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不同領(lǐng)域中功能紙的研制趨勢(shì)

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2021-09-22 18:00:33.000

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　　縱觀研制的功能紙，可從以下幾方面著手。

　　(1)采用功能纖維，纖維本身依其組成、形狀、表面不同而具有各種功能，將纖維加工后而得功能纖維，再以紙機(jī)抄造而成。功能纖維可由兩種方法制得：①通過(guò)紡絲時(shí)截面處理得到不同形狀的纖維，例如截面為三角形的合成纖維，具有柔軟、高光澤、吸水性好的特點(diǎn);②在紡液中添加具有某種特性的粉體或助劑后而得到的纖維，例如加有碘化銅的合成纖維，具有抗靜電和殺菌的功能。利用各種功能纖維(如吸水吸濕纖維、抗靜電纖維、滅菌纖維、芳香纖維、防紫外線纖維等)可以抄造相應(yīng)的功能紙——如抗靜電紙、滅菌紙、芳香紙、防紫外線紙等，使之滿(mǎn)足社會(huì)有關(guān)部門(mén)的需要[4]。

　　(2)采用功能膜(即薄膜)，把原料進(jìn)行再加工而成。薄膜可看作二維材料，它的表面和界面所占有的相對(duì)比例較大，因之表現(xiàn)的物理效應(yīng)也較為突出。例如薄膜的厚度比電子的平均自由度小得多，當(dāng)膜的兩個(gè)表面之間的電子進(jìn)行往返運(yùn)動(dòng)時(shí)，就會(huì)發(fā)生干涉，從而對(duì)電子輸運(yùn)狀態(tài)產(chǎn)生影響。在制膜過(guò)程中，由于多數(shù)處于非平衡狀態(tài)，故實(shí)現(xiàn)原設(shè)計(jì)有相當(dāng)難度。但是，可以不考慮是否會(huì)形成均勻相，而比較自由地改變薄膜的性能。比如，在研究合成紙的進(jìn)一步發(fā)展中，對(duì)“紙狀化”之前薄膜的加工處理非常關(guān)鍵。

　　(3)采用復(fù)合材料，這是近年來(lái)功能紙加工的重點(diǎn)。因?yàn)橐环N材料的缺陷可由另一種材料的優(yōu)勢(shì)來(lái)彌補(bǔ)。一般而言，比較簡(jiǎn)化的復(fù)合方法是借助黏合劑或熔融處理來(lái)固結(jié)纖維或薄膜，常用的有：固體黏合劑和液體黏合劑，前者如合成漿(SWP)、聚乙烯醇(PVA)、熱熔纖維(HMF)等;后者如丙烯酸(AA)、醋酸乙烯(VA)、苯乙烯-丁二烯樹(shù)脂(SBR)等。

　　由上述方法可以研制各種功能紙，如電性功能紙、磁性功能紙、生物功能紙、醫(yī)學(xué)功能紙等。現(xiàn)簡(jiǎn)要介紹，供同行參考。

　　電性功能紙是根據(jù)電子工業(yè)的需要而開(kāi)發(fā)的高新材料。從電性能的角度講，一般分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體，導(dǎo)體的電阻率隨溫度升高而增加;半導(dǎo)體和絕緣體則相反。考慮到電導(dǎo)率與材料的形狀和本質(zhì)的密切關(guān)系，在研制時(shí)必須注意兩點(diǎn)：一是“純”性——即電子純(化學(xué)純、光譜純還不夠);二是“韌”性——能抵抗極端惡劣的條件(高低溫、耐腐蝕、抗振動(dòng)、抵擋輻射等)。但是，一般的高分子材料是絕緣體，而某些復(fù)合材料(聚合物)的電導(dǎo)率可達(dá)到半導(dǎo)體和導(dǎo)體之間;另外，采取摻雜的方法(例如，用碘、溴小分子摻雜到聚乙烯大分子中)也可使電導(dǎo)率明顯升高，從而制備出以導(dǎo)電高分子為基干的功能紙。

　　生產(chǎn)磁性功能紙時(shí)，常用磁粉、磁泡材料產(chǎn)生磁性。常用的磁粉有γ-三氧化二鐵、鈷和二氧化鉻等，也有用鐵鈷膜的。磁泡材料是一種圓柱形磁疇，在磁場(chǎng)作用下，會(huì)收縮成圓柱狀，像“水泡”似的。常用的磁泡有：磁性石榴石單晶片等。磁性功能紙使用比較多的是磁卡，它的適用范圍越來(lái)越廣。

　　生物功能紙，一般是指利用通過(guò)化學(xué)改性法將某種藥物接枝到聚合物上，或是采取物理法把藥物附著、固定在其上所制得的活性生物纖維(biologically active fiber)，然后再抄造成具有某些抗微生物侵蝕，或產(chǎn)生止血、消炎、滅菌、抗?fàn)C傷等醫(yī)療效果的生物功能紙。

　　醫(yī)學(xué)功能紙，即醫(yī)用高分子材料中的一個(gè)特殊品種。它分為人體外用和人體內(nèi)用，前者有止血繃帶、繃托、輸血用具等;后者有人工皮膚、人工腎、人工肝、牙齒植入物等。尤其是直接與人體接觸的品種，除要求物化性能好、無(wú)毒并不會(huì)破壞鄰近組織、對(duì)身心無(wú)不良影響外，還應(yīng)具有優(yōu)良的生物相容性、抗凝血性、無(wú)致癌性、不引發(fā)過(guò)敏反應(yīng)等特點(diǎn)。

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