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本文簡單介紹了拉曼光譜的原理、拉曼光譜分析技術在紡織纖維定性方面的應用現狀,結合目前纖維定性鑒別的方法,提出了將拉曼光譜用于紡織纖維定性的可行性,突破了現有檢測方法存在的局限。
關鍵詞:拉曼光譜;定性;紡織纖維;應用
隨著新技術的不斷更新,新的化學纖維層出不窮,為了充分利用各種化學纖維的優良性能以滿足各種用途的需要,多種化學纖維與天然纖維混紡或交織的產品愈來愈多,給纖維檢驗工作帶來了很大困難,因此開發新型檢測技術,提高纖維定性水平,簡化檢驗程序尤為重要。本文簡單介紹了一種新型的檢測技術“拉曼光譜”的原理以及其在紡織纖維定性工作中的發展應用。
1 紡織纖維定性檢驗方法現狀
紡織纖維含量檢測是纖檢部門檢測的重要項目之一。在紡織品纖維含量檢測過程中,首先需要對紡織品中不同的纖維組分進行定性,來確定紡織品纖維組分。目前,纖檢部門常用的鑒別方法包括顯微鏡觀察法、燃燒法、化學溶解法、熔點試驗法、紅外光譜分析法等幾種。最常用的是燃燒法、顯微鏡法和化學溶解法[1]。
燃燒法和顯微鏡觀察法以及化學試劑法在定性檢測中都有一定的局限性,例如粘膠纖維、莫代爾、萊賽爾3種再生纖維素纖維,它們在顯微鏡下的形態以及燃燒現象很相似,難以很好地區分。有的檢驗需要采用化學溶解的方法,常用幾種有毒的化學試劑[2](如二甲基甲酰胺、甲酸/氯化鋅等),不僅給檢驗人員身體健康帶來危害,而且對大氣造成污染。紅外光譜定性分析方法雖然可以準確地鑒別紡織纖維,在纖維定性中得到了很多應用,但是它對測試環境溫濕度要求較高、檢測周期長,樣品制作麻煩。
近來,環保、快速、準確的檢驗方法已成為紡織品檢驗人員的追求目標。拉曼光譜定性檢測方法因具有需要樣品量少、不需前處理、測試速度快、對樣品無損害、測試結果準確、不產生污染物等諸多優點,可以有效地解決紡織行業現行方法存在的問題。
2 拉曼光譜測量原理
2.1 拉曼光譜原理
拉曼散射是光照射到物質上發生的非彈性散射所產生的。單色光束的入射光光子與分子相互作用時可發生彈性碰撞和非彈性碰撞,在彈性碰撞過程中,光子和分子間沒有能量交換,光子只改變運動方向不改變頻率,這種散射過程稱為瑞利散射。而在非彈性碰撞過程中,光子與分子之間發生能量交換,光子不僅僅改變運動方向,同時光子的一部分能量傳遞給分子,或者分子的振動和轉動能量傳遞給光子,從而改變了光子的頻率,這種散射過程稱為拉曼散射。拉曼散射分為斯托克斯散射和反斯托克斯散射[3]。
拉曼光譜具有以下特點:
(1)檢測范圍廣,拉曼光譜可以檢測所有的無機和有機化合物、高分子混合物。
(2)檢測靈敏度非常高、速度快、無損、無污染。拉曼光譜方法是一種純粹的化學檢測方法,其檢測過程不需制樣、不損害樣品、不產生污染物、分析周期短、重復性好。
(3)拉曼光譜檢測所需試樣不受水的影響,而且對樣品的大小沒有要求,可以檢測微量樣品。雖然近紅外也可以適用于各種類型的試樣,但實際操作仍然有許多困難。
2.2 拉曼光譜儀的測量原理
拉曼光譜儀的測量原理如圖1所示,將一塊樣品放在儀器上,用激光束照射,儀器會自動產生拉曼光譜圖,樣品的組成不同,所測得的譜圖不同,根據譜圖的特征來辨別樣品的組成。
3 拉曼光譜的發展和應用
拉曼光譜技術是定性分析的強有力的工具。拉曼光譜常包含有許多確定的能分辨的拉曼峰,所以,原則上應用拉曼光譜分析可以區分各種試樣。不過,所有可能的純凈材料和它們的混合物的數量是無窮盡的,僅有少量的簡單分子及其混合物的拉曼光譜,在與其他式樣的光譜相比較時,能輕易地區別出來。所以,定性分析的一個必要工作是根據測得的拉曼光譜判定出可能的材料和混合物,限定這些可能物的數量。這一工作的完成需要應用試樣的其他信息,例如試樣的來源和經歷,是否是混合物,它的物理性質和外貌以及其他技術得到的資料[4]。
拉曼光譜之所以一開始就受到重視,是因為它與紅外光譜有相同的波長范圍,但操作比紅外光譜簡單。目前,拉曼光譜已廣泛應用于考古、醫學、石油化工、林業和法庭科學等諸多領域。隨著激光技術的發展和檢測裝置的改進,拉曼光譜技術在當代工業生產和科學研究中必將得到越來越廣泛的應用。王文科用激光拉曼光譜對乙醇、甲醇的混合物進行了研究,結果表明用工業酒精甚至甲醇勾兌的假酒利用拉曼光譜法鑒別是可行的。
4 拉曼光譜在纖維定性方面的應用情況
在拉曼光譜分析紡織纖維結構方面,近幾年的研究主要集中于以下幾個方面:復合材料的界面和機體結構的測定,再生蠶絲制備過程中,分子鏈規整度和取向度變化的測定;絲素經酶處理后,高分子結構的變化研究以及羊絨和羊毛分子結構研究,而在纖維成分分析方面有如下研究:鑒別天然綠色棉和染色棉;研究聚丙烯、羊毛、聚酯和一些天然纖維的鑒別方法;對染色纖維中染料的分析以及比較紅外光譜與拉曼光譜對染色纖維區分的效果。吳儉儉等用拉曼標準譜圖試驗區分了聚酯纖維PET和PTT,并提出了利用單組分樣品的標準化譜圖建立特征表數據庫的建議。拉曼光譜特別適合于鑒別化學結構相近的同類纖維,如萊賽爾、莫代爾、銅氨等再生纖維素纖維以及聚酯纖維(PET、PBT、PTT)。
拉曼光譜主要用在針對混紡織物的纖維定性鑒別中,由于每種纖維的分子組成不一樣,得出的光譜圖也各有特征。首先采取各種不同的纖維的單組分織物在拉曼光譜儀上測出光譜圖,采用提取特征值、特征表的方法記錄每種纖維的特征峰個數、特征峰的值以及對應的X軸上的值建立數據庫,再將待測樣品進行測量得出的譜圖與數據庫中的值進行對比,即可得出織物的纖維組分。該方法能滿足纖維檢測的要求,并以快速、無損、環保的優點彌補了傳統方法的不足,具有很高的應用價值。
雖然紡織纖維的拉曼光譜檢測方法具有方便、快速、環保、穩定等優點,但受限于其測量原理,拉曼光譜在纖維鑒別中也存在一些局限性,比如熒光物質、纖維熔點、黑色染料、纖維含量等因素的影響。與紅外光譜分析法比較,對檢測環境的溫濕度無特別要求,樣品無需特殊處理,特別適合檢測含水的樣品。
5 結論
顯微鏡法、燃燒法、溶解法鑒別紡織纖維是目前定性行之有效的方法,但由于新的化學纖維不斷出現,用以上方法就難以區分了。拉曼光譜技術是定性分析的強有力的工具,其快速、無損、環保的優點彌補了傳統方法的不足,具有很高的應用價值,拉曼光譜技術現已廣泛應用到了考古、醫學、石油化工、林業和法庭科學等諸多領域。隨著激光技術的發展和檢測裝置的改進,拉曼光譜技術在紡織纖維定性工作中必將得到越來越廣泛的應用,當然, 目前依然面臨著一些急待解決的問題,如建立一個所有纖維拉曼光譜特征峰的數據庫、檢測裝置的改進等,這些都是目前有待于開發的課題。
參考文獻:
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[2] GB/T 2910—2009 紡織品定量化學分析 [S].
[3] 喬西婭,戴連奎,吳儉儉.拉曼光譜特征提取在化學纖維定性鑒別中的應用[J].光譜學與光譜分析,2010,30(4):975-978.
節能的
木質素有望成為廉價碳纖維的主要材料
據了解,這項技術經充分試驗,可以從竹子、木材、果枝、灌木、蘆葦、秸桿等植物中有效地分離提取出纖維素、半纖維素、木質素及各種有機成分,原料利用率極高。該項目延伸技術涉及到紡織、造紙、能源、化工、建材及航空航天、軍事等幾大領域。該項技術的問世突破了行業一直延用的傳統“酸堿法”制漿技術的瓶頸。首先,從源頭解決了制漿造紙業“黑液”的排放問題,同時獲得了多種高價值副產品,這項技術對當前節能減排、發展低碳循環經濟起到了一定的推動作用。
但是由于大量木質素的混入,漿粕質量低,難于漂白,產品不能長期保存,應用范圍窄,只能做一些低檔次產品,不能實現植物的高使用價值。
該項新技術將植物分離成為纖維素、新型半纖維素、新型高純度木質素三種成份,其分離步驟先將植物分為綜纖素和木質素,綜纖素即紙漿,根據需要再將綜纖素通過物理法可分為纖維素和半纖維素。
讓植物原始材料回收循環利用率100%
據悉,該技術基本上可以使植物原始材料得到100%的利用,而傳統化學方法只以提取植物中的綜纖維素為目標產品,使得植物原始材料利用率約為植物的30%~40%,很多物質被浪費,包括大部分的木質素,以及少量纖維素和半纖維素均以污染和廢棄物處理。傳統化學方法提取植物中的綜纖維素可利用機械漿能夠達到90%以上。
采用此技術提純的三種成分具有如下特征:纖維素特征是微細纖維或長纖維狀態,不同的植物及殘余木素顯現淺黃色或白色,由于木質素基本脫除屬于高質量的纖維素漿,純度>90%,白度60%~85%ISO,與高級化學漿質量相當,遠優于其他的半化學漿和機械漿;新型半纖維素特征是末狀固體,淺黃色或白色,成份主要是多縮戊糖,含量>50%,屬于新型植物產品,具有廣泛用途,目前尚無工業化分離生產植物半纖維素的工藝技術和應用廠家;新型高純度木質素特征是黑色固體,具有熱融性、灰分可小于1%,木質素分子量
從源頭上做到零污染、零排放
這項新技術將植物中三大成分纖維素、半纖維素、木質素以及微量的成分,全部分離提取成高價值產品,廢料為零,既沒有污染排放的源頭存在,并且采用封閉式生產,參與植物反應的原料全部回收循環利用,從而實現零污染、零排放。相比傳統的制漿造紙工業制取的目標是植物成份中的纖維素,所有的木質素和部分半纖維素,作為廢棄物和生產負擔,與化學藥品混合反應,形成制漿廢水,具有高COD、BOD、SS、AOX負荷,在自然界中難降解,對生態造成破壞,環境受到嚴重的污染,成為污染的主要源頭。
在自然界中,木質素的儲量僅次于纖維素,而且每年都以500億噸的速度再生。制漿造紙工業每年要從植物中分離出大約1.4億噸纖維素,同時得到5000萬噸左右的木質素副產品,但迄今為止,超過95%的木質素仍以“黑液”的形式直接排入江河或濃縮后燒掉,很少得到有效利用。在該項技術延伸研發中,木質素可成為不依賴煤炭和石油為原料而獲得的碳纖維材料。該技術產生的碳纖維可以是熔融紡直徑5至20微米長絲碳纖維、熔噴直徑小于5微米超細碳纖維、靜電紡絲直徑小于100納米的碳纖維,其性能可以達到高強度、高模量、高彈性等要求。
新興的
未來時裝將“一掃即成” 第一件3D打印時裝真人秀
有人預言稱2013年是3D打印年,近日,在紐約時裝走秀活動上,第一件條3D打印服裝給我們帶來了驚喜。
具有“繆斯女神”之稱的蒂塔·萬提斯在曼哈頓出席一個私人走秀活動時身著一身尼龍網格禮服,這身禮服的設計靈感來源于著名的斐波那契數列,由Michael Schmidt和Francis Bitonti設計收藏。
此設計是全球第一件3D打印禮服。這件禮服由設計師Michael Schmidt和建筑師Francis Bitonti設計,Michael Schmidt特介紹說,這件裙子的骨架是在著名3D打印公司Shapeways用粉狀尼龍3D打印出來,再仔細地涂滿黑漆,最后鑲嵌上約12000顆黑色施華洛世奇水晶,耗時三個月制作完成的。雖然Shapeways公司信誓旦旦用來打印的尼龍粉質地輕薄,但到底是否舒服,也只有看起來是被塞進鳥籠子的萬提斯本人清楚了。
Francis Bitonti在介紹自己的設計作品時表示:“3D打印技術已經延伸到各行各業,在時尚界這就意味著你天馬行空的設計理念都將會展現在作品上。當萬提斯出場時,那禮服就好像具有魔力一般涌動在她周圍,但是3D打印服裝的設計還有待改進,比如如何調整服裝的版型以滿足人體曲線,如何做出收緊的效果,網格的設計中如何靈活應用等等。”
Bitonti很久以前就有將3D打印技術與時裝相結合的想法。他利用萬提斯提供的尺寸設計出了一個3D模型,再根據Schmidt畫的草圖,用當前最高端的設計軟件Maya畫出圖樣,接著運用Rhino軟件將2633個獨立的環或線相連接,EOS P350激光燒制而成的17個部分手工拼接,才算是大功告成。“這件禮服如果由手工制作,價格不菲。”他表示。但是如今服裝設計行業對手工制作的需求還很龐大。
設計師Scott說:“3D打印技術對時尚市場有著極大的影響潛力,這是一個將手工業與時裝設計相結合的契機,一旦我們制作的機器能夠滿足時裝制作的要求,人們只需要站在房間里進行3D掃描,一件衣服就做成了。”
新工藝
“透心涼”夏裝纖維制造工藝獲專利授權
炎炎夏日,酷暑難耐時總會聯想到一句冷飲廣告詞“晶晶亮,透心涼!”。近日,一款“透心涼”超爽涼感保健聚酯纖維制造方法獲得專利授權,該面料由上海德福倫化纖有限公司成功研發。
該公司技術人員介紹,該項技術采用無機納米超爽涼感聚酯母粒與聚酯切片混合,經聚酯纖維生產工藝制作成超爽涼感保健聚酯纖維。該纖維與普通聚酯纖維相比能提高涼爽感20%以上,并賦予產品極佳的防紫外、吸濕排汗、降溫、抗菌和保健功能。
關鍵詞:纖維檢驗 方法 技術 應用
隨著科技的不斷發展及生產技術的不斷推進,各種纖維制品已經深入到社會的方方面面;隨著纖維制品持續深化的應用及發展,其在國民經濟現代化發展中扮演的角色也越來越搶眼。不論是百姓生活、工業生產、特性利用還是研發創新,都需要通過纖維檢驗來驗證并保障纖維制品的品質,而實踐工作中針對纖維所進行的檢驗往往是毀滅、破壞或以纖維個體辨認等方式進行。從這一角度來說,纖維檢驗的開展就針對性地提出了無損及微量等多方面要求,這對纖維檢驗方法未來發展方向也有著深遠意義。纖維檢驗分為品質檢驗及鑒別檢驗兩方面,本文試對一般紡織纖維鑒別檢驗作較詳細分析與說明。
一、現行一般纖維鑒別檢驗方法分析
1.外觀形態鑒別分析:
一般而言:不同的纖維有著不同的形態。這一特性在天然纖維中有著明顯體現;而對于化學纖維,隨著產品種類的不斷增多及差別化纖維的不斷出現,纖維的外觀形態則顯得較為復雜。
纖維樣本的外觀形態一般借助于顯微鏡或顯微投影儀進行觀察、比較鑒別檢驗,此法中重點對纖維樣本縱橫向形態、外觀、粗細、長短、透光性、顏色、數量等指標進行鑒別檢驗分析。
對于天然纖維,考慮到其基本組成結構、成型情況等均存在一定的差異:成熟好的未處理棉纖維橫向呈腰圓中空、縱向呈展曲形態;苧麻有竹節狀橫紋;普通羊毛外觀有鱗片;桑蠶絲縱向平直橫向呈不規則三角形,等等。這些在生物顯微鏡或顯微投影儀下都能通過橫向截面和縱向形態進行辨別。
對于化學纖維,纖維形態均是人為的結果,基質相同的纖維可以產生不同的外觀形態;有些纖維比天然纖維細的多,外形差異更加微小,顯微鏡及生物顯微鏡對其外觀形態的鑒別易造成一定的混淆,因而價值具有一定的局限性。
2.纖維化學特性鑒別分析
無論是天然纖維還是化學纖維,纖維樣本自身所具備的化學組成結構均存在一定的差異性,根據組成差異表現出來的化學特性差異,從而可以鑒別出纖維的種類,常用的有燃燒法、溶解法等。
燃燒是鑒別纖維最方便、最直接的方法之一:檢驗重點是“接近火焰”“接觸火焰”“離開火焰”時纖維所表現出的狀態來進行區分鑒別,鑒別時綜合各種感官感覺:眼睛觀察的纖維形體變化、燃燒狀態、燃后灰燼;鼻子聞到的氣味產生;手指感知的殘余物脆硬等。燃燒法的前提是:燃燒的樣本是單一的某種纖維。因而,燃燒法只能鑒別本已區分開來的纖維名稱。
溶解是鑒別纖維常用的方法之一:根據纖維溶解性能表,選擇合適的溶劑,通過合理的溶解方案可以鑒別纖維的種類和成份,此法在纖維含量的定量分析方法中采用比較普遍,然而,此法涉及的儀器設備、試劑、環節較多,產生誤差的因素也比較多,因此在定量分析中的不確定度會有一定影響。
采用化學特性進行纖維鑒別的共性是:均使用了化學試劑(燃燒法的化學試劑是氧氣),均給纖維造成了滅失或破壞,因而此法在纖維制品鑒別檢驗的應用上具有一定的局限性。
3.纖維的光敏特性鑒別分析
紫外線能激勵有機或無機物質產生熒光和磷光,將紫外燈照射纖維制品樣本,纖維自身所具備光致發光屬性的差異性使得纖維樣本呈現出顯著差異的熒光顏色,纖維檢驗工作人員即可通過對熒光顏色的判別實現快速有效地對纖維種類進行鑒別處理。
此法對于染色纖維則有一定的復雜性和局限性。
4.纖維熱性能鑒別分析
纖維在不同溫度狀態下所表現出的顯著差異屬性及外觀形態均稱之為纖維的熱性能。不論是天然纖維還是化學纖維,纖維的熱性能表現度會有一定的差異。在實踐研究過程中發現,此法顯著的優勢在于實驗所提供的有關纖維樣本的信息量較大,應用范圍較廣,對于樣本顏色、形態等相關因素的限制較低,然而其同樣有著一定的局限性:纖維檢驗樣本的需求量較大,無法適宜于少量、微量及單根纖維的檢驗鑒別作業。
還有其他很多的鑒別檢驗測試方法,由于各有其自身的局限性和針對性,因而到目前為止,我們仍未找到成套帶有一定普遍性的無損、簡便的纖維鑒別檢驗分析系統,檢驗方法及檢驗方案依然復雜。
二、纖維鑒別檢驗方法的發展分析
對于纖維鑒別檢驗方法的發展方向,其主流思路在于:穩定并不斷提高纖維鑒別檢驗質量的基礎,合理縮短檢驗所需時間,有效控制并逐步消除因檢驗工作而造成的樣本滅失或損傷等問題。隨著科技的發展和對檢驗數據真實性再現要求的提高,要求無損檢驗方法必將成為未來紡織纖維檢驗方法的發展趨勢與必然選擇。
隨著新技術的開發與利用,無損快速檢驗方法也許能在不久的將來能夠得以實現。在此值得一提的技術有:拉曼光譜與紅外光譜技術。
當光照射到物質上時會發生非彈性散射,散射光中除有與激發光波長相同的彈性成分(瑞利散射)外,還有比激發光波長長的和短的成分,后一現象統稱為拉曼效應。拉曼散射是由分子振動、固體中的光學聲子等元激發與激發光相互作用產生的非彈性散射,拉曼頻率及強度、偏振等標志著散射物質的性質,從這些資料可以導出物質結構及物質組成成分。一般把瑞利散射和拉曼散射合起來所形成的光譜稱為拉曼光譜。
用拉曼光譜法進行纖維樣本無損檢驗,簡單說,就是借助于激光光照作用,纖維樣本所產生與之相對應的散射反應,通過對產生散射光譜關鍵信息的分析實現對纖維樣本進行檢驗鑒別。
紅外光譜法又稱“紅外分光光度分析法”。簡稱“IR”,分子吸收光譜的一種。利用物質對紅外光區的電磁輻射的選擇性吸收來進行結構分析及對各種吸收紅外光的化合物的定性和定量分析的一法。被測物質的分子在紅外線照射下,只吸收與其分子振動、轉動頻率相一致的紅外光譜。對紅外光譜進行剖析,可對物質進行定性分析。化合物分子中存在著許多原子團,各原子團被激發后,都會產生特征振動,其振動頻率也必然反映在紅外吸收光譜上。
用拉曼光譜法檢測能夠以高強度激光對非極性鍵實時振動狀態進行精確測量。選取紅外檢測方式對纖維樣本進行鑒別,如果纖維樣本中所含非極性鍵振動屬性表現為非紅外活性狀態,那么所獲取的關鍵信息極少,甚至會傾向于0。基于以上分析,探求一種能夠實現拉曼光譜法與紅外檢驗法相結合的纖維檢驗鑒別方式,這將會得到更為豐富的纖維結構的相關信息。
采用此類技術的優點有:獲取信息廣泛、纖維樣品制備簡單、分析直觀等。當然,此類技術的應用還有很多其他相關問題需要得到解決。
三、結束語
借助于現代科學技術與基礎性研究持續發展所提供的動力,未來纖維檢驗工作質量將通過纖維檢驗技術與方法的持續提高,無損檢驗方法在未來纖維鑒別檢驗中的重要地位不容忽視,在此基礎之上構建成套針對性的纖維檢驗與鑒別分析系統是纖維檢驗方法研究的核心所在。本文針對有關纖維鑒別檢驗方法相關問題做出了簡要分析與說明,希望能夠為今后相關研究與實踐工作的開展提供一定的參考與幫助。
參考文獻
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關鍵詞:服裝 環保 低碳
“低碳”是一個涵蓋內容特別廣的概念,所有能夠有效降低溫室氣體二氧化碳、有毒氣體二氧化硫等排放的方式都可以統稱為低碳,包括工業生產上的節能減排、建筑中的綠色設計、廢棄物的回收利用等。同樣在服裝生產,穿著使用中也要盡量減少有害氣體的排放,做到環保綠色。從服裝材料專業上說,低碳服裝必須包括三方面內容:第一、生產上的環保;第二、對穿著者無任何毒害;第三、廢棄物對環境無污染。
1.服裝原材料的環保
根據環境資源管理公司的計算,一條約400克重的滌綸褲,預定其使用壽命為兩年,共用50℃溫水的洗衣機洗滌過92次;洗后用烘干機烘干,再平均花兩分鐘熨燙。這樣算來,它“一生”所消耗的能量大約是200千瓦時,相當于排放47千克二氧化碳,是其自身重量的117倍。因此,如何在服裝原料上做到環保,低碳,是目前亟需解決的問題。
1.1綠色生態棉、彩棉
20世紀,化學纖維生產飛速發展,產量已經超過了天然纖維。但隨著人們生活水平的提高,逐漸發現化學纖維存在某些缺點,人們慢慢又開始青睞天然纖維織物,并注重環保無污染面料的應用。但是天然纖維要成為服裝面料必須要經過生產,織造,染色,整理等一系列加工,這些加工會產生一定的碳排放,同時不可避免會殘留化學物質。綠色生態棉,彩棉很好的解決了生產過程中的化學殘留。
綠色生態棉是在棉花耕種過程中,采用有機耕作,以農家肥代替化肥,以生態方法防治病蟲害。科學家將天然細菌芽孢桿菌變種中取出基因植入植株中,這樣含有這種基因的植株會產生對抗毛蟲類的有毒蛋白質,可使毛蟲在4天內死亡。采用這種方法生長出來的新棉花仍保持原來的吸水性,柔然等特征,其保溫性,強度,抗皺性能均高于普通棉纖維,制成的襯衫不易蟲蛀。
彩色棉花主要是針對普通棉花在使用過程中的染色進行開發的新型環保材料。普通棉織品必須經過化學漂洗工藝才能變的五顏六色,彩棉不用化學染整工藝就可以擁有繽紛的色彩,是真正意義上的環保產品。目前開發的彩棉產品主要包括內衣,睡衣,毛巾,浴巾,床單,被褥等上百個品種。
1.2竹纖維
竹纖維可以是從竹子中直接獲得,也可以是以竹子為原料,利用新技術,經特殊的高科技工藝處理,把竹子中的纖維素提取出來,再經復雜加工工序制取得再生纖維素纖維。由于竹子在生長的過程中,沒有任何的污染源,完全來自于自然,并且竹纖維是可以降解的,降解后對環境沒有任何污染,又可以完全的回歸自然,故該纖維被稱為環保纖維。
用該原料制成的竹紗生產的針織面料和服裝,高吸濕性快干性、高透氣性、懸垂性俱佳,手感滑膩豐滿、防霉防蛀抗菌、穿著涼爽舒適有美容護膚之效。且有較好的天然抗菌效果及環保性,順應現代人追求健康舒適的潮流。炎熱的夏季穿上竹纖維面料制作的服裝,人倍感清涼。因此,竹纖維被譽為“會呼吸的面料”。
2.服裝加工中的低碳
2.1天絲Tencel
天絲Tencel纖維是以針葉樹為主的木漿為主要原料經紡絲加工制成,在生產過程中以有機溶劑 NMMO取代粘膠纖維生產過程中使用的有毒物質二硫化碳,同時溶劑可以循環利用,利用率可達99.5%以上。天絲Tencel纖維織物具有棉的“舒適性、滌綸的“強度”、毛織物的“豪華美感”和真絲的“獨特觸感”及“柔軟垂墜” ,無論在干或濕的狀態下,均極具韌性。 百分之百純天然材料,加上環保的制造流程,讓生活方式以保護自然環境為本,完全迎合現代消費者的需求,而且綠色環保,堪稱為21世紀的綠色纖維。
2.2天然漿料、染料和整理劑加工
天然漿料主要是從植物的種子,塊莖,塊根中或者從動物的骨,皮,筋腱等結締組織中提取的,這類天然漿料為天然高分子化合物,易于生物降解,對環境的危害小。用這些天然漿料加工過的棉、毛等紡織服裝產品,具有明顯的生態效果。
天然染料是指從植物、動物或礦產資源中獲得的、不經過人工合成,很少或沒有經過化學加工的染料。采用這樣的天然染料進行染色,獲得的產品具有生態效應。日本用綠茶染色開發的棉織品具有抗菌,除臭,不引起過敏等特點。采用這些天然染料染制的紡織服裝織品更體現了服裝中的環保、穿衣中的低碳。
紡織服裝產品的后整理多采用化學試劑,如防皺,免燙的樹脂整理中,大量使用甲醛等,對人體對環境有害。天然整理劑主要是以天然動植物為原料,經加工提取制成。采用天然整理劑進行后整理加工就可以避免應用化學物品帶來的危害。
3.廢棄物環保處理
現代日常所穿著的服裝制品,相當大一部分為化學纖維織物,這類產品的原料主要是以煤,石油,天然氣等非可再生資源,并且產品在加工過程中會產生大量的廢水,廢氣和廢渣,溶劑不能循環利用,對環境造成了很大的影響。如果對穿著的化纖織物進行填埋處理,短期時間是不能夠完全降解。因此,對于在自然界中完全可以降解掉的纖維材料是現在人們所追求的綠色產品。下面主要介紹玉米纖維紡織制品。
玉米纖維紡織制品也稱PLA纖維。該產品主要是從玉米中提取乳酸,經加工制得。玉米具有絲光澤,手感好,透明度高,強度彈性比棉麻好的優點。從環保的觀點看來,玉米聚乳酸纖維以其低原料能源取勝于合成纖維;若不使用丟棄后,12年后即會溶掉,是屬于無污染的纖維并且在生物降解方面獲得極高評價。所以,也將玉米纖維稱為“21的環境循環材料”。
4.總結
總的來說,服裝材料的環保、低碳,主要可以通過上述3種途徑解決。
原材料生產過程中的環保,材料加工、整理過程中的環保,紡織材料廢棄物處理上的無污染性。只有通過這三種途徑,才能符合現在社會對材料的環保要求,真正做到穿衣中的低碳。
參考文獻
[1]劉國聯.服裝新材料.北京:中國紡織出版社,2005.3
塵螨 與哮喘有關的塵螨主要有三種,即戶塵螨、粉塵螨和埋內歐塵螨,它們的形態和致敏性基本相似。塵螨從外表看就像一只小型蜘蛛,有8只足,其直徑200~300微米,比粉筆灰屑還小,重約10微克。它們大多生活在枕頭、床墊、毛毯、填充玩具內,主要靠吃人皮膚每天脫落下來的鱗屑為生,并生長繁殖。此外,面粉、棉籽、真菌也是它們的食物。我們曾在一只枕頭內找到多達6500只塵螨,一條床褥可藏多達200萬只塵螨。螨較難在空氣中飄浮,引起人過敏的并不是整只螨,而是螨的軀干和糞小球。它們的分解產物附著在灰塵表面,直徑約10微米,隨著病人的呼吸進入氣管,產生變態反應,導致哮喘發作。有專家認為,當1克屋塵中含有100只以上塵螨時,就足以導致發病。
塵螨生長發育最佳溫度在18~30℃,相對濕度在70%~80%。在海拔1500米以上地區,塵螨失去了生長發育的最適條件,幾乎不存在。門診也曾遇到一些病人,從平原搬遷到高原時哮喘癥狀會明顯緩解。在平原地區,初秋是塵螨生長繁殖最快的季節。塵螨從卵至孵化出需30余天,再經過1~3天后雌雄塵螨就能。雌塵螨壽命為100~150天,可2~3次,總的產卵數可達上百個;雄塵螨壽命60~80天。如果任其繁殖,塵螨的數量可呈幾何級數增加。我們進行過一個試驗,人工飼養約300只粉塵螨,經過兩個多月繁殖后,數量達到上百萬只。這也是在秋高氣爽氣候宜人的季節,哮喘病人卻疾病纏身,頻頻光顧醫院的原因。
可見,預防塵螨過敏最重要的手段是阻止塵螨的生長繁殖。我們曾將同樣數量的粉塵螨分別放在特制的化學纖維和棉纖維上,24小時后化學纖維上的塵螨幾乎全死亡,而在棉纖維上的塵螨大多還保持著旺盛的生命力。因此,我們建議床墊、枕芯宜用化學纖維而少用棉纖維。房間應定期清掃,經常使用濕布擦拭塵埃或用帶有過濾網的強力吸塵器吸除灰塵。
蟑螂 學名為蜚蠊,全世界已知室內蜚蠊約16種,常見有美洲大蠊、德國小蠊、東方大蠊、熱帶蠊、黑胸大蠊等。我國長江流域則以黑胸大蠊為主。它們主要棲身于廚房、食品貯藏室、垃圾箱、壁櫥、墻裂隙、掛毯及地毯下等處,有時也出現在堆積食品處(如米、面粉倉庫等)。一般認為,蟑螂會攜帶和傳播多種病原體。20世紀60年代,專家證實蟑螂與哮喘發病有關。蟑螂引發哮喘既不是因其氣味難聞,也不是由于直接接觸人體,而是它的唾液、軀體、卵鞘和糞便等分解成的小顆粒飄浮在空氣中,被人體吸入引發哮喘。其中,蟑螂糞便等致敏性較強。經調查,20%~30%的哮喘病人對蟑螂過敏。有人對六個居民家庭廚房內蟑螂的出沒情況、家庭屋塵中蟑螂過敏原的含量進行為期一年的觀察,發現蟑螂數在六月份最高,屋塵中蟑螂過敏原的含量在八月份最高。顯然,后者的增多是由于兩個月前蟑螂數量迅速增加之故。哮喘發作的滯后則是蟑螂喜歡躲在陰暗處,其糞便和尸體需要經過一定時間才被分解成小顆粒飄浮在空氣中。
預防蟑螂過敏的措施無疑是殺滅家中的蟑螂,并徹底清除其尸體及排泄物,封閉蟑螂可能進出的通道(包括墻壁、窗戶和管道的縫隙)。食物要放入封閉的容器內,避免露置在外過夜,借此斷絕蟑螂的食物來源。家中盡可能不放置紙箱、舊報紙或空瓶等雜物。
寵物 飼養狗、貓等寵物是誘發哮喘較常見的原因。美國有30%~40%的家庭養有寵物,有18%以上的哮喘病人對狗或貓過敏。我們經常遇到一些人自從飼養貓或狗后就發生哮喘,用貓或狗的過敏原對他們作皮膚試驗即可出現強陽性反應,表明他們對貓或狗等寵物過敏。貓過敏原主要為它的唾液腺和皮膚皮脂腺的分泌物,也可以是雄貓的尿。這些過敏原大小約3微米,可在空氣中長時間存留。狗的過敏原比較復雜,可能與狗種屬有關,其過敏原可來自毛發、皮屑、唾液和肛周腺的分泌物。
一旦發現哮喘是由寵物過敏引起,就應避免飼養寵物。送走寵物后,應盡快用吸塵器吸凈毛毯,徹底清洗家具、地板、墻壁,以盡快減少空氣中飄浮的過敏原。一般地說,4~6月后病人的哮喘癥狀就會逐漸得到改善。如果去探訪有飼養寵物的朋友,回家時宜將外衣放在門外加以處理,以免將過敏原帶進家門。
真菌 已經證明真菌能誘發哮喘。真菌的繁殖需有較高的溫度和濕度。室內真菌主要是曲霉菌和青霉菌屬。它們常常隱居于老式居室,特別是陰暗、潮濕、通風不良的地下室,其次是盥洗間、廚房、家中空調機、加濕器等處。真菌的過敏原來自其菌絲和孢子,其中孢子更為重要。引起過敏的真菌孢子體直徑一般在10微米以下,隨氣流吸入人的下呼吸道而致病。有些豪華賓館真菌也相當猖獗。曾有一行17人的美國變態反應學者訪問團至重慶講學,下榻于一家極為豪華的賓館,但由于室內潮濕、霉味濃,當晚這17位變態反應專家中就有4位哮喘發作,后來將他們移至賓館最高層干燥通風的房間,翌晚,這4位專家的哮喘癥狀得到緩解。
預防真菌過敏應盡量保持居室或作業場所干燥、潔凈、向陽及通風良好。必要時可采用室內空氣過濾器,以去除空氣中99%以上直徑大于2微米的微粒,包括真菌孢子。臥室或起居室內的陳設盡量簡單、潔凈,凡是年久未用的被褥、枕頭、毯子、沙發、地毯等未經徹底清洗,不要使用。衛生間及廚房墻壁、地面最好用磁磚鋪砌,以避免滋生真菌。枕芯不宜用蒲絨、木棉、鴨絨等作為填充物,因為此類材料很容易成為真菌的孳生所,誘發哮喘發作。枕芯最好用人造纖維。
花粉 花粉是大家熟悉的過敏原,包括樹、牧草和雜草等,植物花粉的直徑為12~60微米。花粉無香味、數量大、重量輕,可隨風飄浮,傳播面積廣,也可飄入千家萬戶。春天的風媒花粉多來源于樹木,如松、柏、楊、柳、梧桐、樺樹等。這些樹木花粉在空氣中飄散的時間較短,引起的癥狀也較輕;晚春和初夏的風媒花粉多來源于牧草,夏末和秋初的風媒花粉主要來源于雜草類。我國以蒿草最常見,其次是草,再其次是藜草。雜草類中以豚草花粉的致敏性最強,過去認為這種雜草在美國多見,其實我國不少地區也有豚草。這些花粉飄散時間長,引起癥狀也比較嚴重,癥狀持續時間比較長(約一個月以上)。花粉的成分很復雜,其中主要的致敏原為蛋白質。花粉過敏的重要特征之一是有鮮明的地區性。我們遇到一些病人訴說其在北方發病嚴重,而遷居南方后病情明顯減輕。
預防花粉過要應避免與花粉接觸,可在發病季節前暫時移居致敏花粉較少的地區,或在室內安裝過濾空調裝置或空氣過濾器,使生活環境中的空氣花粉含量降至最低限度。