Производство нановолокон

Нанотехнология – это технология производства материалов путем контролируемого манипулирования с атомами, молекулами и частицами сверхмалого размера для получения материалов с фундаментально новыми свойствами. Размерность наночастиц варьируется от0,1 до100 нм. На сегодняшний день в текстиле внедряются следующие нанотехнологии:

-производство нановолокон;

-заключительная отделка с использованием нанотехнологий.

Нановолокна можно производить, наполняя традиционные волокнообразующие полимеры различными по конфигурации наночастицами химических веществ, или путем выработки ультратонких (диаметром в рамках наноразмеров) волокон.

В качестве наполнителей волокон широко используют углеродные нанотрубки с одной или несколькими стенками. Волокна, наполненные нанотрубками, приобретают уникальные свойства– они в6 раз прочнее стали и в100 раз легче ее. Наполнение волокон углеродными наночастицами на5-20% от массы придает им также сопоставимую с медью электропроводность и химическую устойчивость к действию многих реагентов. Углеродные нанотрубки используются в качестве армирующих структур, блоков для получения материалов с высокими прочностными свойствами: экранов дисплеев, сенсоров, хранилищ жидкого топлива, воздушных зондов и т.д. Например, при на- полнении углеродными нанотрубками поливинилспиртового волокна, полу- чаемого по коагуляционной технологии прядения, оно становится в120 раз выносливее, чем стальная проволока и в17 раз легче, чем волокно Кевлар. Подобные нановолокна уже сейчас начинают применять для производства взрывозащищающей одежды и одеял, защиты от электромагнитных излучений.

Интенсивно развиваются исследования и производство синтетических волокон, наполненных наночастицами оксидов металлов: ТiO2, Al2O3, ZnO, MgО. Такие волокна приобретают следующие свойства: фотокаталитическую активность; УФ-защиту; антимикробные свойства; электропроводность; гря- зеотталкивающие свойства; фотоокислительную способность в различных химических и биологических условиях.

Еще одним интересным направлением в производстве нановолокон является придание им ячеистой, пористой структуры с наноразмерами пор. При этом достигается резкое снижение удельной массы(получение легких материалов), хорошая теплоизоляция, устойчивость к растрескиванию. Образую- щиеся нанопоры волокон, могут быть заполнены различными жидкими, твердыми и даже газообразными веществами различного функционального назначения(медицина, ароматизация полотен, биологическая защита).

Другой тип нановолокон – ультратонкие волокна, диаметр которых не превышает100 нм. Эта тонина обеспечивает высокое значение удельной поверхности и, как следствие, высокое удельное содержание функциональных групп. Последнее обеспечивает хорошую сорбционную способность и каталитическую активность материалов из подобных волокон. В Европе США, Израиле и Японии параллельно идут интенсивные работы по созданию синтетических белковых волокон, имитирующих структуру паутины с непревзойденными физико-механическими свойствами. Области применения «паучьего шелка» разнообразны: это и хирургические нити, и невесомые и чрезвычайно прочные бронежилеты, и легкие удочки, и рыболовные снасти.