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幾種新型纖維材料概述研究

人氣:443發表時間:2018-06-03 09:17:46

  

20世紀80年代,以超細纖維、異型纖維、復合纖維、高收縮纖維、多異纖維為代表的差別化纖維和以吸濕導濕、抗菌除臭、導電阻燃、防紫外線、遠紅外等為主的功能性纖維成為當時我國化纖工業研究開發的主流產品。經過30多年的快速發展,我國化纖產品已涵蓋了服用、裝飾用和產業用各個領域,化纖已成為中國紡織工業的主要紡織原料,其在紡織原料中所占的比例已達到70%。我國化纖產量從80年代的100多萬t,發展到現在的3800t,占全世界化纖總量70%以上的份額,我國已成為世界上生產規模大、產業鏈完整的紡織化纖生產大國。

近年來,隨著科學技術的不斷發展,以天然資源為原料的新型纖維以及合成纖維仿真、超真產品的成功開發和批量化生產,提升了我國化纖技術水平,增強了產品市場競爭力,滿足了下游加工企業的要求,符合節能減排、綠色環保的可持續發展方向。

1超仿棉聚酯纖維

近年來,我國聚酯產能不斷增長,聚酯纖維產量已占我國化纖總量的80%。面對聚酯纖維產能相對富足而棉花等天然纖維資源供不應求的局面,國家科技部在2010年底啟動了重大科技支撐項目——超仿棉合成纖維及其紡織產品技術開發。開發和應用超仿棉聚酯纖維是“十二·五”期間紡織化纖共同推進的一項重要戰略任務,也是化纖和紡織后加工企業通過聚合、紡絲、紡紗、織造、染色整理等多種工藝集成,開發高品質、高功能、節能環保的聚酯纖維產品的一種途徑,這對解決聚酯纖維產能過剩,緩解天然纖維原料不足有一定的推動作用。

超仿棉聚酯纖維是指運用多種改性技術來改變常規聚酯纖維的結構和性能,使改性后的聚酯纖維在保持原先的力學性能、耐熱性和快干性能的同時又具有棉纖維的柔軟性、吸濕透氣性和保暖性。用超仿棉聚酯纖維制成的面料在視覺、觸覺、舒適性上接近棉織物,在功能上又超過棉織物。

超仿棉聚酯短纖維可以同棉、纖維素纖維以及其他纖維混紡,用于制作休閑裝、運動服和其他各種時裝。此外,也可以根據超仿棉聚酯短纖維的不同特性,通過對紗線、織物結構的創新設計,結合相應的染整工藝,開發滿足用戶特殊要求的梭織和針織面料。此外,超仿棉聚酯長絲在緯編面料上已得到成功應用,而且超仿棉聚酯長絲的經編織物也在不斷開發中。

2新型合成纖維

20世紀90年代以來,合成纖維新產品的開發取得了長足的進展,其中已產業化生產并在針織行業成功應用的有聚乳酸纖維、聚對苯二甲酸丙二酯纖維等。

2.1聚乳酸纖維

PLA(聚乳酸)是一種使用后可完全生物降解的聚酯類高分子材料,以含淀粉的玉米、小麥、稻谷、黑麥、紅薯、土豆以及甜菜等農作物為原料通過發酵得到乳酸,再經真空蒸餾、提純和開環聚合、脫單,制得聚乳酸。聚乳酸切片經擠壓紡絲可以制成長絲、短纖維、單絲、扁平絲。聚乳酸具有良好的可加工性,它的擠壓溫度為240℃,可以在5000m/min的高速下紡成長絲。當紡絲速度在20003000m/min時,纖維結晶、雙折射率、強度、彈性模量及屈服強度等指標達到最佳值,而且其沸水收縮率為最低值。聚乳酸纖維的服用性能比PET(聚酯纖維)好,兩者性能對比結果見表1

1 PLA PET 服用性能對比

聚乳酸纖維產品的主要市場是:服裝(外衣、軍服、針織內衣、動服)、農用織物(控制水土流失、植物育種材料)、保健織物(尿布的吸水層和表層、婦女衛生用)、防紫外線織物(帳篷布、地墊布),以及醫療用織物(手術線、繃帶、用即棄衣物)。

2.2聚對苯二甲酸丙二酯纖維

PTT(聚對苯二甲酸丙二酯)是聚酯家族中的新產品。PTT纖維兼具有PET纖維和PA(聚酰胺)纖維的特性,除尺寸穩定性好和抗污性強外,其染色性能優于PA纖維,手感柔軟,其彈性與聚氨酯彈性纖維相仿。

20世紀90年代中期,美國殼牌公司成功開發了從環氧乙烷經加氫甲酰化生產工藝低成本地生產PTT所需的原料PDO13-丙二醇)后,PTT纖維才開始工業化生產,該公司PTT產品的商品名為CorterraR。隨后,美國杜邦公司成功地開發出以玉米為原料的生物法合成PDO,用于PTT聚合物的生產。杜邦公司PTT產品的商品名為SoronaRPTT樹脂經熔紡,可生產長絲、短纖維,還可以通過牽切紡生產毛條,其紡絲工藝同PET相似,擠出溫度為245~265℃,紡絲速度為25005000m/minPTT纖維可以純紡也可以同其他合成纖維或天然纖維混紡。面料中含有30%的PTT纖維,就可以使織物的尺寸穩定性和微彈性得到提高,如果混紡中PTT纖維達到65%,就可以賦予面料良好的彈性、柔軟的手感、懸垂的質地及易洗免燙性。PTT纖維可在常溫常壓染色條件下,用低溫分散型染料染成深色,且具有良好的色牢度,從而使PTT纖維同羊毛、蠶絲、棉、麻等天然纖維混紡加工,避免了采用高溫高壓染色對面料手感、光澤和彈性帶來的影響。

由于PTT纖維既有PET纖維的穩定性又具有PA纖維的柔軟性,所以其面料質地蓬松、手感柔軟、穿著舒適,廣泛應用于休閑裝、套裝、運動服、T恤衫、針織內衣和襪子等。

3新型纖維素纖維

纖維素纖維是以天然高分子聚合物為原料,經過化學加工而制成。纖維素纖維中主要部分是再生纖維素纖維,以木材或棉短絨為原料制成漿粕,再以各種化學處理溶解方法制成紡絲溶液。在這些方法中,黏膠法就是被廣泛用來制造再生纖維素纖維,即黏膠纖維的一種方法。近年來,一些纖維素纖維生產廠以竹子為原料制成竹漿粕,然后經傳統的黏膠生產工藝,制造出以竹子為原料的再生纖維素纖維即竹漿纖維。

此外,以麻為原料制成麻漿粕,再用傳統的黏膠生產工藝制備的麻漿纖維同樣實現了產業化生產。黏膠纖維具有同棉纖維相似的吸濕、透氣、易染色和抗靜電性能,但黏膠纖維力學性能較差,而且在生產過程中會產生大量的含硫氣體和污水,生產工藝流程長,能耗大。合成纖維力學性能好,但穿著舒適性差。Lyocell纖維集黏膠纖維和合成纖維優點于一身,既有黏膠纖維的服用性能,又有合成纖維的力學性能。Lyocell纖維是20世紀90年代產業化的新一代環保型再生纖維素纖維,以NMMON-甲基嗎啉-N-氧化物)為溶劑,經干噴濕紡制成的無毒工藝纖維素纖維。Lyocell纖維解決了傳統黏膠纖維生產過程中嚴重污染環境的問題,而且溶劑幾乎可以全部回收。傳統黏膠纖維與Lyocell纖維在工藝及對環境影響方面的比較如圖1所示。

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1 傳統黏膠纖維和Lyocell 纖維在工藝及對環境影響方面的比較

Lyocell纖維具有良好的吸濕性、舒適性、染色性能,且染色上染率高,能開發出多種高附加值的梭織和針織產品。目前,奧地利蘭精公司是全球最大的Lyocell纖維供應商,年產能15t。我國上海、河南新鄉等企業雖有批量生產,但無法滿足市場需求,所以每年仍要從國外進口近4tLyocell纖維。

4結束語

我國是一個人口大國,擁有較大的消費市場。但是,我國在紡織新材料、新技術自主創新能力方面還比較弱,技術的集成水平還不高,產品的附加值遠低于國外同類產品。要提升我國紡織產品的技術含量和市場競爭力,就必須加強化纖、紡織加工一體化的開發能力,這樣才能使紡織產品達到多元化、功能化和品牌化。

來源:針織工業

瑪紗特(改編)

 

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