從20世紀50年代起．隨著合成纖維的出現．仿真絲，仿毛，仿麻等性能優異的纖維相繼嶄露頭角．其后是Lyocell等綠色環保纖維的問世．給棉纖維帶來了沖擊。但是棉纖維作為一種具有良好吸濕性．透氣性．保暖性及柔軟手感的天然纖維素纖維經受住了考驗．在紡織材料領域繼續扮演著重要角色。進入21世紀,合成技術，仿真技術等一系列高新技術的完善，生物工程,基因工程等新興學科的興起，使得新品種，高性能，多功能的紡織纖維材料層出不窮，這在客觀上對棉纖維提出了新的要求。為了充分開發棉纖維潛在的功能，對棉纖維進行各種改性研究，提高棉纖維的附加值和性能已成為人們研究的一大方向。但是，傳統的棉纖維改性技術存在著許多弊端，如樹脂整理后會使棉織物上殘留和釋放出甲醛；偶氮染料染色的棉纖維上會含有致癌的芳香胺；在棉纖維漿科中存在具有相當生物毒性的五氯苯酚，殘留在紡織品中會危害人體健康。因此近年來，許多國家正在不斷地探索棉纖維的綠色改性技術，開發研究綠色棉纖維產品，并已取得了一系列新的進展。
1化學處理方法
傳統的化學試劑包括酸、堿溶液處理，雖可改變棉纖維的形態和微結構，達到改善纖維性能的目的，但這些化學藥劑也會對人體產生一些不良影響，并對環境污染嚴重。而綠色技術在處理中選用的是綠色環保整理劑和染料。這些材料一般可自然降解，無毒性，有利于環保。
1．1殼聚糖整理
殼聚糖又稱脫乙酰甲殼質，可溶性甲殼質，是甲殼素脫去乙酰基后的產物。殼聚糖在自然界資源豐富。主要來源于廢棄的蝦．蟹殼類。殼聚糖具有許多特殊的性能，如良好的生物降解性，生物相容性，無毒，無污染等。殼聚糖能溶解在醋酸、苯甲酸等稀酸水溶液中，分子上的伯氨基被質子化．形成帶正電荷的氨基離子一NH4+。而棉纖維浸在水介質中時，由于介電常數比水低而獲得負電荷，因此殼聚糖由于靜電吸引對棉纖維具有強烈的親和力。在殼聚糖溶液處理棉纖維的浸軋過程中．殼聚糖能均勻地分布在纖維表面和空隙
殼聚糖常用于棉織物的防皺免燙和抗菌整理，一般同時用檸檬酸作為殼聚糖的溶劑和對棉的交聯劑。不僅在檸檬酸和棉纖維素之間發生酯化反應．而且檸檬酸和殼聚糖的羥基之間也會發生酯化反應．可獲得較高的折皺回復角．并且整理后的織物白度，強力，耐洗滌性能好，還提高了直接染料等陰離子染料的上染率．染色均勻。同時，經殼聚糖處理的棉具有良好的抗菌性能．在適當的殼聚糖濃度下，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌及白色念珠菌的抗菌率接近100％。且經過多次水洗后．抗菌率仍保持在80％以上。xDLiu等采用一種新的改性方法，制備了一種殼聚糖涂覆的新型棉纖維(CCCF)。即先用高碘酸鉀氧化棉纖維素，然后再與殼聚糖之間形成席夫堿而使殼聚糖結合在棉纖維表面．并用這種新型纖維承載和控制釋放中藥紫草寧,獲得了較好的效果。
1．2天然絲素蛋白整理
天然蠶絲是一種珍貴的紡織纖維，享有“纖維皇后”的美稱。蠶絲蛋白質與人體皮膚、頭發的角朊結構有很多相似之處，故蠶絲也有“第二皮膚”之稱。祝瑩等研究了絲素蛋白質在棉纖維上的涂覆成膜機理、涂覆牢度及主要性能。絲素涂覆后的棉纖維對人體有很好的生物適應性和保健性，達到了棉纖維表面真絲化的效果，并且絲素涂覆棉織物的縮水率明顯下降、活性染料的上染百分率也顯著提高。由于絲素蛋白的優良特性，為今后開發棉纖維仿真絲綢技術和新型綠色功能棉纖維開辟了新的途徑。
1．3無甲醛整理
目前，無甲醛整理劑中研究最多的是多元羧酸類整理劑。美國的shippee首次提出了用多元羧酸與纖維素羥基發生酯化反應，使分子之間形成酯鍵交聯，從而使無甲醛整理劑達到防皺效果。隨著對酯化反應歷程的深入了解,人們對多元羧酸用于棉織物
1．4綠色染料及漿料的應用
傳統的染料中會含有重金屬或其它有毒物質，在染色過程中會附著在織物上，對人體健康造成危害。而天然染料主要來源于植物的根、莖、葉、果，或天然彩色礦石。天然染料一般無毒．可生物降解，對人體和生態均不會造成危害。我國天然染料的應用遠遠早于其它國家，主要利用植物的液汁進行傳統工藝染色。近年來．日本用綠茶染色開發的棉制品具有抗菌、除臭、不引起過敏等優點，在日本市場倍受歡迎。中國紡織科學研究院也已制得了天然黃(TR-H))和天然綠(TR—G)，可用于棉和絲綢染色。
天然漿料一般來源于某些植物的種子、塊莖，或動物的骨、皮、筋腱等結締組織，主要包括淀粉、植物膠和動物膠。天然漿料是天然高分子化合物．易生物降解，對環境危害性很小，在一定條件下可替代部分污染性大的合成漿料而用于棉纖維的上漿。因此，從大自然中提取各種原材料制備染料或漿料,是今后綠色技術研究探索的一個新方向。
2生物技術
生物技術作為跨世紀的高新技術，它和染整科學技術的交叉融合將是21世紀染整科技發展的新主流，將推動紡織工業進入一個綠色清潔生產的嶄新時代，并改變由于使用大量化學助劑而嚴重污染環境的局面。
2．1生物酶制劑處理
生物酶是生物細胞產生的一種生物催化劑，它具有極強的催化效率和高度的專一性。在棉纖維產品的染整濕加工過程中，利用酶技術，可節約能源與水，減少或杜絕廢氣、廢水的排放，降低對棉織物的損傷．實現綠色清潔生產。可用于棉纖維的生物
利用纖維素酶水解棉織物的毛羽和微纖，達到“生物拋光”的效果。可代替傳統的燒毛和堿絲光處理，還可對棉針織物進行超柔軟整理，使棉纖維滑爽柔軟并富有光澤，且這種柔軟性是永久的。用纖維素酶處理牛仔裝來代替傳統的“石洗”和“化洗”是酶在紡織上應用最為成功的工藝之一。大多數研究結果表明，采用纖維素酶整理棉織物，在改善其柔軟性、懸垂性、親水性、透氣性、染料親和性以及生物拋光、石磨水洗等方面效果顯著。
2．2基因工程技術
2．2．1天然彩色棉纖維
作為生態紡織品的天然彩色棉具有廣闊的發展前景，天然彩色棉已深入到人們的生活中。1972年，美國科學家運用轉基因技術成功培育出彩色棉種。利用此技術，美國南部地區研究中心經過品種改良加工生產的彩色棉服裝在歐洲、日本和美國市場大為走俏。1994年我國首次從美國引進彩色棉技術．現已成功地培育出棕、綠、紅、黃、紫、灰、橙等色澤的彩棉品種．其品質優良。
天然彩色棉纖維真正實現了從纖維生長到紡織成衣全過程的”零污染”，其色澤自然，色度豐滿，而且不褪色，適于制作與皮膚直接接觸的各種內衣、嬰幼兒用品、婦女衛生材料等。目前．彩色棉纖維的研究和開發在世界主要產棉國家中已受到高度重視，美國、法國、中國、埃及、印度等20多個國家都在積極開展彩色棉的遺傳育種工作，其研究涉及轉基因技術、綠色加工技術等當今科學的前沿。
2．2．2天然“抗皺棉花”
美國農業生活技術公司采用生物轉基因技術，已經培育出帶有外源基因的“抗皺棉花”。這種基因來自能夠產生PHB(聚羥基丁酸酯)聚合物的細菌，將這種基因導入棉花的細胞，生長出來的新棉花除仍保留原有的吸水、柔軟等性能外，其保暖性、強度及抗皺性均高于普通棉纖維。用“抗皺棉花”制成的純棉襯衫可免燙，從而避免了含有大量甲醛的抗皺劑對人體的危害。
2．2．3人工棉纖維
人工棉纖維，又叫試管棉纖維或超級棉纖維，
人工棉纖維的研究具有重要的意義。人工棉纖維的生產可在實驗室無污染進行，不受病蟲的危害．其發育具有良好的同步性和無菌性，可根據人的意愿進行生產，可制造優質的醫用紗布、繃帶等。同時，人工棉纖維在科學理論上，能為研究細胞的分化發育提供理論依據。目前，人工棉纖維的誘導還很困難，纖維長度較短，在今后的研究中，應確定有利于人工棉纖維分化和發育的最佳培養基和培養環境，以實現從實驗室培養棉纖維向商品生產的規模>轉換。
3物理方法
近來采用物理方法對纖維進行改性已受到廣泛的注意，特別是改變纖維的表面結構和性能，以達到改善纖維表面的粘合性能與染色性能。由于物理方法不用或很少用化學藥品，可以減少污染，屬于綠色清潔技術，有利于生態環境保護。
3．1機械方法
機械處理法可對棉纖維進行綠色加工以提高纖維素對各種化學反應的可及度。機械方法主要包括研磨和切碎兩種。研磨法又分球磨、錘磨等。纖維素是一種高結晶性聚合物，在研磨過程中能有效地吸收機械能而引起其形態和微細結構的改變，使結晶度下降，可及度提高。其中球磨是最有效的預處理技術，球磨法可使纖維素結構松散，使微纖中及微纖問的氫鍵斷裂，從而使棉纖維的水解速率和葡萄糖的最大產率都得到提高。美國的研究者用Wiley切斷機對棉纖維進行切斷處理，研究了棉纖維的平均聚合度、結晶度及可及度的變化，指出切碎作用對纖維素的結晶度影響不大．但由于機械剪切力作用使纖維素產生新的表面，從而提
3．2高能電子輻射處理輻射法有紫外光輻射和高能粒子輻射兩種，用于纖維素處理的主要是高能電子輻射法。采用高能射線如電子射線、r-射線對纖維素原料進行預處理，可得到所期望的纖維素聚合度和增加纖維素的活性，減少溶解用或反應用化學藥品造成的環境污染。通過電離輻射的作用，一方面使纖維素降解，聚合度下降，相對分子質量的分布特性改變，使其相對分子質量分布比普通纖維素更集中；另一方面使纖維素的結構松散，并影響到纖維素的晶體結構，從而使纖維素的活性增加，可及度提高。
利用輻射接枝的方法可對棉纖維素的抗皺、耐磨、吸水及染色等性能進行改進，常用的接枝單體有苯乙烯、丙烯酸等。宮寧端等用Co60r-射線為輻射源，研究了棉纖維素輻射降解的機理。發現預輻射處理可抑制酯化工藝中發生的氧化過程．縮短安定處理時間，提高硝酸纖維的安定性；輻射后棉纖維素分子量降低，有利于控制粘度，可滿足制造各種品號的硝酸纖維對粘度的要求，有利于提高硝酸纖維質量及含氮量。因此，與其它處理方法相比，輻射處理具有減少生產成本、縮短工藝流程、不污染環境等優點。
3．3低溫等離子體技術
近年來，等離子體技術在紡織加工中的應用日益引人注目，利用等離子體中含有的大量電子、離子、激發態的原子、分子等活性粒子來轟擊材料表面時．會將能量傳遞給表層分子，使材料發生熱蝕、交聯、降解和氧化，并使材料表面發生大量的自由基或引進一些極性基團而使材料表面性能獲得優化。等離子體處理是一種干態加工，不需水和化學品，不會污染環境。低溫等離子體處理可用于各種纖維、紗線、織物的表面改性，對纖維基體的內部影響小，不損傷纖維原有性能。棉纖維用低溫等離子體處理后可改善其粘合性、接枝聚合性及染色性能。原棉纖維在經低溫氧等離子體處理時，等離子體中大量基態氧和激發態氧原子等活性粒子將能量傳遞給棉纖維表面初生胞壁中的分子，使棉纖維表面的伴生物蠟脂、果膠在高能粒子轟擊下脫離
3．4蒸汽閃爆技術
蒸汽閃爆技術是由美國學者Mason于1927年首先提出來的．最初是用于植物纖維的高效分離。隨著研究的不斷深入，現在蒸汽閃爆技術已應用于棉等純纖維素纖維的改性處理。高壓熱蒸汽閃爆技術能使已滲入棉纖維素內部的熱水蒸汽分子以氣流的方式從較封閉的孔隙中高速瞬間釋放出來，可使棉纖維素內部的纏結、纏繞及緊密堆砌區得到有效的疏松、梳理，同時使纖維素分子內、分子間氫鍵斷裂，破壞纖維材料的內外層結構．賦予材料所希望的性能。利用蒸汽閃爆后的棉纖維素制備硝酸纖維，在混酸濃度一定的情況下，其含氮量提高，其硝化的均勻性也明顯增加。同時采用閃爆法預處理后的棉纖維原材料合成CMC，其堿化時間可大大縮短，所得CMC的質量在一定范圍內隨蒸汽閃爆壓力的增加而提高。
4納米技術
納米技術作為近年來新崛起的一門高新技術，在紡織工業中有著廣闊的應用前景。納米材料是一種全新的超微固體材料，其粒徑一般小于100am，具有特殊的表面效應、體積效應．對棉纖維進行納米材料表面處理，能賦予其新的特異功能。使用氧化鋁、二氧化鈦、氧化鋅、陶瓷粉末等納米材料，采取浸軋法、植入法和涂層法可對棉纖維進行抗紫外線、抗茵除臭、抗靜電、抗電磁波輻射、遠紅外反射等功能整理，是目前開發功能性、高附加值棉紡織品的一個重要方向。由于納米材料的特殊性能，將在未來的紡織業中創造巨大的經濟和社會效益。
棉纖維是牛仔布的最主要成分。近年來由于石油資源不斷減少和環境污染問題的日益嚴重，生產生態紡織品已經成為當代紡織工業的主題。利用綠色技術來生產具有清潔保健和可回收利用的棉纖維及棉織品正是順應了這一潮流。
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棉纖維是牛仔布的最主要成分。近年來由于石油資源不斷減少和環境污染問題的日益嚴重，生產生態紡織品已經成為當代紡織工業的主題。利用綠色技術來生產具有清潔保健和可回收利用的棉纖維及棉織品正是順應了這一潮流。
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