紋。普通乳液粘合劑粒子不能進(jìn)到溝紋中，而納米級(jí)乳液粘合劑粒子直徑較小，例如70nm粒徑，可以進(jìn)人纖維中"生根"。納米級(jí)乳液粘合劑粒子電鏡照片如圖2所示，粒子照片底片放大倍數(shù)為4萬倍。
從圖2可以看出，粘合劑粒子粒徑均小于100nm，平均粒徑為70nm。 2、粘附性好
涂料印染粘合劑的Tg＜-2O℃，從Tg看，屬于壓敏膠范圍粘合劑，要求黏附性好。該粘合劑粒子在印染過程中，其粒子并未被破壞，180℃焙烘后觀察電鏡粒子結(jié)構(gòu)仍然完好存在。在粘合劑用量相同條件下，粒子個(gè)數(shù)越多，粒子表面乳化劑覆蓋率越低、粘合劑性能越好。納米級(jí)乳液粘合劑粒子數(shù)比普通粗粒乳液粘合劑粒子數(shù)多l(xiāng)000倍以上，乳化劑覆蓋率少10倍左右，因而黏合性能非常好，詳見表1所示。
表 1 納米級(jí)乳液與粗粒乳液對(duì)比 3、穩(wěn)定性好
乳液穩(wěn)定性與粒徑大小有重要關(guān)系。粒徑越大布朗運(yùn)動(dòng)越慢，沉降速度越快，乳液越不穩(wěn)定。根據(jù)愛因斯坦布朗運(yùn)動(dòng)公式和斯托克沉降定律，乳液粘合劑粒子粒徑與布朗運(yùn)動(dòng)、沉降運(yùn)動(dòng)關(guān)系如表2所示。
表2 乳液粒子粒徑與布朗運(yùn)動(dòng)、沉降運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 從表2可以看出，當(dāng)粒徑為100nm時(shí)，每秒布朗運(yùn)動(dòng)路程為655nm，而沉降距離為0.01265nm，無規(guī)布朗運(yùn)動(dòng)是下降運(yùn)動(dòng)的6萬倍，因而不可能分層，穩(wěn)定性特別好。 [三]NMP納米涂料印花粘合劑
MMP生態(tài)型納米級(jí)涂料印花粘合劑是利用納米技術(shù)、高分子合成技術(shù)及生態(tài)技術(shù)研制的新產(chǎn)品。該產(chǎn)品以其優(yōu)異的色牢度，柔軟的手感賦予涂科印花以一個(gè)新的概念。
1、優(yōu)點(diǎn)
NMP同國內(nèi)外知名廠家的印花粘合劑相比，手感柔軟，酷似染料印花工藝的產(chǎn)品手感；色牢度高，NMP使用量低，大大低于同類產(chǎn)品用量便可達(dá)到生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn)"Oeko-Tex-Standard100"的要求；工藝性能良好， NMP因其納米級(jí)尺寸效應(yīng)，使粘合劑本身的耐剪切性能極為突出；印花時(shí)不嵌花網(wǎng)，可保證印花工藝的連續(xù)生產(chǎn)；生態(tài)性能優(yōu)良，NMP的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到"OeKo-Tex-Standard l00"的要求，滿足現(xiàn)代人對(duì)生態(tài)紡織印花產(chǎn)品的需求。
2、特性
固含量；40%±2%
pH值；6～8
粘度；≤160mPa·s
粒徑；＜100nm
3.工藝流程
制漿→網(wǎng)印→烘干→焙烘(170℃，3min)。
注意事項(xiàng):
(1)調(diào)制色漿時(shí)不要高速攪拌。
(2)若印花產(chǎn)品對(duì)刷洗牢度沒有特殊要求時(shí)，可取消焙烘工序。
4、推薦處方
涂科色漿；5%
NMP；20%(達(dá)到染料印花生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn))
15%(達(dá)到染料印花生態(tài)紡織品標(biāo)準(zhǔn))
增稠劑PTF；2%
水；殘量
5、色牢度(表3)
表3 色牢度 6、包裝、儲(chǔ)藏
NMP以5Okg塑科桶、200kg鐵桶包裝。NMP在5～30℃的溫度下可儲(chǔ)藏1年。 （四）NMD納米級(jí)涂料染色粘合劑
NMD納米級(jí)涂料染色粘合劑是利用納米技術(shù)、高分子合成技術(shù)及生態(tài)技術(shù)研制的高新技術(shù)產(chǎn)品。使用本產(chǎn)品的涂料染色紡織品色牢度高，手感柔軟，且達(dá)到生態(tài)級(jí)紡織品要求，增加其產(chǎn)品的出口競(jìng)爭(zhēng)能力。
l、優(yōu)點(diǎn)
NMD同國內(nèi)外名牌染色粘合劑相比，具有較好的手感，可與染料染色工藝的紡織產(chǎn)品相媲美；色牢度高，MID使用量低，大大低于同類產(chǎn)品用量便可達(dá)到生產(chǎn)紡織品標(biāo)準(zhǔn)"OeKo一Tex一Stan-dard 100"的要求，刷洗牢度尤為突出；給色量高，因?yàn)镹MD干燥后形成無色透明的膜，所以涂料色漿的顏色會(huì)不打折扣地體現(xiàn)在織物上，色澤鮮麗、飽滿；工藝性能良好，NMD的甲醛含量、重金屬含量及游離體含量極低，用它生產(chǎn)的紡織產(chǎn)品符合"OeKo一Tex一Standard l00"的要求。
2、特性
含固量；40%±2%
pH值；6-8
粘度；＞160mPa·s
粒徑；＜l00nm
3、工藝流程
制漿→軋染(軋余率60-70%)→預(yù)烘(兩組紅外線、一組熱風(fēng)) →焙烘(170℃，3min)。
注意事項(xiàng):調(diào)制色漿時(shí)不要高速攪拌。
4、推薦處方
涂料色漿；2%
NMD；5%
防泳移劑(平素馬v)；1%（也可不加）
水；殘量
5、色牢度(表4)
表4 色牢度 6、包裝、儲(chǔ)藏
mm以5Okg塑料桶、2叨峙鐵桶包裝。在5-30C的溫度下可儲(chǔ)藏I年。 來源: 印染在線 作者：張建春
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