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负离子纤维及其纺织品的应用与发展摘要：综述了负离子产生的机理、负离子与人们健康、保健的关系以及负离子纤维及纺织品的生产方法，同时也讲述了负离子纤维及其纺织品在国内外的开发与应用。介绍了几种已经研发成功的负离子纤维。指出了同国外相比，我国虽处在研发初级阶段，但可充分发挥我国丰富的电气矿资源优势，深入研发更多的保健型负离子纺织品，有很大的经济价值和广阔的市场前景。关键词：负离子纤维；功能纺织品；环保；健康ApplicationandDevelopmentofAnionFiberandTextileLight-chemicalEngineering1202LIQing-fang1090212219Abstract：Thispapersummarizestherelationshipbetweendevelopmentoffibertextileandhealthofhuman,discusesthemechanismofanion，introducesthemethodsofproducinganionfortextiles,analyzesthecurrentsituationofdevelopmentandapplication．Severalhavingbeendevelopedsuccessfullyanionfibersareintroduced.ItispointedoutthatAlthoughtheR&Dactivitiesinchinaisstillistheinitialstage，theadvantageofrichinresourceofelectricalquarryedgecanbeutilizedtostimulatetheR&Dofhealth．aniontextiles．Itseemstohavegreatbenefitandbroadmarketprospects．Keywords:negativeionfiber;functionaltextile;environmentalprotection;health引言清新、洁净的环境，可维持身心平衡，保持健康。空气、水、阳光被誉为生命三大构成要素，其中空气为首要因素。然而现代工业环境的污染，使空气的洁净度遭受到极大的损害，空气中正负离子的平衡被破坏，出现正离子增多，而负离子减少的趋势。空气中的负离子多为氧离子、水化羟基离子等，当空气中的分子或原子失去或得到电子后，便形成带电荷的粒子，称为离子；带正电荷的叫正离子，带负电荷的叫负离子。负离子对人的健康、长寿及生态具有重大影响。负离子被誉为“空气中的维生素”，国际评价室内空气的质量第一指标便是空气负离子的含量。一般在森林、海滨、瀑布、郊外等污染少的地方，负离子含量比较高，人们会感觉空气清新，呼吸顺畅，心情愉悦。这是因为负离子能刺激神经，提高氧气转化能力，加速新陈代谢，强化细胞机能。随着空气负离子的作用机理日益被认清之后，一种具有释放负离子功能的纤维与纺织品被开发出来，这种能改善环境的功能纤维、织物吸引了国内外学者的注意。负离子纤维及负离子纺织品作为新的一类功能性产品必将得到发展。1、负离子与人体的健康关系负离子含量与人体健康的关系如表1所示。此外负离子对血液有一定的净化功能、细胞复活作用，可以增加人体的抵抗力，自律神经的作用，还可以除去各种味道、气味，具有较强的吸附与分解作用。负离子含量与人体健康的关系环境负离子个/cm3关系程度森林、瀑布区100000-500000具有自然痊愈能力高山、海边50000-100000杀菌、减少疾病传染郊外、田野5000-50000增强人体免疫力和抗菌力都市公园里1000-2000维持健康的基本需要街道绿化区100-200诱发生理障碍边缘都市住宅封闭区40-50诱发生理障碍如头痛、失眠等负离子对人体的作用：a．对神经系统的影响，可使大脑皮层功能及脑力活动加强，精神振奋，工作效益提高，能使睡眠质量得到改善。负离子还可使脑组织的氧化过程力度加强，使脑组织获得更多的氧。b．对心血管系统的影响。负离子有明显扩张血管的作用，可解除动脉血管痉挛，达到降低血压的目的，负离子对于改善心脏功能和改善心肌营养也大有好处，有利于高血压和心脑血管疾患病人的病情恢复。c．对血液系统的影响。研究证实，负离子有使血液流动变慢、延长凝血时间的作用，能使血中含氧量增加，有利于血氧输送、吸收和利用。d．负离子对呼吸系统的影响最明显。这是因为负离子是通过呼吸道进入人体的，它可以提高人的肺活量。有人曾经试验，在玻璃面罩中吸入空气负离子30分钟，可使肺部吸收氧气量增加2％，而排出二氧化碳量可增加14．5％，故负离子有改善和增加肺功能的作用。2、负离子纤维及其纺织品的负离子产生机理2.1负离子发生材料通过添加负离子发生材料使纺织品具有负离子发射特性，是目前研究开发负离子纺织品的主要途径，这些材料主要有：(1)含有微量放射性物质的天然矿物质(2)奇冰石(电气石)、蛋白石、奇才石等晶体材料(3)珊瑚化石、海底沉积物、海藻炭、水炭等2.2电气石发生负离子的机理电气石在温度和压力变化的情况下(即使在微小的变化下)，能引起电气石晶体之间的电势差，这种静电压很高，并且随着电气石粒子的细化而加强，其能量足以使空气中的分子发生电离。因此，通过电气石结晶粉末两端所具有的永久正负极性，与普通的水、空气中的水分子或皮肤表面的水分子接触后，就能够产生瞬间放电电离效应，将水分子电解为H+和0H-。H+与电气石释放出的电子结合而被中和成H原子，而OH-与其他水分子结合，可连续生成羟基负离子(H3O2)-。这就是电气石能够永久、持续发射“负离子”的主要机理。2.3负离子纤维及其纺织品的负离子产生机理目前国内外研究一种物质如稀土类矿石或其他天然硅酸盐物质，采用特殊的方法添加到纤维或纺织品中，使之具有发生负离子的功能，考虑到使用的环境安全性，采用电气石或蛋白石等物质，利用其本身具有的电磁效应，使加工后的纤维或纺织品，也能成为一种天然的负离子发生器。还有天然放射性稀有元素，它能将空气离子化，使人感到犹如森林浴作用，获得如洗温泉同样的效果，对人体健康有利并有辅助理疗作用。原理示意图如下：3、负离子纤维及其纺织品的加工方法一般负离子纺织品加工方法有两类：一是一类是应用具有负离子发射特性的纤维进行加工，另一类是通过对织物进行后整理，使纺织品具有负离子发射特性。3.1负离子纤维的加工方法(1)表面涂覆改性法表面涂覆改性法是在纤维的后加工过程中，利用表面处理技术和树脂整理技术将含有电气石等能激发空气负离子的无机物微粒的处理液固着在纤维表面。(2)共混纺丝法共混纺丝法也是生产改性和多功能合纤的一种主要的方法，是在聚合或纺丝前，将能激发空气负离子的矿物质做成负离子母粒加入到聚合物熔体或纺丝液中纺丝制得负离子纤维。与表面涂覆改性法相比，这种纤维产生负离子的耐久性更好。(3)共聚法共聚法属于化学反应，是把负离子添加剂在聚合过程中加入，制成负离子切片后纺丝。一般共聚法所得切片添加剂分布均匀，纺丝成形性好。负离子纤维的制备工艺流程：原材料→预处理→纳米级粉体→表面处理→配料→母粒→烘干→配料→纺丝→成品3.2织物后整理加工方法（1）使用浸轧烘燥焙固法、循环浇淋法、喷雾法或上胶涂布法。将含有无机物微粒和有机载体的水溶液作用到羊毛纤维制品上。（2）用液状硅涂覆或含浸固化在面料上，使其产生负离子。（3）将面料浸渍在含有无机物微粒和粘合剂树脂的溶液中，用挤压的方式使面料中的无机物微粒达到规定的附着量，如具有负离子发生能力的布帛。（4）采用浸渍法、层压法或印花法将处理液作用到纺织品上。（5）将离子交换物质及红外线放射物质加工成微米级粉末，混入油墨中，这种油墨被刷在蒲团、覆盖物等床上用品的布料表面产生负离子。负离子织物的制备工艺流程：织物→漂染→浸渍整理剂→放残液→浸渍→放残液→烘干→后处理→负离子织物4、负离子纤维的开发与应用4.1国外负离子纤维的开发与应用日本是负离子功能纺织品最先研制开发成功的国家，也是目前负离子功能纺织品品种多、性能质量优、规格花样全、市场销售规模大、开发生产能力强的成熟市场。日本成功开发出的有关负离子纤维及纺织品的产品有：钟纺(Kanebo)公司的“lone”纤维、KomatsuSeiren公司的“Verbano”织物、SakaiNagoya生产的具有负离子效果、耐久吸水性和抗紫外线的产品MioUV、QⅡ等。欧美市场也有负离子衬衣等纺织品面市。4.2国内负离子纤维的开发与应用国内开发负离子功能纤维还主要停留在化学纤维这一块，使用陶瓷粉体和电气石粉体做成母粒，采用共混法或共聚法进行纤维改性。开发了负离子远红外线功能纤维，奇冰石纳米涤纶负离子纤维等。该纤维的制成品如壁纸、窗帘等，能不断地释放负离子，制成毛巾、服装、床单等具有保健和环保双功能。4.3负离子纤维纺织品的应用4.3.1粘胶负离子纤维在精纺呢绒上的应用粘胶负离子功能纤维是采用纳米级超细添加剂，经特殊工艺加入粘胶纺丝液中，使功能性微粉镶嵌到纤维中所制得的纤维。用该纤维制得的纺织品，具有激发产生负离子的功效和广谱抗菌效果。为充分发挥粘胶负离子纤维的独特功能，利用精梳毛纱与粘胶负离子长丝交织的方式，开发轻薄型服装面料。负离子纤维采用120旦的复丝，为了与负离子粘胶长丝相匹配，毛纤维纱线选用精梳高支纱，线密度为11．1tex×2，为了体现闪色效果，织物组织采用变化的斜纹，风格为薄型花呢，织物手感滑爽、挺括，负离子发射浓度较高，明显优于普通毛纺织物，且具有吸湿、透气、抗菌、除臭、保健等功能，该面料适合作春秋高档服装面料。4.3.2负离子纤维在汽车内装饰材料中的应用上海联畅化学纤维厂是一家为汽车配套的内装饰材料纤维生产厂家，该厂开发了不同用途的产品，如用于床上用品的填充料、用于车用座椅的内芯材料，可用于制作汽车内饰布、箱包布、挂帘等装饰材料的纤维。一系列的测试结果证明负离子纤维在汽车内能够释放负离子，去除异昧，有效地改善车内空气质量，消除乘坐人的疲劳和增加乘坐人的舒适感。5、结束语随着人们对健康、环保要求的提高，开发保健功能型纺织品将成为未来发展的趋势。符合回归自然理念的负离子纤维作为21世纪的绿色环保材料将在装饰、产业、服装等领域得到更为广泛的应用。虽然我国开发和应用负离子纺织品的工作，无论是基础研究还是应用研究，目前尚处于初级阶段。但是我国有丰富的矿产资源，在新疆、内蒙古、桂林和云南等地发现了丰富的电气石矿，充分开发利用这一自然资源，深入研究负离子在纺织领域的应用，开发和研制更多的保健型负离子纺织品，具有很大的经济价值和广阔的市场前景。参考文献【1】日清纺株式会社．。环境净化，负离子、保健疗法”运用放射线刺激效果的纤维素材阴．染化杂志，2005，4(247)：42—45。【2】高洁，李清山，周可富，等．负离子添加剂在纺织品中的应用阴．纺织科学研究，2004，l：27—30．【3】张志湘．电气石的自发极化效应在环境与健康领域的应用阴．中国非金属矿工业导刊，2003，3l(1)47—49．【4】叶远静，袁小红．负离子纺织品研究进展及应用[J]现代纺织技术，2006，3：52—54．【5】张艳，陈跃华等.负离子纺织品研究与应用[J].上海纺织科技，2002,10（5）：52【6】张素俭，高美芬.粘胶负离子纤维在精纺呢绒上的应用.【7】童勤荣.负离子纤维及其在汽车内装饰材料中的应用.【8】陈月爱，李青山，陈景徽.Anion®系列负离子添加剂在纤维织物涂层材料中的应用与研究.