纳米新利用：纳米材料与经纱上浆结合

张敏

一种由纳米材料与传统上浆相结合成型的较为稳定的材料研发已取得进展，该项技术已在美国纺织厂中使用。

在传统浆料中加入少量的纳米材料已在商业生产中进行了试验。事实证明，纤维内部抱合得越好，纺织物的品质也就越高。此项纳米技术研究的是具有树脂防护的硅胶复合物，其作用是提升了纤维的紧密度。

背景

自从20世纪60年代以来，用涤纶和棉纤维混纺的免烫面料进入服装市场，造就了一次成功的商业案例。然而，要生产免烫织物却存在着不小的问题。传统淀粉浆料是基于棉质纤维发展而来的，对于混纺织物中的涤纶没有粘合作用，不能与经纱粘合。由此，不能完全满足市场的需求。这样，世界上许多工厂的专用纺织机就只能闲置一旁。

之后，浆料配方供应商开始将注意力集中在作为配方原膜的聚乙烯醇（PVA）上。PVA不依赖纤维的粘附而在纱线上形成一种强力的黏膜，具有耐磨性。随之，PVA就成为解决问题的关键。供应商和业界很快就把PVA配方作为解决前述问题的杀手锏，并迅速被业界采用。

多年来，全世界纺织工业都在研究与开发初级成膜剂，尿素、蜡与合成聚酯粘合剂等。表面浆膜的改性和化学效应是化工供应商和技术人员研究的重点。最终全世界纺织业界都趋向于采取同一种办法。

由此产生了“查尔斯迪尤尔效应”，即1899年，查尔斯迪尤尔建议关闭美国专利局，因为所有能够发明的东西都已发明出来，专利局已无用武之地。

在全世界大多数纺织厂内，配方成本成为生产的主要构成部分。工人酬劳与配方成本成了影响生产的决定因素，并且的确出现所有供应商都采用相同的原材料这一现象。

纱纤维内芯仍是高分子聚合物化学制剂难以企及的内层。可是，利用纳米的最新技术却一改过去的做法。今天，这种技术被称为经纱的化学添加剂。微颗粒附着面积大，改变了纱线的化学性能。研究人员对含纳米材料的经纱效果进行了认真的评估，他们认为，这种技术拓宽了纳米技术在纺织业的应用范围。

纱线生产差品质，这对全世界无论是先进的还是落后的纺织公司一直是问题。用传统浆料配方提升纱线的品质，数十年来，从未有所突破。而今，纳米材料与经纱上浆相结合，可轻易深入纱线芯并提高纱线性能。上浆是以水为基础的过程，因此他们不得不在这方面下足力气。

值得注意的是，这项研究使用了浆料配方，并为浆料供应商所充分利用，证明传统配方已有所改进。当然，若没有这些既定标准和供应商的合作，其价值是无法完成评估的。

最初，他们对不含纳米材料的浆料配方进行了研究，而后把纳米材料加入标准的浆液中，并用标准配方作为控制数据。纳米产品的添加量基于干的固体浆料总量。本次试验的所有评估都是以提供相同数量的添加物为基础的。

经实验室测试发现：

在显微镜下，用这种技术浆过的纱线，纤维变得更加紧密。拉伸和伸长数据都表现出较低系数变化。纳米材料与纱浆上浆技术的结合，的确提高了耐磨性。

上浆机测试结果表明：依据平滑的破损剖面分析方法发现，其破损剖面更小，纺机产纱线规格更大。

上机测试表明：该方法减少了织机停车次数；减少了纬停时间；减少了浆纱落物。不仅如此，在平常的退浆过程中，带有传统上浆材料的纳米材料很容易去除。

结论：测试数据表明，将纳米材料加入传统浆料配方，能取得很好的效果。在上浆过程中，纳米材料渗透到经纱内，使得纤维更紧密且纱线更均匀。这种处理提高了拉伸强度和伸长率。纳米材料的渗透提高了纤维的紧密度，提升了织物的品质。

（据美国《纺织世界》报道http：//www.textileworld.com/Articles/2015/August/Warp_Sizing-Taking_Advantage_of_A_Necessary_Process）