在60年代中期,,科學家獲得了含有碳氟化合物的低表面能狀態(tài),從此為紡織纖維整理提供了新的方法,。從那以后,,織物的拒水、拒油,、拒污性能才得以實現(xiàn),。德國Rudolf公司近三年來推出了更加環(huán)保的新產品,形成了生物整理新概念(Bionik),。
“我們的目標是在整理過程中盡量少用碳氟化合物,,而采用生物技術”,Rudolf公司負責化學品研發(fā)部經(jīng)理Gunther Duscheck博士在一次紡織會議上說,,“這種技術可以在耐氣候性防護服、建筑用紡織品,、汽車用紡織品,、運動服裝和戶外服裝上得到很好的應用。”Bionik一詞由biology(生物)和technology(技術)組成,,意思就是生物技術,,這項技術的目標更加關注產品的有效性和環(huán)保性。他接著說:“許多有效的設計理念源自自然的靈感,,在當今社會中得到了廣泛的應用,。比如,鯊魚皮流線型的特點給人很多靈感,,今天我們可以看到在飛機和泳衣上的廣泛應用”,, Duscheck博士說。
大家都知道蓮花能出淤泥而不染,,這就是著名的“蓮花效應”,。葉子表面的精細結構使水和污漬無法滲透,污泥,、水粒子不容易沾附表面而能流掉?,F(xiàn)在許多科技產品,甚至飛機的表層以及具有自我清潔性質的建筑材料,,大多來自蓮花的抗污性原理,。但Duscheck認為,把蓮花的結構移植到紡織品上沒有什么太大的意義,。他說,,因為紡織品需要的不是那種堅硬,、剛性的表面,而且產品的手感和抗磨損能力也是紡織品重要特性,。
因此,,Rudolf公司的研究人員在改善拒水、拒油,、拒污性能上另辟溪徑,。水滴能從織物表面落下是織物拒水性能的重要體現(xiàn),而這取決于水滴和織物表面的接觸角,。
如果水滴基本保持原狀,,就會有好的拒水性能。“我們的目標是研制一種能達到良好效果的方法,。”Duscheck強調說,,“我們借助于生物技術和納米技術進行了創(chuàng)新,采用生物整理技術,,不僅在質量上超過現(xiàn)有產品,,在某些方面獲得了更好的性能。”
樹枝狀 (dendrimer) 結構是解決問題的關鍵所在
“dendrimers”這個詞來自希臘的”dendros”,意思是樹和枝,,樹上的分枝長到一定長度后又分成兩個分枝,,如此重復進行,直到長得如此稠密以致于長成象球形一樣的樹叢,。在dendrimer中,,分枝是內部連結的高分子聚合鍵,每一個鍵又會產生新鍵,,全部會向一個焦點聚合或向一個核聚合,。
在dendrimer上形成大量鍵端球形突起物,象毛線球上的絨毛,。在合成過程中,,能設計這些鍵端去執(zhí)行特殊的化學功能,例如,,鍵端可帶電,,其目的是完全發(fā)揮dendrimer的高分子電解質的功能。另一個特點,,在合成過程中,,也能控制dendrimer外部尺寸和內部的結構。這使得有可能創(chuàng)造與外部不同性質的內腔和通道,,并打開dendrimer作為載體或作為受邀分子晶核的大門,。在這一能力中,dendrimer除了為納米技術建造納米塊外,,還起催化作用,。
這種復雜的結晶過程在應用于紡織品中起著至關重要的作用,。正是由于結晶化過程和樹枝狀高分子的結構,他們與織物表面進行粘合,,就形成了不可見的,、拒水的納米保護層。Duscheck博士認為,,光有拒水,、耐洗和耐磨損效果是不夠的。還需要保護性的浸漬,,不僅抵御自然的侵襲如雨雪,,還要有拒油、拒污功能,。這就需要在樹枝狀高分子結晶化過程中加入助劑進行納米改良,,即可實現(xiàn)拒水、拒油,、拒污功能,。
“我們推出的RUCOSTAR EEE助劑,因為氟的含量減少了50%,,而且使用耐久性粘合體,,因此具有成本低,無污染的特點,。” Duscheck博士說,“使用我們的助劑能顯著改進拒水,、拒油效果,。也很耐洗和耐磨損。”
Ruco-dry整理技術
對運動服和戶外紡織用品的拒水整理,,考慮的重點是不同的,。拒油效果并不是主要方面,透氣性能,、耐洗和耐磨損則是考慮的重點,。Ruco-dry是為達到這些效果而開發(fā)的后整理最外層的名字,實驗表明Ruco-dry整理技術完全能達到這些效果,。實驗中采用噴霧法進行拒水,、耐洗實驗,用織物起球馬丁代爾法進行耐磨損實驗,。“我們這種新的整理技術很解決問題,,由于樹枝狀高分子的‘自我痊愈’功能,受影響的區(qū)域可以自我復制,。” Duscheck強調說,。
“由于采用了不含一氧化碳的的樹枝狀高分子進行整理,,其耐磨損功能甚至超過了含有碳氟化合物的整理過程,而且特別耐洗,。” Duscheck博士講,。在處理過程中還與活性透氣膜結合,使產品在戶外應用中更加耐磨損和承受負荷,。
這種整理非常適合縫紉線,,不僅能進行拒水整理,還能同時改進縫紉品質,。改進了直縫容易使水穿透這個弱點,。隨著Rudolf公司生物整理技術的發(fā)展,他們已經(jīng)找到用來替代目前普遍應用的碳氟化合物整理的方法,。(郝杰/譯)