Достижения по применению нанотехнологии для того, чтобы улучшить свойства текстильных материалов, очевидно, значительно увеличивают потенциал роста отрасли. За последние годы было продемонстрировано, что нанотехнологию можно использовать для совершенствования технических свойств текстильных материалов, таких как износостойкость, способность пропускать воздух, водоотталкивание, огнестойкость, противомикробные свойства и так далее, причем как для волокон, так и для готового полотна. Помимо тех миллионов долларов, которые составляют частные инвестиции, государственное финансирование на исследования и разработки в области нанотехнологии составило, по имеющимся данным, в 2003 г. почти три миллиарда долларов. Ожидается, что в течение последующего десятилетия производство текстильных материалов за счет достижений нанотехнологии может превратиться в многомиллиардный бизнес с соответствующими экономическими и экологическими выгодами для текстильной отрасли и отрасли по производству нетканых материалов. Свойства и эксплуатационные характеристики волокон и полотен очень существенны для производства и использования тканей, обыкновенные волокна или волокна с высоким номером имеют диаметр от 1 до 100 микрометров. Их производят с помощью хорошо зарекомендовавших себя технологий сухой – влажной – сухой обработки, прядения расплава с распылением, а также мелтблауна, через многоканальный мундштук для нитей с диаметром от 1 до 100 микронов. Нановолокна с диаметрами в наноразмерном диапазоне, преимущественно, производятся с помощью технологии электропрядения, хотя существуют также и другие методы. При электропрядении заряженный полимерный расплав или раствор экструдируют через многоканальные мундштуки с диаметром меньше микрометра для того, чтобы волокна, собранные на заземленной плите можно было подвергнуть воздействию большой разности потенциалов между мундштуками и плитой. Это хорошо освоенная технология для производства волокон чрезвычайно малого диаметра с улучшенными свойствами. Дальнейшего повышения прочности и проводимости волокна достигают за счет последующей тепловой обработки. Получаемые нановолокна используются для различных применений, таких как изготовление пуленепробиваемых жилетов и тканей, устойчивых к воздействию электромагнитных волн. Углеродные нанотрубки (CNT) позволяют получать волокна со сверхвысокой прочностью и прекрасными эксплуатационными характеристиками. Было установлено, что сверх точно выровненные системы расположения углеродных нанотрубок позволяют получать нановолокно с модулем Юнга в диапазоне Тпа, прочностью на разрыв, равной 200 Гпа, упругим напряжением до 5% и разрушающим напряжением 20%. Тем не менее, следует отметить, что механические свойства текстильных или нетканых материалов, которые армированы углеродными нанотрубками, не всегда соответствуют высоким параметрам свойств, характерным для нановолокон, которые входят в их состав. Это происходит из-за того, что поперечные поверхностные воздействия армированных текстильных материалов не всегда распределяются пропорционально их механическим свойствам, которые традиционно бывают ориентированы в линейном направлении. Все более возрастающее число применений нанотехнологий при создании нетканых и родственных композитов специализированного назначения получает возможность использовать преимущества поперечных поверхностных параметров армированных материалов. |
