負離子地毯的功能性及配比優(yōu)化

　　近年來，隨著居室裝飾裝璜的現(xiàn)代化，室內(nèi)的空氣質(zhì)量往往處于被忽視的位置。室內(nèi)空氣污染已經(jīng)成為全世界各國共同關(guān)注的問題，環(huán)境專家已把室內(nèi)空氣污染列入對人健康危害最大的5種因素之一。美國專家研究表明，室內(nèi)空氣的污染程度要比室外空氣嚴重2-5倍，在特殊情況下可達到100倍。裝空調(diào)的封閉室內(nèi)空氣負離子濃度僅為0-25個/cm3。而世界衛(wèi)生組織對清新空氣的負離子標準濃度規(guī)定為：1000-1500個/cm3。  
　　有資料介紹：郊外田野的空氣負離子濃度為5000-50000個/cm3；當(dāng)空氣負離子濃度達到50000-100000個/cm3時，可以殺菌、減少疾病傳播；當(dāng)空氣負離子濃度為100000-500000個/cm3時，人體具有自然痊愈能力。所以，開發(fā)負離子室內(nèi)紡織品已成為各國關(guān)注的重要研究方向。  
　　1 負離子材料的篩選  
　　復(fù)合型負離子健康地毯，是采用共混法將負離子素超微粉體鑲嵌于定形絲內(nèi)，并采用負離子漿進行背涂。利用負離子素的自極性產(chǎn)生永久的自發(fā)電極，通過壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)、物理吸附、化學(xué)吸附等協(xié)同作用，達到激活增效，提高負離子發(fā)生量的效果。因此，所加入的負離子素既不能影響纖維的各種機械物埋性能，又要能達到較高的功能性指標，所以，對于負離子素的篩選至關(guān)重要。  
　　能夠釋放空氣負離子的功能性材料主要有電氣石(tourmaline)、蛋白石、海底沉積物、海藻炭4大類。其中，電氣石是一種天然存在的三方晶系、柱狀結(jié)晶的硅酸鹽類礦物晶體，能夠持久帶電(具有電能)，與鈾(具有放射能)、磁鐵(具有磁能)并稱為世界三大能量礦石。通常是以鎂鐵鋰電氣石為例，其化學(xué)分子式為:Na(Mg,Fe,Li,Al)3Al6［Si6O8］［B03］3(OH，F(xiàn))4.寶石學(xué)中又稱"碧璽"。電氣石的晶體結(jié)構(gòu)決定了它具有沿C軸兩個結(jié)晶端天然的正負極性。這種與生俱來的永久性電極是產(chǎn)生負離子的基礎(chǔ)。  
　　復(fù)合型負離子素是將鐵鎂鋰電氣石進行超細粉碎，再與稀土復(fù)合氧化物、納米半導(dǎo)體材料等進行機械化學(xué)復(fù)合而成的高效產(chǎn)生空氣負離子的復(fù)合材料。選用此種負離子素作為紡織品添加劑比單純電氣石產(chǎn)生空氣負離子能力提高2倍以上。  
　　2 負離子地毯的功能性作用原理簡述  
　　負離子健康地毯是采用共混法將復(fù)合型負離子素鑲嵌于纖維之中，制成丙綸BCF絲，然后經(jīng)織造、后整理加工而成。  
　　由于復(fù)合型負離子素產(chǎn)生負離子的過程是在其具有永久自極性的基礎(chǔ)上，借助于能量的變化促使周圍空氣電離，不間斷的產(chǎn)生空氣負離子的過程。所以，人們在與負離子健康地毯接觸的過程中，纖維周圍的溫度、壓力、濕度發(fā)生了變化，激發(fā)了織物中負離子素的熱電和壓電效應(yīng)，引起負離子素晶體之間的電勢差，使得周圍空氣發(fā)生永久電離:  
　　H2O→OH-+H+。H+以比OH-快1.8倍的速度，迅速移向永久電極的負極，吸收一個電子變?yōu)闅錃庖萆⒌娇諝庵?2H++2e→H2↑;而脫離出的OH-附著于鄰近的水和氧分子，轉(zhuǎn)化為空氣負離子(H3O2)-。這種變化只要空氣濕度不為零就會不間斷地進行著，形成負離子地毯永久發(fā)射空氣負離子(H3O2)-的功能，且不會產(chǎn)生有毒物質(zhì)引發(fā)其他副作用。  
　　復(fù)合型負離子素同時具有遠紅外發(fā)射功能。這是由于纖維中負離子素單元體的正、負電荷無對稱中心，當(dāng)它們做熱運動時，相應(yīng)的偶極矩發(fā)生變化，即熱運動使極性分子激發(fā)到更高的能級，當(dāng)它們向下躍遷時把多余的能量以電磁波的方式放出。其輻射遠紅外線的波長范圍為4-14µm，而人體吸收遠紅外線最佳波長為9.6µm，恰在此范圍內(nèi)。所以，在負離子健康地毯上赤足行走時，也具有促進人體微循環(huán)功能。  
　　地毯纖維中的負離子素持續(xù)釋放的(H3O2)-負離子能夠中和空氣中的氧自由基及氧化性氣體(腐敗異味)，并中和、包覆帶有正電荷的甲醛、H2S、二甲胺、氨等有害氣體，直到無電荷后沉降；同時，負離子素的每個晶體顆粒周圍都可形成具0.06mA微電流的104-107V/m強電場，細菌、有機物在電場電流作用下被分解，從而，失去增生與繁殖的條件。所以負離子健康地毯的除臭、祛除異味和抗菌抑菌作用是由于負離子包覆沉降、負離子中和、電場電流分解及某些化學(xué)反應(yīng)的綜合結(jié)果。  
　　3 應(yīng)用前景  
　　(1)研制開發(fā)負離子健康地毯的意義在于將自然界的空氣負離子功能移植到室內(nèi)，凈化空氣，抑菌防臭，提高組織供氧，改善新陳代謝，增強人體免疫力，使室內(nèi)鋪地材料達到清新與保健的統(tǒng)一，實現(xiàn)鋪地紡織品的"清沽、健康、安全、放心"。地毯用于地?zé)崛∨氖覂?nèi)，更能提高其功能性的效果。  
　　(2)在BCF絲中鑲嵌的負離子素的粒度，至少應(yīng)在單纖維直徑的1/3以下；添加量為母粒的30%以上；紡絲油劑應(yīng)比通常用量提高1.5%左右。  
　　(3)采用復(fù)合型負離子素作為紡絲添加劑可以提高功能性效應(yīng)。制成的地毯纖維經(jīng)中國紡科院測試中心檢測，負離子發(fā)生量可達6100個/cm3，遠紅外發(fā)射率可達85.3%  　
  　(4)用于制作負離子地毯的長絲及其生產(chǎn)工藝，同樣可以生產(chǎn)沙發(fā)、坐墊、窗簾等室內(nèi)、車內(nèi)其它紡織品，因此具有極廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。