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保健紡織品測試范文1
關鍵詞:遠紅外紡織品; 遠紅外波長;法向發射率;遠紅外發射率;遠紅外輻射溫升
隨著國民消費水平的不斷提高,人們已不再滿足于“吃飽穿暖”的生活,對服裝的要求也不斷提高,對保暖、保溫服裝,更是要求擺脫臃腫、厚重的感覺,追求輕薄、時尚和健康;同時,由于生活節奏的加快,人們的鍛煉時間不斷減少,如何保健成為了人們關注的焦點。在這種趨勢的影響下,兼具保健與保暖作用的遠紅外紡織品成為了人們理想中的產品。
由于遠紅外紡織品外形及其他物理性能與普通紡織品無異,消費者很難鑒別其是否具有遠紅外性能,而目前國內關于紡織品遠紅外性能表征的標準及測試方法較多,各標準的要求及測試方法不盡相同,難以為消費者提供有效的指導。本文將從遠紅外紡織品的特征、作用機理及測試原理等方面分析相關測試方法與標準,為消費者解答疑惑,同時為遠紅外紡織品市場健康發展和質量監管盡微薄之力。
1 遠紅外紡織品特征及作用機理
1.1 遠紅外線的產生
紅外線又稱紅外光,指波長為0.75μm~1000μm的電磁波,具有較強的熱作用,在不同的領域對遠紅外線的劃分不同,在實際應用中通常把波長2.5μm以上的紅外線稱為遠紅外[1]。根據維恩位移定律,黑體輻射曲線的峰值波長與黑體的絕對溫度T的乘積是一個常數,即 λm?T=2898(μm?K)[2],這就是說溫度低于886.2℃的物體均在向外輻射遠紅外線。
1.2 遠紅外紡織品的特征
遠紅外紡織品與普通紡織品均向外輻射出遠紅外線,不同的是在相同的溫度下遠紅外紡織品的輻射功率更高。
斯特潘-玻爾茲曼定律指出單位面積輻射功率與自身絕對溫度的四次方及材料表面發射率成正比,即E=ε?σ?T4,其中σ為常數,這說明提高表面溫度、提高發射率和增大表面積可以提高物體的總輻射功率,對于紡織品而言,提高表面發射率和增大表面積是提高其遠紅外輻射強度的主要途徑。
目前市場上常見的遠紅外紡織品開發途徑主要是提高其發射率,一是在紡絲時加入金屬氧化物、陶瓷粉末等發射率很高的遠紅外發射體,制備遠紅外纖維;二是采用陶瓷粉末制成的整理液對紡織品進行整理[3-5]。
1.3 遠紅外紡織品的作用機理
根據基爾霍夫輻射定律,物體的輻射能力越大,吸收能力也越大,人體中含有60%~80%的水分,根據匹配吸收原理,當遠紅外波長與人體自身波長相對應時,身體可以吸收其遠紅外輻射。人體溫度一般為28℃~40℃,發射的遠紅外輻射主波長為10μm左右,5.6μm~15μm遠紅外線占總能量的整個人體50%以上,遠紅外紡織品在吸收外界熱量后輻射出的遠紅外波長為3μm~25μm,可以被人體所吸收,形成共振。遠紅外紡織品吸收身體的熱輻射,并以遠紅外形式反饋給人體,加速血液循環,達到保健和輔助醫療的效果[6]。
2 國內現行紡織品遠紅外性能相關標準分析
2.1 現行標準概況
目前我國與紡織品遠紅外性能測試相關的標準主要有4個,按實施日期先后分別是FZ/T 64010―2000(2014復審繼續有效) 《遠紅外紡織品》、GB/T 18319―2001《紡織品 紅外蓄熱保暖性的試驗方法》、CAS 115―2005《保健功能紡織品》、GB/T 30127―2013《紡織品 遠紅外性能的檢測和評價》,其中所涉及的測試方法可分為兩類,用于表征紡織品遠紅外發射性能的測試方法,以及用于表征紡織品遠紅外吸收性能的測試方法,其具體的測試項目及測試用儀器見表1。
2.2 遠紅外性能測試方法分析
2.2.1 紡織品遠紅外發射性能測試方法
目前用于表征紡織品遠紅外發射性能的測試方法有FZ/T 64010―2000和CAS 115―2005中的遠紅外波長、法向發射率,以及GB/T 30127―2013中的遠紅外發射率。
FZ/T 64010―2000要求遠紅外波長應為8μm ~15μm,CAS 115―2005要求為4μm ~16μm,對遠紅外紡織品的判定也有所不同,但FZ/T 64010―2000與CAS 115―2005中關于遠紅外波長、法向發射率的測試方法基本相同,均采用紅外光譜儀和黑體爐進行測試。其測試方法為:先采用100℃時黑體爐所發射的紅外線作為紅外光譜儀的遠紅外光譜儀的光源,測試黑體爐的法向發射率曲線,再用黑體爐將樣品升溫至100℃,測試樣品或比對樣的法向發射率曲線(如圖1),根據試樣與黑體爐發射率曲線的積分比值計算樣品的發射率,并根據曲線判斷遠紅外波長是否在可接受范圍之內[7-8]。由于FZ/T 64010―2000和CAS 115―2005中的遠紅外波長、法向發射率項目較為復雜,對儀器要求較高,故其測試成本較高。
圖1 遠紅外波長及法向發射率測試裝置示意圖
GB/T 30127―2013中的遠紅外發射率的測試與法向發射率的測試相似,不同的是其采用的是波長范圍為5μm~14μm的遠紅外檢測傳感器,在黑體倉內測試34℃時樣品發射率與標準黑體遠紅外輻照強度的比值[9]。
根據維恩位移定律,黑體輻射曲線的峰值波長與黑體的絕對溫度T的乘積是一個常數,即λm?T=2898(μm?K)[2],物體在溫度為100℃時發出的遠紅外線峰值波長為7.77μm,此峰值波長與物體材質并無很大的相關性,在實際檢測中也發現,在相同測試溫度的條件下,測試遠紅外波長均符合FZ/T 64010―2000與CAS 115―2005的要求,且峰型與主峰的位置幾乎一致,所以遠紅外波長這一項目對消費者并無多大參考意義。
法向發射率以及遠紅外發射率項目采用在相同溫度下,樣品發出的遠紅外輻射強度與標準黑體發出的遠紅外輻射強度的比值作為參考,根據大量數據來看,遠紅外紡織品與普通紡織品該指標相差較為明顯,可以作為鑒別遠紅外紡織品的有力憑證。
2.2.2 紡織品遠紅外吸收性能測試方法
目前用于表征紡織品遠紅外吸收性能的主要有GB/T 18319―2001中的紅外吸收率和紅外輻照升溫速率,以及GB/T 30127―2013中的遠紅外輻射溫升等3種檢測方法。
紅外吸收率指樣品在指定遠紅外輻照強度下所吸收的能量與總能量的比值,該指標并沒有直接的測試方法,而是通過遠紅外透射率與遠紅外反射率計算而來。GB/T 18319―2001中規定在保證電紅外輻射源主波長為2.4μm,試樣表面輻照強度為650W/m2的試驗條件下,采用檢測波長范圍為0.8μm~10μm的紅外輻射強度計檢測分別在樣品的正后方以及樣品與輻射源間25°位置測試樣品的遠紅外透射率和遠紅外反射率(如圖2),再通過公式αa=100-αt-αr計算出其遠紅外吸收率[10]。
圖2 遠紅外透射率(左)、遠紅外反射率(右)測試裝置
GB/T 18319―2001中的紅外輻照升溫速率與GB/T 30127―2013中的遠紅外輻射溫升測試原理及裝置(見圖3)基本相同,即在一定的輻照條件下測試樣品在一段時間的溫度升高值。不同的是GB/T 18319―2001要求的輻射源主波長為2.4μm,要求保證試樣表面輻照強度為650W/m2,而GB/T 30127―2013要求的輻射源主波長為5μm~14μm,僅要求輻射源功率為150W,距離為500mm;GB/T 18319―2001要求測試的是2s~9s內的升溫值,以計算升溫速率,而GB/T 30127―2013則是要求記錄30s內的溫度升高值;GB/T 18319―2001要求的點狀溫度傳感器直徑不大于0.7mm,示值誤差不大于0.01℃,而GB/T 18319―2001要求的點狀溫度傳感器直徑不超過0.8mm,示值誤差不大于0.1℃。
圖3 GB/T 18319―2001 紅外輻照升溫速率測試裝置
就原理而言GB/T 18319―2001中紅外吸收率項目所規定的測試條件穩定,可以保證測試的可重復性,可用于比較紡織品遠紅外性能的優劣;紅外輻照升溫速率可以客觀反映遠紅外紡織品的吸收性能,同時也保證了測試條件的可重復性。但GB/T 18319―2001依然存在許多問題:測試裝置中對溫度傳感器的技術要求難以達到,目前國內僅有寥寥幾家檢測機構具有該項目的檢測資質;GB/T 18319―2001是方法標準,沒有判定值,不能用于遠紅外紡織品的判定。因此,GB/T 18319―2001可用于遠紅外紡織品的開發與研究,但對消費者而言指導意義不大。
GB/T 30127―2013中的遠紅外輻射溫升同樣存在溫度傳感器的技術要求過高的問題,直徑不超過0.8mm的點狀溫度傳感器,目前技術領先的OMIGA公司也僅有精度為±0.5℃的儀器銷售;同時GB/T 30127僅規定了距離與輻射源功率,不能保證樣品受到的輻照強度一致。根據大量樣品檢測的數據來看,不論樣品是否具備遠紅外性能,30s內的溫升普遍在2℃以上,而標準中的判定值為普通樣品1.4℃以上,疏松類樣品1.7℃以上,所以遠紅外輻射溫升項目參考意義不大。
3 結論
結合檢測原理及檢測經驗來看,現行遠紅外性能測試相關標準各有優缺點。其中FZ/T 64010―2000和CAS 115―2005中的法向發射率以及GB/T 30127―2013中的遠紅外發射率項目可以較為合理地用于衡量紡織品的遠紅外發射性能,但FZ/T 64010―2000和CAS 115―2005測試方法復雜,成本較高;GB/T 18319―2001中的紅外吸收率項目可用于比較紡織品遠紅外發射性能的優劣,但不可用于判定;遠紅外波長項目較為雞肋,難以用于分辨遠紅外紡織品,而GB/T 18319―2001中的紅外輻照升溫速率與GB/T 30127―2013中的遠紅外輻射溫升項目點狀溫度傳感器技術要求過高,難以實現,同時判定值設置不合理,也不具備指導消費者的意義。
4 建議
綜上所述,建議生產商更多地使用GB/T 30127―2013中的遠紅外發射率作為衡量紡織品遠紅外發射性能的測試方法,讓消費者可以清晰地了解所購買的產品,保障消費者的利益;建議相關檢測機構及研究機構加緊紅外輻照升溫速率與遠紅外輻射溫升測試儀器的研究與開發,同時積累數據,為制定更為合理的判定值提供依據;建議相關標準制定部分對現行標準進行修訂,采用遠紅外發射性能與遠紅外吸收性能相結合方式對紡織品的遠紅外性能進行評價,制定更為合理的判定值,同時去除容易誤導消費的指標與評判標準,為消費者提供更清晰明了的消費指導。
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保健紡織品測試范文2
負離子紡織品具備負離子釋放功能,能夠增加空氣負離子濃度,有益人類健康。但檢測方法的混亂,制約了負離子紡織品行業的健康發展。負離子紡織品檢測是指在一定的溫濕度條件下,通過激發裝置刺激負離子面料激發負離子,然后經由空氣負離子濃度測試儀,輸出負離子濃度??諝怆x子測試儀、激發裝置、測試環境是影響測試結果的關鍵因素,只有對這些因素進行全面合理的規范,才能建立公平的評價機制。
關鍵詞:負離子檢測;激發裝置;測試環境
1 引言
隨著生活水平的提高,健康、環保意識的不斷增強,人們對紡織品性能的要求也越來越高,一些具有特殊功能的紡織品應運而生,成為大家關注和研究的焦點,負離子紡織品就是其中之一。
目前使織品具備負離子釋放功能的方法有很多,生產負離子纖維的方法有表面涂覆改性法、共混法以及共聚法[1]。對織物后整理的方法主要有,電氣石超微粉體與粘合劑表面涂覆法[2-3],含硅溶液整理,光觸媒材料表面整理等。研究表明,負離子除了具有除塵、抗菌、防臭等優點外,還有一定的保健功能,因此,負離子紡織品符合“健康、舒適、環?!钡母拍?,將在人們的日常生活中扮演重要角色。但是負離子織物測試標準并不完善,導致負離子紡織品市場比較混亂,出現較多的貿易糾紛。對于消費者而言,無法直觀地判定負離子紡織品的作用效果,很多時候,負離子只是商家炒作的一個概念。這些都制約了負離子紡織品產業的健康發展。隨著此類功能性紡織品的發展特別是進出口貿易的增加,研究科學可靠的測試方法,制定檢驗標準,建立完善公平的檢測機制越發重要。
2 負離子紡織品測試流程
負離子紡織品檢測的本質就是對紡織品周圍小范圍內空氣負離子濃度的測試。首先空氣本身含有的負離子濃度,稱為本底濃度,這部分濃度與試樣無關,因此應該消除其影響;其次如果纖維含有放射性元素等不需要激發的成分,即使纖維靜置也可以有一定量的負離子釋放;再是如果纖維含有電氣石等壓電或熱電效應的成分,在某種機械力的刺激下也會大量產生負離子。因此測試時纖維的狀態與負離子發生量有很大關系,是否能夠激發出負離子成為測試的關鍵。
靜置式測量是指對負離子紡織品不施加任何刺激來測試負離子發生量,這種方法測得的負離子釋放量是很微小的,幾乎難以增加空氣負離子的濃度。紡織品在使用過程中并非完全處在靜止狀態,因此靜止法并不適合大多數負離子紡織品的測試。只有對紡織品進行一定的物理刺激,才能使負離子被大量激發出來,增加空氣負離子濃度[4-5]。
陳躍華、公佩虎[6]在有機玻璃箱內使用機械裝置摩擦織物,通過離子測試儀測試空氣負離子濃度,獲得了比較好的測試結果,據此提出了檢測負離子織物的流程:在一定的溫濕度條件下,通過發生裝置激發刺激負離子面料激發負離子,然后經由空氣負離子濃度測試儀,輸出負離子濃度[7-8]。
3 影響負離子檢測的因素
總體來說,空氣負離子具有受環境影響大、壽命短等一系列特點[9-10],影響空氣負離子濃度的因素有很多,其檢測的穩定性、重現性難以保證。目前對負離子紡織品測試的研究主要集中在空氣離子測試儀、激發裝置和測試環境上。
3.1 空氣離子測試儀
市場上存在多種空氣離子測試儀,畢鵬宇比較了AIR ION COUNTER(AIC)、DLY-2空氣離子測量儀、ITC-201A和大氣離子濃度測試儀SD9901對相同試樣的測試結果。其中AIC和ITC-201A示數跳躍性較大,SD9901和DLY-2空氣離子測量儀穩定性較好,靈敏度稍差。現有的檢測標準都未規定空氣離子測試儀的種類和型號。
3.2 負離子激發裝置
3.2.1 手搓式
簡單便捷,能夠達到激發負離子的目的,但是測試者的手掌溫度和濕度的改變會影響試樣,影響測試結果。何秀玲對手搓法進行了改進,規定操作者需佩戴絕緣手套并經過一定培訓。但手搓的力度畢竟無法量化,不僅無法保證每次手搓力大小相同,不同的測試者之間結果會有所偏差,通常男生比女生的測試結果要大。因此這種方法的測試結果存在一定的偶然性[11-12]。
3.2.2 機械激發裝置
3.2.2.1 平摩式
伏廣偉、閻巖[13]用已有的色牢度摩擦儀作為激發裝置。把待測試樣分別安裝在在摩擦頭和試樣臺上,將負離子濃度測試儀置于垂直摩擦動程方向的平面上。啟動摩擦裝置,使其摩擦一定時間,然后打開測試儀,記錄空氣負離子濃度值。張艷等[10]自制了鉸鏈四連桿機構,利用異步電動機做傳動裝置,通過其產生的往復運動實現對織物的摩擦刺激,可以通過增加砝碼改變織物受到的壓力。這兩種裝置都屬于平摩式激發裝置。另外,目前已有的標準:GB/T 30128―2013《紡織品負離子發生量的檢測和評價》規定了采用摩擦法(平摩)測定紡織品動態負離子發生量的試驗方法,并給出了評價。本標準適用于各類紡織織物及其制品。標準中規定摩擦儀要由上下摩擦盤、減速電機、加持裝置組成,并且對主要裝置的規格進行了限定。
作為手搓法的改進,平摩式激發裝置解決了摩擦壓力、摩擦面積、摩擦速度無法量化的問題。但是現在還沒有任何一種激發裝置量產并被廣泛使用。
3.2.2.2 懸垂擺動式
畢鵬宇[14]采用懸垂擺動式激發裝置(又稱振動式),由一臺裝有調速器的異步電動機作為主要動力裝置,凸輪機構作為傳動裝置,振動部件由可以旋轉的桿件組成。通過調節調速器可獲得不同的振動頻率,測量在不同振動頻率下面料產生負離子的效果。測試時將試樣掛在上擺動桿上,由凸輪裝置推動下擺動桿使上擺動桿和被測面料一起以相同速度在水平面內快速擺動。不同的振動頻率可以模擬實際使用過程中的不同情況,如可表征用作窗簾的負離子面料在不同程度擺動下的負離子發生情況,以及模擬人在行進過程中衣服的擺動摩擦產生負離子的情況。
3.3 環境因素
3.3.1 測試空間
如果采取開放式測量,測試者活動所產生的氣流擾動、附近各種電器設備、強導電體等會影響測試結果[15]。封閉測試箱測量可以避免氣流等干擾,通常用有機玻璃制成,大小因機械激發裝置可以適當調整。為防止電荷聚積在箱的內表面所產生的靜電干擾,畢鵬宇[16]采用了金屬銅網作為屏蔽罩,對有機玻璃箱進行內外屏蔽,安裝了接地裝置,消除了靜電對空氣離子濃度測量儀和被測試樣的影響。另外測試箱要有換氣窗口,每測試一段時間要進行通風換氣,避免不同試樣之間測試結果相互干擾。
3.3.2 環境溫濕度
楊偉軍、葛明橋[17]測試了用電氣石整理的棉、麻織物在不同溫度下的負離子釋放量,發現隨著溫度的增加,負離子釋放量非線性地增加,趨勢變緩。隨著相對濕度的增加,負離子釋放量表現出了近似線性趨勢的增大。
畢鵬宇等研究了溫濕度對負離子粘膠、負離子滌綸等幾種織物負離子發生能力的影響,發現隨著溫度的增加,負離子發生量增加。在20℃以下時增加趨勢平緩,高于20℃則增幅明顯加大。
可以看出,溫濕度對不同種類的負離子紡織品的效果影響很大。因此,必須嚴格控制測試環境的溫濕度并且測試前要對紡織品進行調濕處理[18]。
3.3.3 測試距離
測試距離指的是試樣和空氣負離子測試儀通風口之間的垂直距離。研究發現,隨著測試距離的增大,負離子濃度先增加后減小。試樣離通風口太近會影響空氣流通,導致測試數據較小。而且負離子生命周期很短,所以超過一定距離,檢測到的負離子濃度減小。最優距離為2cm[19-20]。
3.3.4 測試時間
試樣在摩擦的過程中,材料表面的靜電壓逐漸增加,達到峰值后會趨向穩定,表面靜電壓是產生負離子的能量來源,同時,負離子具有壽命短的特點,所以隨著摩擦時間的延長,負離子的濃度不會無限地增加,而是趨近一個峰值,然后略有下降。何秀玲[19]研究了在短時間內(0~20s)摩擦時間對負離子濃度的影響,得出了10s為最佳的摩擦時間。畢鵬宇[21]測試了摩擦時間為5min~20min之內的負離子發生量,最大值出現在10min~15min。GB/T 30128―2013《紡織品負離子發生量的檢測和評價》規定測試時間至少為3min,以便獲得更多的數據取平均值減小誤差。
4 總結與展望
平摩式和懸垂擺動式激發裝置均能提高激發負離子的穩定性,并且使試驗參數具備可量化性,優于手搓法,對提高測試的穩定性具有積極的意義,為使其統一規范,應盡早實現激發裝置的量產并推廣開來。只有選用統一、適宜的空氣離子測試儀器,詳細規定從激發裝置到測試環境的各個參數,才能使負離子紡織品測試具有公平合理的評價機制。另外,現在的負離子測試的研究主要集中在織物方面,對纖維負離子發生能力的檢測鮮有涉及,適合纖維的負離子激發裝置有待研究。
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保健紡織品測試范文3
This article introduces the development of Chinese medical and hygiene textiles industry briefly, brings forth the restraining factors of this industry, including deficiency of standards and regulations, weak public innovation service platform and system construction, as well as lack of policies guiding and guarantee mechanism. However, the development space of this industry is quite considerable, especially for differential and functional medical materials, biomedical fiber and textiles. In the end, the author puts forward several countermeasures to promote the healthy development of this industry.
1我國醫療與衛生用紡織品行業發展簡況
醫療與衛生用紡織品主要指醫療、防護、保健及衛生用途的紡織品,有 200 多類產品,其中高性能醫用紡織品占10%。近年來,我國醫療和衛生領域對紡織材料的需求潛力巨大,行業規模持續增長,但也逐步暴露了諸多限制行業健康快速發展的現實問題。
2000年之后,我國醫療與衛生用紡織品行業進入快速增長期,2009年產量達到 59.5 萬t,2010年產量預計超過 70 萬t。目前已在國內得到廣泛應用的主要是醫療防護用和衛生用紡織品,而具有較高技術含量的外科用植入性和非植入性紡織品及體外過濾用紡織品則大部分依賴進口,每年進口額已經超過 60 億美元。
2我國醫療與衛生用紡織品行業發展的制約因素
據調研反饋,目前國內使用的醫療與衛生用紡織品大多質量參差不齊,品種和型號單一,價高質低,功能性和舒適性俱差。在醫療用紡織品方面,醫療系統僅對產品供應商有一定的認證,缺乏統一的材料和產品采購標準、認證辦法和配送管理體系,并缺乏質量監管機構。我國醫院以采購非一次性用品為主,一次性用品也僅限于口罩、帽子之類的常規產品,一次性隔離衣和手術衣、一次性防護服的使用率低。大部分科室、區域還是使用普通棉布防護衣,只有在傳染病區和重癥監護病房(ICU)才會使用一次性防護服、防護鏡及醫療橡膠手套,且使用率不高。由于缺乏品牌戰略意識,我國衛生用紡織品的大部分高端市場已經被歐美等發達地區的品牌占領,裝備水平先進的國內企業為這些品牌供應原料,較差的企業則在狹窄的中低端市場內打惡性價格戰。具體來說主要包括以下問題。
2.1標準和規范制訂工作嚴重滯后
標準工作滯后直接導致了產品質量的參差不齊。據統計,目前和醫療與衛生用紡織品相關的現行標準共計 32 個,其中僅有 3 個是在2003年非典時緊急制定的國標,其他均為醫療系統制定的行業標準,且多為產品標準或術語,直接有關紡織品的標準不超過 12 個。另外,還有正在制定的兩項醫療用紡織品國家標準。國際上采用的醫療衛生用紡織品標準超過 60 項,且主要為材料測試方法,以及對產品通用要求的標準規范。因此,如何根據當前行業發展的需求來制定詳細的標準工作規劃,是一項緊迫而重要的任務。
到目前為止,我國醫療與衛生用紡織品的相關標準基本上以衛生系統為主導制定。由于醫療系統制定的標準術語和紡織系統的習慣多有不同,在標準的使用和術語的統一上存在較多的不銜接之處。因此,紡織系統應加強材料和測試方法的行業標準制訂,并推動醫療系統制定終端產品的通用要求和應用測試標準,做好材料和產品的標準對接。對一些普及性較廣的大類產品和關鍵的重點產品,應主動配合醫療系統推出成套國家級推薦性標準,甚至是強制性國標。
缺少材料采購指南和使用規范,產品質量無法保證。醫療系統對于不同危險環境沒有對防護級別要求進行成套的標準評估,醫院采購和使用防護用紡織品多憑經驗執行。目前我國醫院的采購工作通常由醫政科或設備科來執行,由于產品標準和材料認證要求的缺失,采購時只能通過查驗“三證”(生產執業許可證、衛生許可證、醫療器械注冊證),產品質量難以保證。
2.2認證工作阻礙行業健康前行
由于缺少標準和使用規范的技術支撐,我國醫療與衛生用紡織品行業的認證相對空白,特別是醫療用防護產品審批認證機制混亂。普通棉布防護衣和普通非織造布防護衣為一類醫療器械,可由市級醫療器械管理部門審批;一次性和多次性醫療防護服屬二類醫療器械,由省級醫療器械管理部門審批,但是對于材料和產品的相應技術標準和生產規范并未認證和規定。目前國內醫療用紡織品的流通渠道復雜,優異產品使用成本昂貴,更多的產品存在優質不優價現象。另外,醫療用紡織品的產品信息跟蹤管理和售后服務水平低,也給交叉感染醫療事故埋下了隱患。
我國生產的大量高檔醫用手術衣、口罩等產品出口經國外權威檢測機構認定和包裝之后,高價返銷回國內,流通環節的延長大大增加了最終用戶的成本,給行業健康發展帶來了嚴重阻滯和隱患,更抑制了高性能產品在國內醫院的推廣。例如,我國作為世界一次性手術衣的生產大國,很多從國外進口的手術衣其實是由我國制造而成,而醫院采購價格遠高于出廠價格。
2.3公共創新服務平臺和體系建設薄弱
和發達國家企業相比,我國大多數產業用紡織品企業受規模實力和發展背景所限,科研投入比例相對較小,大部分企業存在產品單一、創新能力不足和低水平重復建設等現象。受標準、使用規范和市場采購體系等現實問題的影響,多數創新實力強的大企業被迫遠離國內市場,這也是國內醫療與衛生用紡織品行業綜合競爭力相對薄弱的重要原因之一。依托科研院所、檢測中心、認證機構、信息中心等公共服務平臺,調整醫療用紡織品或衛生用紡織品的產品結構,提高產品檔次及其綜合經濟效益,擺脫高檔產品依賴進口和中低端產品惡性競爭嚴重的局面,已成為當務之急。
醫療防護用紡織品儲備和配送機制不健全。國內醫療防護用紡織品基本是企業自產自銷,缺少能與多家企業具有穩定聯系的物資檢測和配送機構,產品調度不暢,出現突發公共衛生事件時,生產供應易出現混亂局面。此外,國內各部門間缺少有效的溝通機制,對重大疫情的監測預警與信息交流不暢,使得儲備品種與數量難以滿足應急需要。
2.4政策法規引導和保障機制缺失
有關醫療職業防護法律法規制定的不明確和個人防護保障機制的缺失對我國醫療防護用紡織品的需求影響很大。衛生部了《職業病防治法》、《傳染病防治法》、《醫院感染管理規范》(試行)、《突發公共衛生應急條例》等法律法規,對醫護人員在診療和相關工作中的個人防護作了規定,但是除《禽流感職業暴露人員防護指導原則》規定了防護用品的質量性能要求、穿脫順序和戴用有效時間外,其它法規沒有對醫護人員個人防護設備的性能和使用要求提出具體規定,更沒有對醫療防護用紡織品的標準化要求。
3我國醫療與衛生用紡織品的發展空間和趨勢
3.1市場發展空間
據中國產業用紡織品行業協會統計,2002 ― 2010年我國醫療與衛生用紡織品行業的發展速度超過了 20%,出口增速超過 29%。但我國醫療用紡織品的綜合技術性能尚不能充分滿足需求,尤其在外科用植入性紡織品和體外過濾用紡織品方面,目前主要依靠進口。另外,國內醫院、衛生機構的應用尚未真正打開,醫療與衛生用紡織品的應用都有待大力拓展。
生物醫用紡織材料近年來發展迅速,已經廣泛應用在組織再生、骨骼填補再生、創傷治療、生物粘合劑、放射治療、透析和過濾、美容外科等具發展潛力的領域。全球矯形外科修復材料和制品市場的增長率達 26%,用于心血管系統疾病診斷和治療的材料、血液凈化材料、藥物緩釋材料也呈高速增長的趨勢。由于起步較晚,我國生物醫用材料的市場份額約占全球市場的 2%,據預測,今后 15 ~ 20 年間,該產業將以 15% 以上的速度增長。
一次性醫療防護用紡織品將是重要的應用趨勢。重復使用型手術服經消毒處理后,其阻隔過濾病菌的能力會下降,同時,在洗滌過程中也存在交叉感染的可能性。在美國,90% 以上的醫院選擇一次性醫療用品,主要是為了防止交叉感染。醫療防護用紡織品將更多地采用非織造材料,手術室用非織造布產品等高檔次、開發領域巨大的醫療非織造布產品因其科技含量高、利潤可觀而成為其中的發展重點。目前,世界各國對醫用非織造布產品的開發正在提速,歐洲、美國、日本、韓國等國家和地區不惜花費巨資加大在該領域的研發。據悉,僅德國目前就有 17 家紡織研究機構在進行醫用產品的研發。未來醫療防護用紡織品的研發將更多地關注材料的防滲漏技術、吸附臭味技術,抗菌、防血液滲透、抗靜電、舒適性等功能。
我國一次性衛生用品的市場基本上屬于自給型,凈出口量呈迅速上升趨勢,少量的進出口產品以前主要是跨國公司/港臺企業為調劑境內外銷售品種而產生的。主要出口產品是紙尿褲、護理墊等,大多是為國外公司做貼牌加工(OEM)。
3.2產品及技術發展趨勢
我國醫用紡織品中,醫用防護、保健、衛生用紡織品類和外科用非植入性紡織品類,量大面廣,已基本實現國產化并可大量出口,產品開發的重點在于專門用途的功能性產品,提高產品的差別化和性能指標水平。外科植入性紡織品和體外過濾用紡織品大部分依賴進口,產品開發的重點在于特殊的生物醫用纖維及其產品開發,目標是建立具有自主知識產權的產品,替代進口。
3.2.1高檔醫用防護材料
全面提升材料的均勻性和產品穩定性,不斷降低成本,將是該類材料的發展趨勢。如可對SMS非織造復合材料進行“三抗”(抗酒精、抗血、抗油)和抗靜電、抗菌、抗老化等處理,提高耐靜水壓、抗酒精等級和縱橫向斷裂強力。
3.2.2新型醫用敷料
材料高效性、產品高效能、護理高效率代表了新型醫用敷料總的發展方向,同時將更注重產品的生物活性和智能性。新型醫用敷料的可開發種類包括含銀抗菌敷料、生物活性敷料等。產品要求可塑性強、粘附性好、透氣透濕性好、抑菌促愈,并有止血、鎮痛的功能。此外,還具有能促進上皮細胞、成纖細胞,以及內皮細胞等多種細胞分裂和胞外基質生長的功效,有效吸收傷口滲出液,干燥后可形成阻擋外來細菌侵襲的物理屏障,為上皮生長創造良好環境。下游應用產品包括創面用敷料、止血海綿、醫用脫脂棉、醫用脫脂紗布、紗布繃帶、彈力繃帶、石膏繃帶、創口貼等。
新型衛生材料:將更多地采用生物可降解型、抗菌型、超吸水型等功能性纖維原料,從而提升一次性嬰兒和老年尿布、衛生巾、功能濕巾等產品的技術性能指標。在一次性衛生材料中,重點開發面層材料和導流層材料,研究開發材料的可降解性能,提高面層材料的柔軟性和功能性,以及導流層的蓬松性和復合化,增強可持續的差動導流性能。
生物醫用紡織材料:支架材料的降解速率可智能化控制和標準化制備是組織工程產品實現產業化的關鍵因素之一。支架材料的結構成型工藝與降解特性、與細胞的吸附性能是研究熱點之一。研究解決特殊紡絲、織物成型工藝以及組織器官成型和熱定形、生物相容性、功能涂覆技術,開發人造皮膚、心臟瓣膜、人造血管、疝修補片、人工腎、可吸收縫合線、衛生用線等高技術生物醫用紡織材料,重點突破產品的臨床應用技術和生物實驗。
4促進行業健康有序發展的對策建議
4.1加強部門之間的協調
醫療與衛生用紡織品行業跨紡織和醫療衛生領域,醫療用紡織品的生產與市場許可需得到國家藥品食品監督局(SFDA)許可,生產企業還需要滿足多項國家和行業標準如GMP、ISO等。在產品標準、使用規范、研發與生產應用等方面的銜接上,需要建立多部門協調機制,加強溝通,解決依賴醫療與衛生用紡織品行業自身無法解決的問題。在科研課題立項、投資引導上,重點向醫用防護用品相關單位傾斜,給予資金支持,致力于對已有醫療與衛生用紡織品技術改造及新產品的自主研發。
4.2建立質量保障體系
結合我國國情,建立產品標準體系,對于主要產品的性能,制定不同的分級指標,并對使用范圍提出建議,指導臨床醫護人員正確使用符合標準要求的防護產品。引導企業按照相應標準要求進行科技開發、組織生產及采購,促進研、產、銷、用的良性循環。
搭建公共服務平臺,促進醫療防護用紡織品企業、原材料供應企業、科研單位與醫療使用單位的緊密結合,嚴格規范醫療防護用紡織品的市場準入條件。加強流通經銷環節的資格認證和質量監督,凡二類以上醫療防護用紡織品,只有經過嚴格認證的專門流通機構才具有采購和經銷資格。醫院應從有資質的流通機構中購買醫療防護用紡織品,流通機構要具有對產品進行必要的檢測和生產監督的能力。
保健紡織品測試范文4
據悉,武漢紡織大學是國內目前唯一以“紡織”命名的大學,2010年5月26日由武漢科技大學正式更為此名。該校極為重視國際交流。
高性能紡織品:獲熱論
主題:《高性能紡織品創新》
演講人:澳大利亞墨爾本皇家理工大學服裝與紡織學院院長Keith Cowlishaw教授
“近年來,隨著科技進步和經濟的發展,技術紡織品的應用領域不斷擴大,尤其是新技術纖維、高檔功能性面料,成為行業極具發展潛力的重點,市場需求巨大。Nano―Technology,Smart,Surface Treatment是發展高性能紡織品的強大驅動力。”Keith Cowlishaw表示。
他認為,只要在傳統的紡織品上增加新的功能和新的附加值,就可以實現紡織品的創新?!案咝阅芗徔椘肥且粋€多世紀以來紡織纖維研究和開發的新領域。各領域中只要是可以想象得到的設計創新解決方案,幾乎都可以被材料工程師應用到高性能紡織品的創新中?!盞eith Cowlishaw還用幻燈片展示了澳大利亞墨爾本皇家理工大學服裝與紡織學院的學術成果。
主題:《功能紡織品的挑戰和機遇》
演講人:荷蘭飛利浦高新科技園區Sima Asvadi博士
“在紡織結構中加入電子元件和設備的功能性紡織品的研究已經有十多年了。電子產品和紡織產品加工企業一直在努力制造可以穿著的電子產品,準備應用在從純醫學到游戲的一系列使用中,從而真正地做到科技改變生活。如通過智能背心,可以測出穿衣者的心跳頻率?!盨ima Asvadi指出。他以飛利浦科技主要開發的領域為例,介紹了高新技術在日常生活中的應用。并提出,“我們在教育學生、傳授給學術相關專業知識的同時,應注重加強不同專業之間的交流與學習,從而促進不同領域不同學科的交叉運用與發展?!?/p>
主題:《智能紡織品和服裝――基礎與應用》
演講人:世界紡織協會主席、香港理工大學紡織技術首席教授陶肖明
什么是以纖維為主的合作手段?針對這一問題,陶肖明介紹了智能紡織品這一領域中主要的投資機構、研究中心、研究活動以及產品的潛在市場?!耙岳w維為主的合作手段是一種適于自然條件下的產物,智能紡織品和服裝將對人類生活產生巨大的影響。”她進一步舉例說明了智能紡織品可以給人以神奇的力量,市場上陳列的紡織品顯示出了一種新的技術變革。
陶肖明描述了傳感器、驅動器、發電或儲存、通訊技術、數據處理和相互連接器的原理和技術發展?!翱萍夹〗M花費了很長時間研究目前市場上新技術變革中的主要問題:智能紡織品的柔軟性、彈性、最大程度的形變量、健康與安全、產品的耐洗性、外界的評價和市場上的標準化?!彼€用幻燈片的形式展示了智能紡織品及聚合纖維的制造原理及實際運用。
新型纖維:各有視角
主題:《蛋白質纖維微懸浮體染色技術》
演講人:西安工程大學紡織與材料學院院長邢建偉教授
“蛋白質纖維微懸浮體染色技術適用于毛用活性染料、酸性染料、中性染料及酸性絡合染料對蛋白質纖維(包括羊毛、山羊絨、蠶絲、大豆蛋白纖維和牦牛絨等)的染色加工?!?/p>
邢建偉表示,采用微懸浮體染色技術無需改變企業現有的所有生產設備和設施。該技術適用的染料為酸性媒介染料、毛用活性染料、酸性染料和中性染料。隨后,他還從三個方面講述了采用蛋白質纖維微懸浮體染色技術的優勢,即提高生產效率及降低勞動力成本、節約資源、改善產品質量。
主題:《功能復合納米纖維:先進紡織的新境界》
演講人:加拿大不列顛哥倫比亞大學新材料與過程工程實驗室主任Frank K. Ko教授
“當我們進入現今這個新興國家(如中國和印度)的經濟增長新時代,能源、環保和醫療保健的全球性挑戰前所未有的巨大。這為高性能紡織品帶來了巨大的機遇和挑戰。為了滿足全球性挑戰,我們將需要一系列新型的多功能材料,而納米技術的發展將會加快新一代高性能紡織品的發展?!?/p>
Frank K. Ko指出,這種通常以顆粒形式存在的納米材料的物理和化學性能對環境變化極度敏感,如溫度、壓力、電場、磁場、光線波長、吸附氣體分子和pH值等。這些功能納米材料利用自身的特性和功能,能發揮出極其優良的性能。
隨后,他介紹了利用聯合靜電紡絲技術將納米顆粒轉變為纖維結構的方法,展示包括機械、電學、磁學、光學、熱學、吸濕以及抗菌等納米纖維的特殊性能設計,并以具體應用實例對以納米纖維為基礎的高性能紡織品進行了探討和展望。
主題:《靜電紡納米纖維的最新進展》
演講人:澳大利亞迪肯大學材料纖維創新中心Tong Lin副教授
“靜電紡是一種簡單的生產聚合物納米纖維的技術,該方法具有效率高、功能多的優點,生產的納米纖維能夠應用在紡織和非紡織領域的很多方面?!盩ong Lin說。
靜電紡納米纖維性能優異、應用廣泛,在電子器件、生物醫學領域、濾材、防護服用材料纖維增強復合材料及傳感器感知膜的應用前景十分看好,其應用領域還包括太陽帆、光帆以及在太空使用的鏡面、植物殺蟲劑方面、納米導體、納米電氣應用(如場效應晶體管)及超小型天線、化學催化劑裝置和燃料電池的儲氫罐等,其實際應用可謂豐富多彩,其中應用于生物醫學領域是研發熱點,必將進一步產業化。
主題:《新型熔融紡絲纖維的發展》
演講人:日本東京工業大學Takeshi Kikutani教授
Takeshi Kikutani從探討跨學科研究對高強度聚酯纖維、高彈性聚酯和低立構規正度的聚丙烯纖維和光學功能性纖維等多種纖維發展的貢獻入手,重點介紹了制備高強度聚酯纖維、高彈性纖維(具備低拉伸模量和高回復彈性)和特殊光學功能性纖維等方面的研究課題及在NEDO(日本新能源和工業技術發展組織)支持下取得的研究成果。
“在熔融紡絲過程中通過控制PET纖維的結構可以使聚酯纖維的強度達到1.72GPa。在高速紡絲速度下,高彈性纖維(具備低拉伸模量和高回復彈性)通過纖維成型機理在線測量研究表明,在熔融紡絲結晶的過程中彈性伸長對纖維有一定的影響;通過采用網狀結合的方法研究了制備彈性無紡布材料的制備工藝和性能,認為聚丙烯的可紡性和熱穩定性可以通過不同聚丙烯的共混來實現?!彼f。
其他領域:睿智綻放
主題:《非織造布產業用紡織品研究進展與未來機遇》
演講人:美國田納西大學非織造材料研究實驗室主任Gajanan S. Bhat教授
“非織造布具有如一定強度、伸長、彈性、吸水性、防水性、柔軟、阻燃、緩沖、耐洗、過濾、抗菌等廣泛特點。其應用廣泛,可以作為即用即棄產品,也可以充當耐久型織物,農業、建筑、軍事、服飾、家居、家具、旅游休閑、保健、個人護理和家庭事務都有使用。正是憑借獨特的性能,非織造材料在一些領域中取代傳統織物,并開拓出許多新的應用領域。”Gajanan S. Bhat說。他表示,非織造是紡織部門中一個重要部分且已在國際市場上持續發展。盡管非織造布曾僅僅作為一種廉價的一次性產品,但目前已在工程用和技術產業用紡織品這些特殊應用領域中取得了一定的地位。
“在過去三十年中,非織造產品的消耗量以每年10%的增長率一直在穩步上升。非織造布的這種巨大的增長狀況是基于它簡單的工藝流程、高速的制造工藝以及廉價的原料要求?,F代納米技術為非織造領域提供了新穎的產品,拓展出更寬廣的應用領域?!彼€指出,在過去十年中,靜電紡絲技術成為大多數制備納米纖維網的研究和生產技術之一,其形成的纖維直徑在50納米至1000納米之間。納米纖維因其非常高的比表面積,可作為高效過濾介質、組織工程支架、吸附劑、人造血管,以及傷口敷料。
主題:《紡織品的感官評價方法》
演講人:法國米盧斯大學紡織與纖維系主任、國際關系部門主任Laurence Schacher教授
“現在,越來越多的消費者青睞手感好并且舒適的紡織品。為了及時對這些需求做出反應,企業人員試圖使用一種風格儀來進行檢測。在紡織領域,有關力學性能、熱學性能和表面測試的相關研究和儀器設備已經被廣泛地研究,但對舒適度的考量,儀器測量與消費者主觀評價仍然難以建立聯系?!?/p>
Prof. Laurence Schacher指出,企業人員仍在尋找合適的風格儀來評價他們產品的風格和品質。目前面臨的困難是相對于消費者的需求建立相對應的風格測量水平?!笆称泛突瘖y品行業的感官風格評價儀已經投入應用,并被廣泛應用于諸如Dior和Danone等企業。這些儀器包括已經經過使用的感應面板和與其相配套的數據分析系統。這些可以對早餐乳酪、巧克力等食品和紡織品的感官測量進行相關的評定?!彼曰脽羝男问秸故緦嶒炇以O計的一些感官評價方法,以建立感官評價體系、定義相關詞匯定義、測繪感官測量圖、測量產品之間的差別、評價視覺與觸覺的交互作用、使感官評價描述和儀器評價建立關聯等方法舉例說明其不同的應用。
主題:《學科與多學科交叉》
演講人:新西蘭奧塔哥大學服裝和紡織中心主任Raechel Laing教授
保健紡織品測試范文5
有機磁性纖維是一種功能纖維,其紡織產品具有一定的磁療作用。本文詳細描述了當前有機磁性纖維的制備技術及其定性檢測方法。
關鍵詞:有機磁性纖維;定性方法;定量方法;磁保健
隨著人們生活水平的提高,人們對于自身的健康越來越重視,與此同時,紡織產品的醫療保健作用也引起人們的廣泛重視,各種有益于身體健康的醫療保健纖維應運而生,有機磁性纖維便是其中的一種功能纖維。
磁性材料及其應用早在古代已被開發,根據需要可將磁性材料加工成不同形狀,諸如塊狀、薄膜狀、顆粒狀、粉狀、纖維狀等。磁性纖維是一種纖維狀的磁性材料,可細分為磁性紡織纖維和非紡織纖維。紡織工業需要的是磁性紡織纖維,它是一種兼具紡織纖維特性和磁性的材料,它的出現,徹底改變了長期應用硬磁材料縫合到服裝中生產產品的歷史[1]。
用磁治病,在我國歷史悠久。人體細胞是具有一定磁性的微型體,人體自身也具有生物磁場。施加于人體的磁場如果始終保持在理想平衡狀態,酶的特性就可以有效地激活,促進人體新陳代謝,提高人體免疫功能,達到醫療保健作用[2-3] 。目前,市場上常見的磁保健織物的磁場強度雖然相對較弱,但是由于產品貼近人體,最大限度地減小了兩者間的距離,以至達到零距離接觸,所以可使磁保健作用得到最大的發揮。
1 有機磁性纖維的制備技術
磁性紡織纖維根據基體纖維的材質不同可分為金屬(或合金)磁性纖維、有機磁性纖維(基體為有機高分子)和無機磁性纖維(基體為無機材料)。有機磁性纖維是指以有機高分子為基體進行物理、化學的改性而制的,在人們日常生活中應用較多,其制備方法因其基體的不同而不同。目前,常用的制備方法有共混紡絲法、腔內填充法、原位復合法、靜電紡絲法、表面涂層法等。
1.1 共混紡絲法
共混紡絲法是制備有機磁性纖維的常用方法,它是將粒徑小于1微米的磁性物質微?;蚣{米磁粉混入成纖聚合物的熔體或紡絲原液中,經熔紡或溶液紡紡成磁性纖維。磁性纖維的性能主要取決于加入的磁性微粒的量和粒徑。它最大的優勢在于既可以混入硬磁粉粒也可以混入軟磁粉粒,熔融和溶液紡絲場合下都可應用,且可制備磁性復合纖維或異形截面纖維,但缺點是混入磁粉的量通常較低,使其磁性能受到影響,而且纖維本身的物理機械性能也會受到影響。
共混法是開發應用較早的一種方法。1994年日本專利[4] 公開了一種在共混紡絲法的基礎上制備芯-鞘型(皮芯型)和三層并列型(三明治型)兩種磁性復合纖維的方法,前者芯層具有磁性,后者中間層具有磁性。日本專利[5]公開報道用1%~5%粒徑小于1?m的天然或永磁性物質組成分散體系的成纖聚合物熔體通過置于外磁場中的噴絲頭高速熔紡制成磁性纖維。陳明南等 [6]通過納米磁粉的化學加工法和物理加工法,并采用共混紡絲法制備了磁性粘膠纖維,通過試驗可知,磁粉加入量以4%~8%左右為宜,過多則不利于紡絲進行,過少則達不到磁療的作用。
齊魯等[7-8]將一定量的聚合物、磁粉、抗菌劑和改性劑均勻混合后,在 180℃~270℃溫度下經雙螺桿擠出、造粒制得紡絲母料,經紡絲制出卷繞絲;再將其于 65℃~95℃溫度下拉伸2~4倍制得具有皮芯結構的磁性聚丙烯纖維。測試結果表明,該種纖維的磁性能在1G~15G,微波反射衰減 2dB~10dB等。它具有磁性保健功能、遠紅外線發射性能,而且還具有一定的屏蔽微波和 X射線的防護功能。
1.2 腔內填充法
該方法主要用于磁性天然纖維素纖維的制備。由于纖維中含有胞腔,因此可通過物理方式將磁性微粒填充到纖維內部。具體過程是:將超細磁性微粒和纖維先后懸浮分散在水介質中,通過劇烈攪拌使大部分磁性微粒填充至纖維胞腔,小部分吸附在纖維表面的磁性物質可經充分水洗去除,最后加入適量的助留劑協助磁性顆粒穩定地滯留在纖維胞腔內。該方法制得的磁性纖維其表面清潔,纖維強力損失少, 可用于制備磁性紙。
S.Zakaria等[9]利用腔內填充法成功制備出了磁性纖維素纖維,并以聚乙烯亞胺(PEI)為助留劑提高了細胞腔填充度,最大填充度達23.5%(相對于絕對干漿),并分析了PEI的分子量、漿的干燥背景、滲透時間等對填充度的影響。于鋼等[10]采用腔內填充法制備了以錳鋅鐵氧體為填充物的磁性紙用纖維,通過掃描電鏡-能譜儀和X射線衍射儀測試表明,此方法所得纖維的細胞壁和細胞腔中都含有填充物,而且細胞壁和細胞腔內的填充物含量相近。
1.3 原位復合法
利用某些纖維中可進行陽離子交換的基團與亞鐵離子發生交換,再經過一定處理使其轉化為具有磁性的三氧化二鐵或四氧化三鐵(統稱鐵氧體)而沉積在纖維的無定形區中,所生成的磁性物質(微粒)在纖維中所處位置因和進行陽離子交換基團的位置一致,故稱為原位復合法。由于磁性微粒是在空間很小的無定形區中形成,所以尺寸通常很小,故能表現出超順磁性[1]。
R.H.Marchessault等[11]研究了鐵氧體原位復合制成磁性纖維素纖維的方法,通過亞鐵離子與羧甲基纖維素鈉進行離子交換,在堿性條件下形成氫氧化亞鐵,再進行氧化,使纖維含有 10 nm級的鐵氧體(Fe3O4)粒子。唐愛民[12]以纖維素纖維為模板,采用原位復合方法制備磁性納米復合纖維,并探討了 Fe2+濃度、反應溫度、熟化時間、復合次數對復合反應的影響。黃次沛等[1]將粘膠輪胎簾子線經羧乙基化和磺乙基化后以原位合成法引入鐵氧體,制成磁性粘膠絲。李海峰等[13]分別采用原位復合法和腔內填充法將Fe3O4磁性粒子成功地引入木漿纖維內腔中,制備出磁性纖維。X射線衍射儀和掃描電鏡測試表明,內腔填充法紙張的磁性比原位復合法紙張高,原因可認為是磁性納米粒子擁有超順磁性。
1.4 靜電紡絲法
靜電紡絲制得的纖維膜具有孔隙率高、纖維精細程度高、比表面積大、均一性好等優點,在與磁性納米纖維的復合上具有得天獨厚的優勢。目前,通過靜電紡絲技術制備有機磁性納米纖維主要有:通過在聚合物溶液中加入磁性納米粉體,直接采用該溶液進行靜電紡絲制備復合磁性納米纖維;通過溶膠-凝膠法與靜電紡絲技術相結合制得前驅體復合納米纖維,再煅燒制得有機磁性納米纖維;以靜電紡絲技術制備的有機纖維為模板,利用金屬鹽溶膠對其進行涂覆,再煅燒制得磁性納米纖維;利用靜電紡絲與化學或者原子沉積等技術相結合,制備不同形貌和組成的磁性納米纖維等。
何婷婷等[14]采用化學共沉淀法制備納米四氧化三鐵粒子,選用曲拉通X-100為分散劑,利用靜電紡絲法制備PAN/Fe3O4磁性納米復合材料。X射線衍射儀(XRD)驗證了Fe3O4在復合納米纖維中的存在。通過磁性試驗分析了納米復合材料的磁性性能,結果表明,所制備PAN/Fe3O4磁性納米纖維成型良好,且PAN/Fe3O4磁性顆粒在纖維中分散均勻,其與PAN是物理復合,具有一定磁性,磁性大小可由磁性顆粒的加入量進行控制。
郭遠征等[15]以PVP的乙酸溶液為助溶劑,采用靜電紡絲法制備BaFe12O19/PVP復合纖維,并對其進行了磁性方面的研究。范立佳[16]通過溶膠-凝膠法與靜電紡絲技術相結合,以聚乙烯吡咯烷酮和無機鹽為原料,制備了 PVP/無機鹽復合纖維,經高溫焙燒得到 ZnFe2O4、NiFe2O4、BaFe12O9、BaFe12O19鐵氧體納米纖維,并研究了相關的一些性能與應用。李響等[17]采用靜電紡絲法制備了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/Fe3O4復合納米纖維,并探討了復合纖維的結構及性能。
1.5 表面涂層法
表面涂層法就是以適當方法將磁性物質涂布在各種纖維表面制成磁性纖維,操作相對比較簡單,但由于只涂覆在表面,所以耐久性差,影響其使用壽命。這種方法用于無機磁性纖維制備的研究較多,但它同樣適用于有機磁性纖維的制備。黃小忠等[18]利用表面涂層技術把鐵氧體涂敷在碳纖維表面,制得具有連續磁性涂層的碳纖維。
2 有機磁性纖維產品的測試方法
磁性纖維產品的磁性強度一般用磁通量或磁感應強度來表示。雖然這些纖維制品的磁性屬于弱磁,但可用儀器進行測試。目前,市場上已經涌現出大量的磁保健制品,但是由于國家、行業產品標準的制定往往滯后于產品的開發,所以對于磁纖維的定性、定量檢測的方法尚無統一的規定,市場上功能紡織品的標注也相當混亂,長此以往,勢必不利于產業的健康發展和市場的規范,更不能有效地保護消費者的合法權益。
2.1 電磁感應法——磁通計法
磁感應強度是表征環境中磁場強度大小的物理量。磁性織物的磁性很弱,多用于貼身衣物的制作,人體與織物緊密貼合,織物表面和人體表面相當于兩個完全平行的曲面,因為對人體產生磁保健功效的主要是垂直于織物的法向磁場分量,所以可以使用磁性織物表面磁感應強度的法向分量作為磁性織物磁性測量的目標量。因此,磁通計測量法可作為磁保健織物的定性測試。由于磁性織物的磁性很弱,故通常在測試之前需進行必要的充磁處理,如NS式充磁法。這種方法較為方便,幾乎適用于全部的磁性纖維產品。
于高杰[19]采用CH-1600 型高精度特斯拉計對市場上幾種有代表性的有機磁性織物進行了測試研究。結果表明,磁性織物作為一種特殊的磁體,磁性強弱可用織物表面磁感應強度值表示;磁性織物的表面磁感應強度值很低,一般在 0.03mT 左右,測量儀器的分辨力要在1×10-3mT 以上;織物表面磁感應強度分布不均勻,具有區域性,織物表面磁力線相互交織成網狀,當運動時,便會對人體相應組織及穴位產生復合交變式磁保健作用。目前,我國已制定了磁性織物測試標準FZ/T 01116—2012,但僅描述了織物的磁屬性問題。
2.2 電鏡-能譜聯合測試法
目前,市場常見的有機磁纖維的制備采用比較多的方法是共混直接紡絲法,該方法制得的纖維內部與表面分布有磁性微粒,故可以在掃描電鏡下觀察其表觀結構進行初步的判別,然后再結合能譜測試儀進行磁性纖維元素定性分析,從其是否含有磁性元素進一步區分磁性纖維與非磁性纖維。能譜儀能夠測出除氫、氦之外的其他元素,故可用于磁性纖維磁性元素的檢測。目前,常見的磁性纖維所含有的磁性元素主要有鐵、鈷、鎳、硅、鉻等。
圖1 磁性丙綸纖維
圖2 普通丙綸纖維
如圖1所示,它是一種磁性丙綸纖維,由于磁性微粒的加入,使得磁性纖維表面具有較多的粒狀物,這也使得它與普通丙綸纖維(圖2)有較大的區別。表1為兩種纖維的表面元素分析測試結果。
表1 纖維表面元素分析測試
從表1可以得出,磁性纖維所含的磁性元素主要是Fe元素,而普通的丙綸纖維除氫外全部是C元素,沒有磁性元素。因此,可以運用此方法進行磁性纖維的檢測。
電鏡-能譜聯合測試法在運用上有一定的局限性。通過大量的試驗測試可知,天然纖維由于生長環境的影響,其自身含有許多的雜質,對能譜測試結果會造成一定的干擾;化學纖維由于其加工方式與天然纖維的不同,使其含雜率很低,故能譜儀測試法準確率較高;含有這些磁性元素的纖維并不一定都具有磁性,故這種測試方法只適用于已知是磁性纖維的前提下,用來進一步判斷其含有的磁性元素,或用于磁性混紡織物的磁性纖維含量測試分析。由于磁性纖維具有一定的磁性,對電鏡設備具有一定的干擾,在測試前需進行消磁處理。
3 結束語
雖然磁纖維的研究與應用技術日趨成熟,但當前的磁紡織品還存在許多不完善的地方和亟待解決的問題,為促進磁功能保健紡織品的快速發展,尚需在以下幾個方面尋求突破:(1)建立標準的測試方法和評價機制,使檢測規范化。(2)研究新型的磁性材料和添加技術,促進磁療功能保健紡織品材料發展。(3)進一步研究磁性混紡織物快捷、方便的定量分析方法。
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保健紡織品測試范文6
關鍵詞:新技術 功能性紡織品 應用
中圖分類號:TS101.8 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)001-079-02
1 引言
功能性紡織品指的是和傳統紡織品不同,具有特殊功能和性能,能夠滿足社會群眾要求的紡織品,特殊功能指的是通過化學功能和物理功能等對織物、紗線和纖維進行加工,在近幾年之中,很多新技術開始在功能性紡織品開發中使用。例如,開發具有自動清潔功能的織物,具有交流、娛樂和通訊功能的服務,開發新技術為開發紡織新產品打下了扎實的基礎,能夠提高功能性紡織品的附加值和技術水平。
2 功能紡織品開發的新技術應用
2.1等離子體技術應用
等離子體技術指的是將離子流、中性分子流和光輻射作用在材料的表面,向材料表面高分子傳遞能量,最終使材料改性,選擇適宜的等離子體,在織物的表面物理刻蝕,對織物的表面特性進行改變,如對疏水性材料進行親水改性,也有使用氮氣和氧氣離子體對丙綸薄膜進行處理,使其親水性能得到提高,使接觸角進一步降低。
氮和氧等離子處理能夠導致鱗片構造產生物理剝落,減少織物表面的含碳水平,提高硫、氮和氧的含量,使羊毛防縮性得到提高,同時,增加纖維表面的極性,提高染料對纖維的吸附能力及降低染料向纖維內擴散的空間阻力,從而改善羊毛的染色性能。真絲纖維在進行等離子處理之后,在纖維表面產生明顯的微孔,導致內部結構產生變化,增加纖維的填埋水平,提高材料的活性基團,將真絲織物功能化改性落到實處。麻織物在進行等離子處理之后,提高纖維表面的濕潤水平,使織物的上染率和印花著色水平得到提高。棉纖維在進行等離子處理之后,表面產生部分交聯的現象,對纖維的抗縮水平進行改善,如果在介質之中增加氟單體還能夠提高拒水整理水平。
2.2 微膠囊技術應用
微膠囊技術指的是,使用合成高分子或者天然高分子成膜材料將氣體、液體和固體進行包裹、覆蓋,將其變為微小的粒子,之后將微膠囊通過適宜的技術進行加工處理,在織物或者纖維中使用,進而研發具有特殊功能的織物,可以針對工藝水平的不同,對微膠囊的大小和形態進行調整,一般的范圍為3um-3000um,我國目前已經產生了大小范圍為3um至200um的納米膠囊。
微膠囊技術具有以下幾種優點:功能復合容易實現,隔離和緩釋性能較好、選擇分子包裹材料的范圍較大,因此,可以使用上述技術進行多種功能紡織材料的制作。例如,抗靜電劑、阻燃劑和抗菌劑等,可以通過微膠囊在織物中進行處理,在一定的使用條件和加工條件中,芯材能夠將自身作用得到最大的發揮。微膠囊在后整理和印染等方面具有廣泛的應用。例如,香精微膠囊能夠對香味的釋放水平進行人為控制,對其留香的時間進行延長,具有良好的耐洗牢度。在防臭整理方面,可以將微膠囊附著、滲透到纖維表面,提高織物的防臭水平。英國較早開始對具有治療功能的織物進行探究,能夠有效緩解患者的關節炎和濕疹水平,將草藥和藥品的微膠囊注入織物,使用者通過體溫對織物之中的微膠囊加熱,將藥物通過皮膚向血液中傳播,藥效具有較好的持久性和耐久性。此外,如果使用具有酸性液晶漿的微膠囊,能夠導致織物具有可逆感溫變色的效果。
2.3生物技術應用
生物技術指的是通過生物自身和生物的組成對產品進行制造,對其生物特性進行改性,受到社會各界的廣泛關注,生物添加劑、基因和生物酶等技術在世界各國的科技競爭和研究開發中得到廣泛應用。生物酶技術在開發紡織品的過程中廣泛使用,具有準確性和催化效率較高的特征,能夠對堿精煉的傳統方式進行取代,外國學者對織物進行精煉,能夠使吸濕性得到提高,對蛋白質纖維進行蛋白酶處理,能夠減少織物的伸縮水平和臨界符合,對柔軟水平進行改善,減少粗糙水平,提高織物的穩定性。
隨著科學技術的飛速發展,基因技術取得突破,例如,加拿大的專家在羚羊細胞中轉移蜘蛛絲蛋白,進而從羚羊乳液中提取到可溶性蛋白,同時,對蜘蛛吐絲的技術進行模仿,對動物纖維進行進一步開發,美國一些公司已經在植株中植入對藍色進行控制的基因,能夠制作天然藍色的牛仔褲。
生物添加劑在功能性纖維開發上的技術應用主要有三種:(1)添加型共混紡絲技術,在濕紡或熔紡過程中將添加劑加入聚合物,如日本阿巴尼公司的“Batekiller”抗菌滌綸;英國考特爾茲公司的CourteKM抗菌腈綸。(2)接枝改性技術,將具有特殊功能的基團接枝到纖維上,如日本東洋紡公司的Vilsil。(3)復合紡絲技術,在皮芯型復合纖維中將添加劑摻到芯層中,或在并列型復合纖維中摻到其中一個并列組分內,如日本帝人公司“Daberta”雙組分抗菌滌綸。
2.4 納米技術應用
納米技術是在納米尺度(1~100nm)內研究物質的特性和相互作用,并利用這些特性生產出具有某些特定功能的技術制品。在紡織工業中,納米材料應用為功能紡織品的開發提供了廣闊的思路和可行的方法。
相關研究證明,納米Fe2O3和SiO2等材料能夠有效吸收大氣中的紫外線,在化學纖維內部添加數量較少的納米顆粒,最終形成吸收紫外線的現象。將含有半導體性能的物質添加入化學纖維之中,能夠產生具有良好性能的屏蔽靜電功能。通過納米顆粒除味抗菌,具有安全性和有效性,與傳統方式相比,能夠合理配置資源,提高使用效率。納米云母能夠在充滿水分和空氣的環境中存在,自主分解電子,產生帶有正電荷空穴,最終實現除臭消炎的目標。納米電氣石的量子表面效應和小尺寸效應,導致遠紅外具有的輻射性能夠顯著增加,是開發具有上述功能織物的重要途徑。
2.5 微電子信息技術應用
微電子信息技術在使用的過程中,能夠導致紡織品具有特殊功能,最終研發智能的電子紡織品,在上述紡織品之中,包含通訊設備和傳感器等,能夠保障病人、運動員等人群的需求,智能織物能夠對信息進行控制、儲存和檢查,將對身體數據進行測試的數據向控制中心進行傳輸,因為其使用微型芯片標簽,能夠對信息儲存,使用集成天線對無線數據進行交換。
美國大學相關研究機構目前和相關研究院合作,成功研制新型的紡織品,并命名為E型織物,上述紡織品具有探測器的部分功能,在軍事定位和通訊中得到了廣泛的使用,是微電子信息技術的重要應用。
雖然微電子信息技術在開發的過程中具有廣闊的前景,但是,開發是一個十分復雜的過程中,應該滿足幾個方面的條件:(1)功能元件應該具有可植入性;(2)上述產品在進入市場之前,應該進行正確合作,進行多方面的調查。因為,信息技術產品在使用之前,已經在大型系統中建立基礎,不僅會涉及到技術層面的問題,還關系到商業問題和管理問題。
3 展望
功能性紡織品是科技發展的趨勢,在紡織品開發中的使用范圍將不斷擴大,同時,能夠將多領域的技術進行聯合,進一步提高織物自身的附加值,但是,應該進一步深入研究紡織品的未來發展,在運用新技術的同時,應該重視對織物功能的改善,重視人和自然環境的和諧共生,在發展的同時,重視環境保護,使織物的可持續發展水平得到提高。
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