负离子纺织品和其检测.pdfVIP

《第四届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会》论文集 北京2004．10．12—14 量曼鼍量曼曼曼曼曼量曼量曼曼曼皇皇曼鼍量量鲁曼曼量舅曼曼曼曼I—I一_|一．1量曼曼量曼曼曼曼曼曼皇曼曼量量暑量皇曼曼曼 负离子纺织品及其检测 冀志江王静王继梅 中国建筑材料科学研究院环境工程研究所环境与健康材料研究室 在。此后不久几位自然哲学家把一些生物效应归结于它。在1899年Elster、Geitel和JJ Thompson 分别证明了空气电荷和空气中的气态离子有关。从此开始了空气离子发生器和空气离子监测设备的 研究，通过大量的研究，确定了空气离子的物理学和生物学特性究。空气离子的浓度，正、负离子 比例的变化对动物和植物的生物效应有显著的影响。 空气离子的生物学意义是我们所关心的。细菌、原生物、高杆植物、昆虫、动物和人对空气离 子都有反应。有些情况正离子和负离子诱发同样的反应，有些情况产生相反的作用。例如，无论正 离子还是负离子都能抑制固体界面上的细菌和霉菌的生长，对悬浮在小水滴中的细菌产生致命的影 响，减少空气气溶胶中细菌的数量。空气负离子可以促进人体心脏细咆的繁殖，而正离子则减缓其 繁殖。 1．空气离子产生的可能机理 产生空气离子的机理有多种方法。射线致使空气电离，一个中性分子(02或N2)被打出一个 电子后形成正离子，它迅速吸引10—15个极性分子，主要是水分子，形成正空气离子；被击出的电 子可能与02结合(N2不具有和电子的亲和力)将吸弓f_一定数量的水分(可能是8—10个)形成的团 族，称之为负空气离子。空气离子总是成队出现，二者几乎相等。从中性原子中击出一个电子，大 约需要34eV的能量。波长较短的电磁波(如X射线，丫射线)具有这样大的能量。 在低层的大气中，使空气电离的主要能量来源是放射性物质衰变产生的射线(如Q、p和丫射 线)及其子体。在世界上的大多数地方离子以每秒钟5—10对／cm3的速度产生。氡析出率高的地方， 土壤(‘或建筑材料)中的放射性含量比较高，离子的产生率也可能比较高。随着高度的增加，宇宙 射线增强，空气离子浓度也较大。 von Lenard于1．894年发现的。水滴在空 Lenard效应是由诺贝尔奖获得者德国物理学家Philipp 气中运动能量的消耗伴随着电荷的分离。．实验发现，在水的喷射过程中，正负电荷的分离依赖于温 度、存在的溶解杂质、冲击空气的速度和接触界面。水滴破碎后较大液滴带正电荷，在撞击过程中 被空气带走的小水雾液滴带负电荷。直径为4mm的蒸馏水液滴，从5cm高处下落到以lm／s速度上 升的气流中，每个水滴会产生10。o库仑的电量。自然界瀑布附近的负离子浓度较高的原因就是由于 Lenard效应导致的。 《第四届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会》论文集 北京2004．10．12—14 空气中离子浓度除了和其产生源的因素有关外，环境是其决定因素。一般情况下，空气负离子 比正离子小，运动速度比较快，易于和正离子碰撞复合；同时，地球表面带负电，与地表存在排斥。 这决定空气中正负离子的比例在1．2至l之间(称为单极系数)。 2．产生空气离子材料及其纺织品 提高室内空气离子的浓度营造健康的生活环境是我们追求的目标。日本科学家Kubo发现电气 石可以诱发空气负离子。除电气石之外，含有微辐射元素的矿物也具有产生空气离子的左右。 担载有电气石或其它矿物材料的纤维有两种方法：一种是将电气石混炼入丝中，即在拉丝时就 将电气石填加入，例如尼纶或者化学合成纤维；另一种是采取后整理的办法将电气石担载到织物上。 第一种方法，将尼纶加热融化，取粒径为1-0．5微米的电气石粉体(占总重量的O．2—10％)混入液态 尼纶，分散均匀。然后进行拉丝，把丝纺成纱。纺成的纱可以和其它纱纺成织品。 第二种方法，首先将细电气石粉体分散在一种液态聚氨酯或丙烯酸粘接剂中，然后将纺织品浸 入，使一定量电气石粉体颗粒沉积在其表面，将溶剂分离，织品蒸发干，即所谓的“后整理”。