第十章差別化纖維

1、第十章 差別化纖維第一節(jié) 基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的差別化纖維一、 轉(zhuǎn)基因纖維的定義轉(zhuǎn)基因纖維指的是轉(zhuǎn)基因動(dòng)物或轉(zhuǎn)基因植物的纖維產(chǎn)物，屬轉(zhuǎn)基因受體的產(chǎn)出物。轉(zhuǎn)基因是指用分子生物學(xué)技術(shù)，將某些生物（可以是動(dòng)物、植物或各種微生物）的一種或幾種基因轉(zhuǎn)移到其他的生物物種（如棉株、蠶、羊）上去，實(shí)現(xiàn)對物種遺傳物質(zhì)的改造使其能產(chǎn)出有效表達(dá)的產(chǎn)物（如纖維素、蛋白質(zhì)），出現(xiàn)原物種并不具有的性狀或產(chǎn)出物，這樣的產(chǎn)出物，就是轉(zhuǎn)基因纖維。五、轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物的纖維產(chǎn)出物（一）轉(zhuǎn)基因植物的纖維產(chǎn)出物以有色棉花為例，介紹轉(zhuǎn)基因植物的纖維產(chǎn)物。有色棉花是將有色彩表達(dá)能力的外源基因植入棉株中進(jìn)行基因整合后生成的產(chǎn)出物，目前有多種顏色（棕

2、、綠、紅、黃、紫、灰、橙等），但飽和度很低，均為淺色棉，適用于低檔棉織物和對色彩要求不高的內(nèi)衣織物。表101中給出了有色棉花和普通棉花在長度、強(qiáng)度等重要性能上的異同點(diǎn)，數(shù)據(jù)表明，有色棉品質(zhì)基本與白色細(xì)棉相當(dāng)。棉纖維品種纖維長度（mm）纖維強(qiáng)度（CN/dtex）綠色棉239186狼棕色棉239196新棕色棉274249細(xì)絨棉（白色）2333196221表10-1 有色棉與普通棉與長度、強(qiáng)度比較 （二）轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的纖維產(chǎn)物轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的纖維產(chǎn)物主要來自羊和蠶，羊毛和蠶絲都是十分高級的纖維材料，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因改造應(yīng)該是非常有前途的，中國在蠶和蠶絲纖維方面組織了以下這幾方面的研發(fā)工作： 1測定并建立完整的蠶

3、基因譜。2利用基因的組織特異性表達(dá)方式，提高蠶的生產(chǎn)性能或建立蠶的新表達(dá)系統(tǒng)。3通過基因操作，形成有不同氨基酸組成和序列的合成蛋白質(zhì)產(chǎn)物。第二節(jié) 基于風(fēng)格仿真技術(shù)的差別化纖維合成纖維是最主要的化學(xué)纖維，其可人為操縱的特征，使它有可能成為一種能按感性消費(fèi)的需要進(jìn)行風(fēng)格與功能改良的纖維，一、纖維光澤感的改良和滌綸纖維的光澤感相比，蠶絲在光澤感上的風(fēng)格優(yōu)勢，主要來自以下三項(xiàng)光反射特征： 高反射光量構(gòu)成的高反射率； 高比例的內(nèi)部光反射率；1. 來自部分全反射現(xiàn)象的閃爍（閃光）效應(yīng)。 四種長絲纖維中，滌綸和錦綸纖維在模擬蠶絲光澤上的差距是：總反射光量比蠶絲低2030%，同時(shí)，能說明內(nèi)反射能力的真絲化光澤

4、度，蠶絲要比它們分別高出23.3倍和10.9倍。這兩項(xiàng)差距同時(shí)也表明：高反射光量和高比例內(nèi)部反射光是蠶絲纖維最重要的光澤特征，正是這兩項(xiàng)特征才使蠶絲纖維具有明亮而柔和光澤感。圓形截面的纖維可以把進(jìn)入纖維內(nèi)的光線按正常的分配規(guī)律實(shí)現(xiàn)穿透與內(nèi)反射，因?yàn)樗腥肷潼c(diǎn)的法線都通過截面中心，內(nèi)反射角與折射角相等（圖10-4），而三角形截面因?yàn)榭赡馨l(fā)生部分全反射而不一定能從纖維中穿透，內(nèi)反射光量的相對增大必然會使纖維獲得高反射率。大部分蠶絲纖維接近三角形截面，具備了形成高反射率的有利條件，而三角形截面的部分全反射現(xiàn)象則又同時(shí)能使它獲得“閃爍”（忽明忽暗）的光澤效果。滌綸纖維可以從以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)風(fēng)格仿真：1

5、使一部分纖維具有接近三角形的截面或有銳角的非圓形截面。2使用長絲紗作為素材，但纖維間應(yīng)有異線密度，異截面形狀的差異，力求符合天然纖維的生長規(guī)律。3實(shí)現(xiàn)細(xì)纖化配置，即在長絲紗線密度不變的前提下降低紗中單纖維線密度，增加反射層次。4實(shí)現(xiàn)異收縮配置，即在同一長度的紗中形成纖維間的長度差異，創(chuàng)造光線更多進(jìn)入紗內(nèi)部進(jìn)行反射的機(jī)會。二、纖維手感的剛?cè)嵝愿牧加脺炀]纖維作素材去模仿真絲綢，另一個(gè)最大的難點(diǎn)是剛?cè)嵝缘牟町愄蟆?蠶絲纖維的比重s=1.32g/cm3，滌綸纖維的比重t=1.38g/cm3，根據(jù)線密度和直徑之間的換算關(guān)系，可以得到和蠶絲纖維有等彎曲剛度的滌綸纖維的線密度Ntt應(yīng)該是蠶絲纖維線密度Nt

6、s的0.628倍，即：Ntt=0.628Nts如果蠶絲纖維脫膠后的線密度Nts=1.6dtex，那等彎曲剛度的滌綸纖維的線密度Ntt即應(yīng)在1.0dtex左右。這種以減小纖維線密度以謀取手感改良的技術(shù)方法，稱為風(fēng)格仿真的細(xì)纖化技術(shù)。三、纖維集合體的松軟性改良蠶絲纖維成形后是按字形排布疊加在蠶黃上的，當(dāng)從蠶繭上把它退解（解舒）下來集束成紗時(shí)，是每解開一個(gè)字形排布便形成一個(gè)捻回，但由于集束時(shí)絲膠的粘接，在繅絲形成的生絲上，纖維上的這個(gè)捻度和扭矩是表現(xiàn)不出來的，然而在織成織物并脫去絲膠以后，這部份鎖藏的加捻變形便會以纖維卷曲的形式表現(xiàn)出來，結(jié)果就造成在同一長度的長絲紗中，各纖維間的長度有差異，最大的長

7、度差異率可以達(dá)到8%10%，過量的纖維長度與捻字形回的作用，使紗中的纖維呈微卷曲狀。就是這樣一個(gè)微卷曲的結(jié)構(gòu)，使蠶絲長絲紗織成的真絲綢具有極為松軟的手感和良好的可壓縮性，同時(shí)也增加了長絲紗形成內(nèi)反射的機(jī)會。滌綸長絲紗要獲得這種纖維間有長度差異的長絲紗，有多種方法，可以在紡絲工藝中制備，也可以在拉伸工藝中制備，更可以在纖維成紗以后，通過素材再加工的方法去制備，不同的方法能使纖維間獲得不同的長度差，使用者可以根據(jù)運(yùn)用的需要進(jìn)行選擇。第三節(jié) 基于形質(zhì)改良技術(shù)的差別化纖維一、毛纖維的細(xì)化改良獲得細(xì)毛的途徑有二：一是改進(jìn)羊種的遺傳培育與改良，一是用物理或化學(xué)的方法使已成形的毛細(xì)化，后者是紡織界工業(yè)手段。

8、（一）減量細(xì)化的方法原理1氧化減量法這是一種傳統(tǒng)的減量方法，主要是利用氧化劑（Naclo，Cl2等）的氯化氧化作用對纖維鱗片外層的二硫鍵（-s-s-）和主鏈上的肽鍵進(jìn)行水解，使鱗片外層的大部或全部被溶失。2蛋白酶減量法蛋白酶主要作用于多肽主鏈，催化肽鍵的水解，蛋白酶在里面起到了一個(gè)催化的作用 這兩種減量細(xì)化的方法都是很成熟的，經(jīng)過這樣細(xì)化后的羊毛，因?yàn)楸韺喻[片已經(jīng)很少甚至沒有，所以氈縮性能明顯降低，但是光澤可以改善，鱗片消失多的甚至被稱為“絲光”羊毛，有絲光棉的光澤效果，但這種方法一般都要流失物料增加成本，同時(shí)纖維的強(qiáng)度和伸長等機(jī)械性能指標(biāo)也均會受到損壞。（二）拉伸細(xì)化的方法原理拉伸細(xì)化就是將

9、羊毛接受拉伸后縮小的直徑固定下來，實(shí)現(xiàn)細(xì)化。 二、滌綸纖維的染色改良滌綸纖維的大分子中，由于缺少能與直接染料、酸性染料、堿性染料等結(jié)合的官能團(tuán)，所以，它不能像纖維素纖維或蛋白質(zhì)纖維那樣被這些染料所染色?，F(xiàn)在它只能用分散染料染色，但又由于滌綸纖維的分子排到比較緊密，纖維中只有較小的空隙，常溫下的分子熱運(yùn)動(dòng)難以使染料分子進(jìn)入纖維內(nèi)部。在這種情況下，原來的做法是采用高溫染色（120以上），或用增染劑一同染色，后者因?yàn)槌杀竞托Ч年P(guān)系，使用很少，而適于高溫染色的分散染料，色譜并不豐富，現(xiàn)在期望能夠適當(dāng)改變這一狀況，改變后的滌綸纖維主要有以下幾種。 1陽離子可染滌綸纖維（CDP）這是在原來用于合成滌綸纖

10、維的聚對苯二甲酸二甲酯和乙二醇兩種單體之外，再增用少量的3，5一間苯二甲酸二甲酯磺酸鈉（SIPM）作為單體，由于分子上有了可接收陽離子染料的磺酸基團(tuán)，因而成為陽離子可染纖維。2陽離子可染改性滌綸纖維（ECDP）這是在上述陽離子可染滌綸纖維（CDP）的基礎(chǔ)上，再加入少量聚乙二醇作為第四單體而形成的，這是一個(gè)分子鏈段比較簡單的單體，它的加入可以增加纖維分子中的柔性鏈段，這不僅可以增加玻璃化溫度以上分子鏈的活動(dòng)能力，創(chuàng)造染料結(jié)合的機(jī)會，同時(shí)還可以使纖維的手感更為柔軟。但是由于聚乙二醇鏈段的鏈能很低，它的加入會導(dǎo)致纖維的耐熱性能降低，在180條件下，強(qiáng)力損失即可達(dá)30%以上。3聚對苯二甲酸丁二酯纖維（

11、PBT）聚對苯二甲酸丁二酯纖維也屬聚酯類纖維，它是將常規(guī)滌綸纖維中的第二單體乙二醇改用1，4丁二醇取代后形成的另一種聚酯纖維，它的分子結(jié)構(gòu)式為：三、纖維的共混共聚改良利用高分子合金技術(shù)形成共聚、共混與復(fù)合的纖維制造方法形成的差別化纖維分別稱為：1共聚纖維在既有纖維的大分子上，通過用其他物質(zhì)對主鏈上部分單基和例其的置換形成的大分子基礎(chǔ)上獲得的纖維。2混抽纖維通過向纖維的非晶區(qū)和原纖間空隙混入其他物質(zhì)后形成的纖維，少量能進(jìn)入非晶區(qū)的其他物質(zhì)，有可能實(shí)現(xiàn)局部的共混。如維綸/豆蛋白混抽纖維、粘膠/蛹蛋白混抽纖維。3復(fù)合纖維將兩種以上不同的纖維材料共生在同一根纖維上，成為纖維的不同組份，這種方法一是可以

12、將不同組份以更細(xì)的纖維形式分離出來(通常是在成為織物或服裝以后)，或是讓纖維能將被復(fù)合組份的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)得到彌補(bǔ)和發(fā)揚(yáng)。如滌綸錦綸復(fù)合纖維，滌綸丙綸復(fù)合纖維。四、纖維形貌的刻蝕改良在滌綸仿毛與滌綸仿真絲綢的后整理中，均需用堿對織物處理，通過滌綸的酯能鍵被堿水解，使纖維的表層剝蝕，得到模仿蠶絲精煉的效果，在纖維線密度被減小的同時(shí)，纖維表面也同時(shí)產(chǎn)生眾多被刻蝕的坑穴，它可以把大量表面反射光，從鏡面反射轉(zhuǎn)化為散射反射，改善了纖維的“極光感”。 五、化學(xué)纖維的截面改良因?yàn)榛瘜W(xué)纖維的構(gòu)造和性能可以在一定程度上受到控制，通過改變截面形狀改進(jìn)纖維的風(fēng)格和性能是一種常用的差別化手法。例如通過形成圓形截面的纖維獲得良好的透光能力、形成有銳角的截面強(qiáng)化閃爍效應(yīng)、以近似三角形的截面獲得高反射率、通過邊緣不平整的截面減少極光感等等?；瘜W(xué)纖維的截面改良可以從兩個(gè)環(huán)節(jié)上入手：1改變噴絲孔的孔形（包括不同孔形在同一個(gè)噴絲板上的組合），通過紡絲液細(xì)流截面形狀的控制實(shí)現(xiàn)截面改良。2改變紡絲凝固條件，使紡絲液中溶劑向纖維外滲出的速度和能力與凝固條件中的溶劑或熱量向纖維中滲入的速度和能力之間有不同的配合關(guān)系，通過不同的固化條件改變截面形狀。防靜電纖維防靜電絲抗靜電絲防輻射紗線纖維防電磁輻射紗線發(fā)光纖維編織成的高級時(shí)裝低熔點(diǎn)熱粘合纖維除塵、除煙、抑菌功能ES 纖