在60年代中期,科学家获得了含有碳氟化合物的低表面能状态,从此为纺织纤维整理提供了新的方法。从那以后,织物的拒水、拒油、拒污性能才得以实现。德国Rudolf公司近三年来推出了更加环保的新产品,形成了生物整理新概念(Bionik)。
“我们的目标是在整理过程中尽量少用碳氟化合物,而采用生物技术”,Rudolf公司负责化学品研发部经理Gunther Duscheck博士在一次纺织会议上说,“这种技术可以在耐气候性防护服、建筑用纺织品、汽车用纺织品、运动服装和户外服装上得到很好的应用。”Bionik一词由biology(生物)和technology(技术)组成,意思就是生物技术,这项技术的目标更加关注产品的有效性和环保性。他接着说:“许多有效的设计理念源自自然的灵感,在当今社会中得到了广泛的应用。比如,鲨鱼皮流线型的特点给人很多灵感,今天我们可以看到在飞机和泳衣上的广泛应用”, Duscheck博士说。
大家都知道莲花能出淤泥而不染,这就是著名的“莲花效应”。叶子表面的精细结构使水和污渍无法渗透,污泥、水粒子不容易沾附表面而能流掉。现在许多科技产品,甚至飞机的表层以及具有自我清洁性质的建筑材料,大多来自莲花的抗污性原理。但Duscheck认为,把莲花的结构移植到纺织品上没有什么太大的意义。他说,因为纺织品需要的不是那种坚硬、刚性的表面,而且产品的手感和抗磨损能力也是纺织品重要特性。
因此,Rudolf公司的研究人员在改善拒水、拒油、拒污性能上另辟溪径。水滴能从织物表面落下是织物拒水性能的重要体现,而这取决于水滴和织物表面的接触角。
如果水滴基本保持原状,就会有好的拒水性能。“我们的目标是研制一种能达到良好效果的方法。”Duscheck强调说,“我们借助于生物技术和纳米技术进行了创新,采用生物整理技术,不仅在质量上超过现有产品,在某些方面获得了更好的性能。”
树枝状 (dendrimer) 结构是解决问题的关键所在
“dendrimers”这个词来自希腊的”dendros”,意思是树和枝,树上的分枝长到一定长度后又分成两个分枝,如此重复进行,直到长得如此稠密以致于长成象球形一样的树丛。在dendrimer中,分枝是内部连结的高分子聚合键,每一个键又会产生新键,全部会向一个焦点聚合或向一个核聚合。
在dendrimer上形成大量键端球形突起物,象毛线球上的绒毛。在合成过程中,能设计这些键端去执行特殊的化学功能,例如,键端可带电,其目的是完全发挥dendrimer的高分子电解质的功能。另一个特点,在合成过程中,也能控制dendrimer外部尺寸和内部的结构。这使得有可能创造与外部不同性质的内腔和通道,并打开dendrimer作为载体或作为受邀分子晶核的大门。在这一能力中,dendrimer除了为纳米技术建造纳米块外,还起催化作用。
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