新型紡織纖維及其產(chǎn)品開發(fā)（上）中國棉紡織技術(shù)信息

新型紡織纖維

及其產(chǎn)品開發(fā)〔上〕

報告人：楊建忠教授、博士報告主要內(nèi)容：新型紡織纖維的開發(fā)現(xiàn)狀新型紡織纖維的性能新型紡織纖維的產(chǎn)品開發(fā)新型紡織纖維面料的開展趨勢差別化纖維異形纖維易染纖維高吸水吸濕纖維復合纖維超細纖維高收縮纖維抗靜電纖維三角〔三葉、T型〕形纖維多角〔五星、五葉、六角、支型〕形纖維扁平、帶狀〔狗骨、豆形〕纖維中空〔圓形、三角、梅花〕形纖維并列型、皮芯型、海島型復合纖維多層型、放射型復合纖維易染聚酯纖維酸性染料可染聚丙烯睛纖維易染聚丙烯纖維新型纖維的分類功能纖維分別纖維耐熱纖維其他纖維傳導纖維屏蔽纖維膜分別用中空纖維過濾介質(zhì)用纖維吸附分別纖維導光纖維導電纖維耐熱纖維防燃纖維新型纖維的分類電磁波屏蔽、中子吸收、噪聲隔絕纖維發(fā)光纖維醫(yī)用保健纖維生物降解纖維水溶性纖維變色纖維耐輻射纖維超導纖維新型纖維的分類高性能纖維有機高性能纖維無機高性能纖維芳香族聚酰胺雜環(huán)聚合物聚四氟乙烯纖維超高分子量聚乙烯超高分子量PVA、PAN纖維碳纖維硼纖維硅-碳纖維陶瓷纖維硅-鈦-碳-氧纖維差別化纖維差別化纖維是指在原來纖維組成的根底上進展物理的或化學的改性處置，使其在性能上獲得一定程度改善的纖維。通常采用三條途徑進展改性：1〕物理改性，普通采用改動纖維高分子資料的物理構(gòu)造使纖維性質(zhì)發(fā)生變化。2〕化學改性，采用共聚、接枝或交聯(lián)等方法，使纖維獲得某些特性。3〕工藝改型，是指經(jīng)過提高工藝技術(shù)程度、改動纖維消費工藝和過程來到達改性的目的。差別化纖維又可以分為異形纖維、復合纖維、超細纖維、易染纖維、高吸水吸濕纖維、高收縮纖維、抗靜電纖維七大類。異形纖維異形纖維是指這種化學纖維的橫截面成特殊的外形，而不像普通化學纖維那樣為圓形或近似圓形。異形纖維具有如下一些優(yōu)良特性：風格特性優(yōu)良、光澤好、蓬松性和透氣性好、抗起球性和耐磨性好、耐折皺性和抗抽絲性好、吸水性強、染色性好。例如CoolDry纖維經(jīng)過特殊工藝紡制成的具有特殊外表溝槽的異形纖維，其十字形橫截面，橫截面面積填充率在60～80%之間，纖維比外表積比圓形截面添加40～50%，因此毛細效應和透氣性很高。再加上蓬松的紗線構(gòu)造，使透氣性大大添加，能迅速釋放皮膚產(chǎn)生的濕氣，同時外層清涼空氣透入里層。十字截面的異形纖維提供高效排汗導濕功能，快速向外轉(zhuǎn)移汗水，猛烈運動中仍可堅持身體干爽。并列型復合纖維最重要的特征是可以產(chǎn)生類似羊毛、三維的、永久性自卷曲。這種三維立體狀的卷曲具有極優(yōu)的卷曲彈性和抱合性能，其制成的產(chǎn)品具有外觀蓬松、手感柔軟而豐滿、彈性與回彈性好、保暖性強等特點。在非織造布中可用于加工絮棉、襯墊、地毯基材等。復合纖維復合纖維又稱多組分纖維、共軛纖維、組合纖維及異質(zhì)纖維。它是由兩種或兩種以上的高聚物和具有不同分子量、不同性能的同一高聚物經(jīng)復合紡絲法制成的化學纖維。復合纖維按照組分數(shù)分為雙組分纖維和多組分纖維兩大類，目前開發(fā)的主要是雙組分纖維。而雙組分纖維又可根據(jù)纖維內(nèi)兩種組分相互間的位置關(guān)系再分為并列型、皮心型、海島型和剝離型四種。雙組份纖維PE/PETLPET/PETLPET/PET皮層熔點

℃

130130180芯層熔點

℃

252252252皮芯型復合纖維利用兩種組分性質(zhì)差別，經(jīng)拉伸、熱處置后產(chǎn)生收縮差，使纖維產(chǎn)生永久性三維自卷曲。其還可以制成特殊用途的纖維，如導電、優(yōu)質(zhì)簾子線、熱黏合、三維自卷曲纖維等。海島型復合纖維可利用溶劑把“海〞組分溶解掉，得到超細纖維；假設(shè)把“島〞組分溶解掉，可以得到多孔中空纖維。采用這種纖維制成的產(chǎn)品具有手感柔軟，干凈度高，透氣透濕性好，吸水性強，可用于加工保暖絮絨填充料和黏合法非織造布等。1970年日本東麗公司推出海島纖維制造的人造麂皮織物，標志著海島型復合超細纖維工業(yè)化的開場。隨后日本帝人、可樂麗等公司，歐洲德國、荷蘭、意大利等國家也相繼開發(fā)海島超細纖維，仿麂皮、仿桃皮絨面料風靡全球。2002年下半年，隨著大量麂皮絨訂單涌入我國以及海島纖維本身高附加值和高利潤，國內(nèi)也掀起一股海島纖維熱。海島纖維主要用于消費仿麂皮織物、超細皮革、衣用市場、鞋用市場、高檔裝飾用布〔如皮革家具、汽車座套〕、各類箱包，還可以用作高級擦拭布和皮革基布。超細纖維超細纖維的主要特征是單纖維細度細，直徑小，同時纖維的比外表積明顯增大。因此，超細纖維本身及其構(gòu)成的產(chǎn)品能顯示出許多獨特的性能：1〕手感柔軟而細膩2〕柔韌性好3〕光澤柔和4〕織物的高密構(gòu)造和高清潔才干5〕保暖性強6〕高吸水性和吸油性7〕由于超細纖維的比外表積大大提高，是酶、離子交換劑等活性劑的良好載體，可提高其活性效率，并可用于浸透膜和生物醫(yī)學〔人造血管、人造皮膚等〕領(lǐng)域。超細纖維布料超細纖維普通是指單絲細度小于0.44dtex〔0.4旦〕的化學纖維。如：杜邦公司消費的超細尼龍Tactel纖維，直徑小于1Oμm。高收縮纖維是指在沸水中收縮率為35%-45%的合成纖維。常見的高收縮纖維有高收縮型聚丙烯腈纖維〔腈綸〕和聚酯纖維〔滌綸〕兩種。在非織造布中，高收縮纖維普通用于消費人造皮毛、人造鹿皮、合成革及地毯等。高收縮纖維收縮前收縮后如高收縮纖維HSF是經(jīng)過熱水、蒸汽或熱風處置可以產(chǎn)生比普通纖維更高收縮率的特殊種類。單根纖維的收縮能經(jīng)過一步收縮處置〔熱水、熱風等〕完全表達。HSF能與其他纖維混合消費高密度、更柔軟的針刺或水刺無紡合成革基布等。功能纖維主要是指對能量、質(zhì)量、信息具備儲存、傳送和轉(zhuǎn)化才干，對生物、化學、聲、光、電及磁具有特殊功能的纖維。功能性纖維功能性纖維包括:導電纖維離子交換纖維蓄熱調(diào)溫纖維防輻射纖維中空纖維分別膜〔空心纖維〕阻燃纖維醫(yī)用保健纖維水溶性纖維水溶性纖維是聚乙烯醇〔PVA〕纖維，由于其大分子鏈上有許多羥基，因此具有水溶性，在一定溫度的水中纖維能全部溶解。水溶維綸廣泛用于造紙、醫(yī)用無紡布、女用衛(wèi)生棉、紡高支紗、制無捻紗、作繡花底布等方面。水溶性纖維利用水溶維綸毛條伴紡消費高支輕薄型毛織物，不需強調(diào)運用高質(zhì)量羊毛，只是在紡紗過程中參與一定比例的維綸水溶毛條伴紡，既到達紗線截面纖維根數(shù)，又提高了紗線的可紡性能。經(jīng)過上機織造后，在后整理過程中去除維綸，從而得到輕量、蓬松的毛織物，提高毛織物的檔次。其伴紡機理是用10％－20％的水溶維綸毛條與羊毛條進展混并紡紗，制成織物，然后在染整階段把水溶維綸去除，可使羊毛支數(shù)提高20％左右，從而得到高支毛織物。陜西省自然科學研討方案工程低溫水溶性纖維形狀構(gòu)造性能及其運用的研討陜西省教育廳科學研討方案工程低溫水溶性纖維性能及其運用的研討Amicor是英國阿考迪斯公司消費的抗菌纖維，母體纖維為聚丙烯腈。有兩類Amicor抗菌纖維：AB纖維〔抗細菌纖維〕和AF纖維〔抗真菌纖維〕。AB抗細菌纖維能有效抑制許多細菌的繁衍，如：金黃葡萄球菌、鼠傷寒沙門氏菌、大腸桿菌和克雷伯氏肺炎菌等。AF抗真菌纖維能有效抑制真菌的繁衍。該纖維衣服在穿著過程中這些外表的抗菌劑會挪動到它周圍，使布料產(chǎn)生抑菌圈?？咕鷦┤艹龅嚼w維外表后，就構(gòu)成了從內(nèi)部抗菌劑顆粒(濃度較高)到纖維外表(濃度較低)的濃度梯度，使抗菌劑不斷分散和補充到纖維外表。純Amicor面料的抗菌測試數(shù)據(jù)Amicor抗菌纖維紡織品要到達吸濕排汗功能的方法可采用：①纖維截面異形化:Y字形、十字形、W形和骨頭形等，添加外表積，纖維外表有更多的凹槽，可提高傳送水氣效果；②中空或多孔纖維:利用毛細管作用和添加外表積原理將汁液迅速分散出去。③纖維外表化學改性:添加纖維外表親水性基團(接技或交聯(lián)方法)，到達迅速吸濕的目的。④親水劑整理:直接用親水性助劑在印染后處置過程中賦于織物或纖維紗線親水性。⑤采用多層織物構(gòu)造:利用親水性纖維作內(nèi)層織物，將人體產(chǎn)生之汗液快速吸收，再經(jīng)外層織物空隙傳導分發(fā)至外部，到達溫馨涼爽性能。吸濕排汗纖維吸濕排汗纖維有：新光合纖Cooltech、中興紡織股份的產(chǎn)品Coolplus、南亞塑膠工業(yè)股份的Delight纖維、遠東紡織股份的吸濕排汗纖維滌綸Topcool纖維、日本旭化成株式會社消費的Technofine纖維(W型構(gòu)造的PET)，杜邦公司的Coolmax纖維等。Coolmax纖維是杜邦公司研制的、專利技術(shù)的四溝道〔Tefra-Channe〕纖維資料，使纖維及纖維之間構(gòu)成最大的空間，保證最好的透氣性，把皮膚外表分發(fā)的濕氣快速傳導至外層纖維。純棉與其相比雖可吸汗，但其排汗才干不高，而普通化纖在吸汗的才干上有很差，Coolmax纖維在吸汗和排汗方面都很出色。Coolmax纖維資料可用于襯衫、褲子、襪子、內(nèi)衣、帽子、背包。Coolmax纖維皮膚濕氣空氣Coolmax纖維Coolmax面料吸濕排汗任務原理Coolmax纖維的特點：

1、可以把身體產(chǎn)生的熱濕氣導出，調(diào)理身體溫度，既產(chǎn)生熱調(diào)理效應，使他堅持涼爽。2、快干，枯燥速度是純棉的5倍。3.、耐久，易護理，允許多次洗滌、不縮水、不變形，不霉變。4、覺得柔軟、溫馨、透氣，不會帶來皮膚的不適。Coolmax面料用在大運動量的場所，可以使皮膚外表蒸發(fā)加速。假設(shè)用于運動服，可以使皮膚堅持繼續(xù)干爽，減少體能耗費，以加強運發(fā)動的表現(xiàn)及耐力。高吸水吸濕纖維高吸水吸濕纖維指疏水性合成纖維經(jīng)物理變形和化學改性后，在一定條件下，在水中浸漬和離心脫水后仍能堅持15%以上水分的纖維。在規(guī)范溫濕度條件下，能吸收氣相水分，回潮率在6%以上的纖維，稱之為高吸濕纖維。如日本尤尼契卡公司研制的高吸水吸濕纖維“Hygra〞,其吸水才干為自重的3.5倍，它系將有特殊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的吸水聚合物包履錦綸的芯鞘型復合纖維，兼有吸水性和放水性。這種纖維的吸放濕才干和吸放濕速度均優(yōu)于天然纖維，而且放濕速度比吸濕速度更快。適宜制造絮片、襯墊、醫(yī)用衛(wèi)生資料及尿布、衛(wèi)生巾等。T-400纖維T-400纖維特點是：

●由兩種不同的聚酯成份制成的雙組分纖維

●自動卷曲，兩種組分收縮率不同

●從筒子上退繞后構(gòu)成卷曲

●可以在染色和后整理中堅持卷曲這種纖維比過去的滌綸纖維有更好的彈性回復性，防止了松弛景象的發(fā)生，同時該產(chǎn)品還具有良好的保型性和抗皺性。它主要被用于制造輕質(zhì)織物和熱定型纖維制品等。實驗顯示，由此制造的服裝更加適宜戶外運動，并且比其他同類產(chǎn)品更適于機洗。

新型彈性纖維T-400是杜邦公司針對Lycra纖維在紡織品運用中遭到一定的限制，而研制成的一種新型彈性纖維產(chǎn)品。T-400不屬于氨綸家族，是由收縮率不同的聚酯成份組合在一同，構(gòu)成一種雙組份的聚酯纖維。T-400能提供微彈性，含有T-400的服裝不僅穿著合體恤身，而且運動時感到溫馨、靈活，且在多次穿著后仍能堅持原有外形。用T-400纖維制成的服裝耐洗滌，有良好的尺寸穩(wěn)定性，經(jīng)向收縮率不超越3.3%;，緯向收縮率不超越2.5%。T-400纖維優(yōu)點：

●彈性回復性。優(yōu)于PBT，3GT及其它變形紗。

●易護理：可水洗，抗褶皺，堅持褶裥。

●平滑的外觀。

●柔軟的手感。

●固有的化學穩(wěn)定性。

●與滌綸兼容的彈力纖維。

●耐水洗。

●染色效果好。

●拉伸強力高。T－400纖維用在輕型機織物和針織物中都很理想。高性能纖維是指具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、難然性及突出的化學穩(wěn)定性纖維，是近年來高分子纖維資料領(lǐng)域開展迅速的一類特種纖維。高性能纖維高性能纖維有機高性能纖維無機高性能纖維芳香族聚酰胺雜環(huán)聚合物聚四氟乙烯纖維超高分子量聚乙烯超高分子量PVA、PAN纖維碳纖維硼纖維硅-碳纖維陶瓷纖維硅-鈦-碳-氧纖維碳纖維圖為全碳纖維超級跑車

碳纖維是比鋁輕、比鋼強、比人頭發(fā)細、含碳量在90%以上的纖維狀碳資料。目前它的制備方法可分為兩種：一種是有機纖維前驅(qū)體法，另一種是氣相生長法。目前工業(yè)化消費的主要是前種方法，由有機纖維〔原絲〕在一定的張力、溫度下，經(jīng)過一定時間的預氧化、炭化處置等過程制成。高性能纖維高性能纖維是指具有高強度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、難然性及突出的化學穩(wěn)定性纖維，是近年來高分子纖維資料領(lǐng)域開展迅速的一類特種纖維。碳纖維的運用

高技術(shù)領(lǐng)域的運用超導纖維：1911年人類發(fā)現(xiàn)超導景象，目前全球性的“超導熱〞力求使其適用化，這將給人類的消費和生活帶來許多益處。所謂超導是指在超低溫〔如液氮，-196℃，液氦，-296℃〕條件下某些資料的電阻為零，這就意味著通電時不會因電阻存在而發(fā)熱，可獲得強大的電流。超導資料種類繁多，其中之一是以碳纖維為芯材而產(chǎn)生的超導景象。超導資料可望用于磁懸浮列車、超導電機、超輸電、核聚變反響堆、超導計算機集成電路等方面。碳纖維是順應宇航、航空、原子能等尖端工業(yè)技術(shù)開展的需求而研制開發(fā)的一種新資料，具有高拉伸強度、高拉伸模量、低密度、耐高溫、抗燒蝕、耐腐蝕、高導電和熱導、低熱膨脹、自光滑和生物體相容性好等綜合性能，是理想的耐燒蝕、構(gòu)造和功能性復合資料組元，已成為開發(fā)各種高性能復合資料(ACM)不可短少的原料，是興隆國家夢寐以求的第四代工業(yè)原資料。文體運動器材的運用碳纖維加強塑料是制造高級運動器材的新型資料，已得到廣泛運用，其中羽毛球拍、網(wǎng)球拍、釣魚竿和高爾夫球桿已成為四大系列產(chǎn)品。碳纖維復合資料〔CFRP〕在這一領(lǐng)域的運用，除了它具有輕質(zhì)、高比強度和高比模量等特性外，它還具備了適宜運動器材的特種功能。例如，耐疲勞、吸能減振、耐候性，以及設(shè)計自在度大的等特性。普通產(chǎn)業(yè)的運用土木建筑領(lǐng)域:碳纖維具有輕量、高強、剛性、耐腐蝕性、疲勞強度和電磁波透過性等，廣泛運用于混凝土的補強、代鋼筋、構(gòu)造物的補修和補強等民用工業(yè)領(lǐng)域壓力容器:主要包括緊縮天然氣(CNG)、消防員用呼吸器和碳纖維纏繞的罐類。汽車:2000年后，國外各大汽車公司為開發(fā)面向新世紀的節(jié)能環(huán)保型汽車，普遍開發(fā)了CFRP的各種汽車部件，德國BMW〔寶馬〕開發(fā)了CFRP車體板和其它部件，所用碳纖維為ZOLTEK公司的大絲束PAN基碳纖維，目的是5年內(nèi)消費出CFRP系列汽車。海上油田,風力發(fā)電,電子工業(yè)等芳香族聚酰胺芳綸1414芳綸纖維全稱為"聚對苯二甲酰對苯二胺"，英文為Aramidfiber，是一種新型高科技合成纖維，具有超高強度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、分量輕等優(yōu)良性能，其強度是鋼絲的5～6倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的2～3倍，韌性是鋼絲的2倍，而分量僅為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化，有“人造鋼絲〞之稱。早在1968年美國杜邦公司就開場了芳香聚酰胺樹脂的合成及成纖工藝研討，于1972年杜邦公司實現(xiàn)了聚對苯二甲酰對苯二胺纖維的工業(yè)化消費，稱為B纖維，規(guī)模為2000噸/年，1973年改為Kevlar