新型纺织纤维____第一课_绪论.ppt

新型纤维材料学,刘逸新,第一章 绪论,第一节 新型纤维简介,纺织材料科学经历了三个发展阶段： 60-70年代后期 天然纤维时代 80-90年代中期 化学纤维时代 90年代后期到现在 新型纤维时代 新型纤维的应用领域已经突破传统的服装和家居服用面料的时代，扩大到建筑，汽车，医疗，卫生，渔业，农业，环保，军事，航空，航天，通讯，体育等各个领域,天然纤维,化学纤维,新型纤维,问题一 常规的天然纤维有哪些？ 问题二 常规的合成纤维有哪些？ 问题三 什么叫人造纤维？什么叫合成纤维?什么叫再生纤维？,问题4 假设你去买衣服，在选择衣服的时候的参考依据排序为： 1 价格 2 品牌 3 款式 4 色彩 5 手感 6 风格 7 材料 8 功能,建筑上应用 碳纤维增强混凝土，利用碳纤维的高强，高模量和低密度的特点，既保证结构的强度，又降低建筑结构的重量。,汽车工业上的应用 含氧化铝陶瓷纤维，利用陶瓷纤维的耐高温性和耐腐蚀性。可以用在汽车消声器的隔热保温层中。,在医疗卫生上的应用 高吸水性纤维材料 利用某种物质，如淀粉等高聚物具有良好的高吸水能 力，制成高吸水材料。吸水能力高达自身重量的500- 2500倍，甚至高达5000倍。 医用缝合线 利用甲壳素纤维与人体组织的相似的分子结构 的亲和性。手术后不用拆线,军事上应用 防弹衣 利用凯夫拉纤维高强高模量性能。 装甲防护材料 利用仿蜘蛛丝纤维的良好的抗冲击性能。,体育运动上应用 利用碳纤维的轻质高强特点 羽毛球拍，高尔夫球杆 钓鱼竿,通讯上应用 光导纤维，利用某些化学物质 对光能的远距离传导能力。,化工上应用 化学反应釜，利用碳化硅 纤维的耐高温和耐酸，耐 碱性能。,个人防护用 防辐射服，利用金属纤维 的电子屏蔽性能，达到防 辐射的功能。 消防服。用nomex 纤维 的耐高温性能。,个人卫生用 抗菌服，如在传统纤维加工过程中加入银纤维，利用银离子的抗菌性能，实现织物的抗菌功能,调温和保温 利用某些纤维具有吸收外界光线中的远红外光谱段的光能，并将光能进行储存，如碳化锆纤维，在一定程度上实现蓄能和保温。 某些材料，在固态和液态转变过程中，需要吸收外界环境的热量，在液态向固态转变过程中，需要向外界释放热量，这种热能的转换，只用于材料发生相变，而材料自身的温度保持不变，从而实现调温功能。,相变材料调温服,小结： 本节对新型纤维做了简单的介绍，目的是对新型纤维形成一个概念，它已经是突破传统纺织领域上的纤维，而被广泛应用于工业，农业，国防，建筑，体育，医用等多领域。 通过对新型纤维这门课程的学习，一方面扩大知识面，另一方面，作为纺织专业的学生，重点还是放在新型纤维在与纺织服装，纺织品的应用开发,第二节 新型纤维的分类,一 生态绿色类新型纤维,特点：,天然环保,原料扩大,高档舒适,新的 服用理念,天然环保：突出天然的概念，尽可能避免加工过程的二次污染 原料资源扩大：纤维加工技术的进步，使得一些原来不能用来制成纺织纤维的原料上，提取纤维，并纺成纱。 高档舒适：因为原料资源少，技术含量高而价值高，因为天然而舒适 改变传统的服用概念：内在舒适，外在个性 通过某些天然的功能性成分，在天然的基础上增加功能性概念,1 天然植物类新型纤维,（1） 彩棉 天然色彩，目前主要有棕色， 绿色，褐色三种，天然的颜 色（色彩生成于细胞壁）。 主要应用于内衣,床上用品。,（2） 木棉 木棉纤维是锦葵目木棉科内几种植物的果实纤维，它是天然生态纤维中最细、最轻、中空度最高、最保暖的纤维材质。它的细度仅有棉纤维的1/2，中空率却达到86%以上，是一般棉纤维的2-3倍。 具有光洁、抗菌、防蛀、防霉、轻柔、不易缠结、不透水、不导热，生态、 保暖、吸湿性强等特 。 一般用于家纺面料，户外寝具的填充物，高档衬衣面料。,（3）竹原纤维 竹纤维就是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性、和良好的染色性等特性，同时又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。专家指出，竹纤维是一种真正意义上的天然环保型绿色纤维。 竹原纤维可广泛应用于内衣，袜子，床品等各种纺织品种,（3）罗布麻 罗布麻纤维素有“野生纤维之王”的美誉，早在三百年前，就被伊犁、若羌等地的劳动人民所用。他们织布成衣或者做被子、床单，说是可以祛病健身。罗布麻纤维的特，有丝的光泽，麻的挺括，棉的柔软，绒的展性，并且有药理作用，这是其它任何纺织原料都不能比拟的 。 罗布麻纤维主要应用于床品，内衣，袜子等纺织品中。,（5）菠萝叶纤维 菠萝纤维即菠萝叶纤维，又称凤梨麻，是从菠萝叶片中提取的纤维，属于叶片麻类纤维。菠萝纤维经深加工处理后，外观洁白，柔软爽滑，可与天然纤维或混纺，所织制的织物容易印染，吸汗透气，挺括不起皱，穿着舒适。 菠萝叶纤维被应用于牛仔布，家具布，窗帘，地毯，袜子，休闲外衣面料等,（6）香蕉茎纤维 香蕉纤维是利用香蕉茎杆为原料，化学脱胶后经过干燥、精练、解纤而制成的纤维，其具有质量轻、光泽好、吸水性高、抗菌性强、易降解且环保等功能。日本对香蕉纤维的研究走在了前列，印度等具有丰富香蕉资源的东南亚国家也进行了大量的研究。香蕉纤维的成功制取，极大的扩展了香蕉茎杆的应用，同时又缓解了国际天然纤维的短缺。 香蕉茎纤维被应用于手提袋，地毯，毛巾，窗帘，帽子，外衣面料等,2 天然动物毛类纤维,（1）改性羊毛 表面改性处理：主要目的是通过去除鳞片使纤维变细，柔软，改善吸湿，染色，抱和力，耐磨性能。又称丝光羊毛。 拉细羊毛: 通过机械外力拉伸使得羊毛变细，变长，卷曲消失，纤维的柔性减小，刚性增加，光泽更明显，有丝光效应，织物可以向轻薄高档发展。 改性羊毛用于高档毛衫，仿羊绒衫，高档西服,（2）彩色羊毛和彩色兔毛：转基因产品，高档轻薄的针织服装。由于具有天然的颜色，可以不经过染色处理，更体现天然的特性。,（3）山羊绒 羊绒（cashmere）是生长在山羊外表皮层，掩在山羊粗毛根部的一层薄薄的细绒，入冬寒冷时长出，抵御风寒，开春转暖后脱落，自然适应气候，属于稀有的特种动物纤维。羊绒之所以十分珍贵，不仅由于产量稀少（仅占世界动物纤维总产量的0.2%），更重要的是其优良的品质和特性，交易中以克论价，被人们认为是“纤维宝石”、“纤维皇后”， 是目前人类能够利用的所有纺织原料都无法比拟的，因而又被称为“软黄金”。世界上约70%的羊绒产自中国，其质量上也优于其它国家 。,（4）马海毛 马海毛是安哥拉山羊的毛，又称为安哥拉山羊毛，是光泽很强的长山羊毛的典型，属特种动物毛。“马海一词来源于阿拉伯文，意为“似蚕丝的山羊毛织物”，后来成为安哥拉山羊毛的专称。安哥拉山羊毛原产于土耳其安哥拉省，19世纪末和20世纪初输出到南非好望角和美国的得克萨斯州等地。南非、土耳其和美国遂成为马海毛的三大产地。1980年马海毛的世界总产量为16200 吨,（5）羊驼毛 羊驼一般生长在海拔4000米的高原上，主要分布在南美洲的秘鲁、玻利维亚和智利等国，大部分已饲养成家畜，其中以秘鲁产羊驼毛最多，占世界总产量的90%左右。全世界产量在20000吨左右。由于毛比较粗，一般做地毯，披肩等粗纺产品。,3 再生纤维素类新型纤维 （1） modal 纤维：莫代尔纤维的原料是产自欧洲的灌木林，制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作而成，是一种再生纤维素纤维 （2）tencel 纤维：天丝（tencel）是一种溶剂型纤维素纤维，是英国acordis公司通过十年开发于2004年5月由兰精公司合并后统一生产。其原料采用欧洲的针叶松，将木材制成木浆，采用（nmmo）纺丝工艺，将木浆溶解在氧化铵溶剂直接纺丝，氧化铵溶剂循环使用，回收率达99%以上。,（3） richel 纤维:按照日本东洋纺专有技术及原料体系生产的波里诺西克（polynosic）纤维，是具有优异综合性能的植物纤维素纤维。richcel纤维原料源于日本北海道的天然针叶树精制木浆，资源可再生，废弃物可自然降解，安全环保。 （4）铜氨纤维 铜氨纤维是一种再生纤维素纤维，它是将棉短绒等天然纤维素原料溶解在氢氧化铜或碱性铜盐的浓氨溶液内，配成纺丝液，在凝固浴中铜氨纤维素分子化学物分解再生出纤维素，生成的水合纤维素经后加工即得到铜氨纤维,4 再生纤维类功能性新型纤维 （1) 薄荷纤维 (2) 芦荟纤维 （3）珍珠纤维 （4）绿茶纤维 （5）海藻纤维 上述纤维都是将植物或矿物中提取的其有效成分，以溶液，纳米级颗粒或者微胶囊包覆额方式添加到纤维素纤维的纺丝液中，然后按照纤维素纤维的加工工艺流程制成的纤维。 纤维不但保留了纤维素纤维的基本特点，而且赋予了其添加物所特有的功能。 一般添加物都选择一些天然的植物或矿物，对人体健康有促进作用的，或者能实现一定的功能的。,5 再生蛋白纤维 （1） 玉米蛋白纤维 ：是以玉米、小麦等淀粉为原料，经发酵转化成乳酸再经聚合，纺丝而制成的再生纤维 （2） 大豆蛋白纤维：大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类，是以榨过油的大豆豆粕为原料，利用生物工程技术，提取出豆粕中的球蛋白，通过添加功能性助剂，与腈基、羟基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定浓度的蛋白质纺丝液，改变蛋白质空间结构，经湿法纺丝而成.,（3） 牛奶蛋白纤维：牛奶蛋白纤维是以牛乳作为基本原料，经过脱水、脱油、脱脂、分离、提纯，使之成为一种具有线型大分子结构的乳酪蛋白；再与聚丙烯腈采用高科技手段进行共混、交联、接枝，制备成纺丝原液；最后通过湿法纺丝成纤、固化、牵伸、干燥、卷曲、定形、短纤维切断（长丝卷绕）而成的。它是一种有别于天然纤维、再生纤维和合成纤维的新型动物蛋白纤维，人们又叫它牛奶丝、牛奶纤维,（4） 仿蜘蛛丝纤维：利用基因工程的方法，搞清其蜘蛛丝蛋白基因编码的核苷酸序列，同时进行基因序列的分离、纯化、结构特征的表达和克隆等工作，然后将这种合成基因移植给动物、植物或微生物，被移植了合成基因的动物、植物或微生物就能大量复制这种蜘蛛丝蛋白，将这种蜘蛛丝蛋白分离出来，经过提纯、溶解和纺丝，便可生产出性能优良的人造蜘蛛丝。,（5） 蚕蛹蛋白纤维 蚕蛹蛋白纤维是综合利用生物工程技术、化纤纺丝技术、高分子技术将从蚕蛹中提取的蛋白同天然纤维素按比例共混纺丝，在特定的条件下形成的具有稳定皮芯结构的全新生物质蛋白纤维，其优良动物蛋白质富集于纤维表面，形成纤维皮层，天然植物纤维在内层，形成纤维的芯层。其主要成份是蚕蛹蛋白和天然纤维素（棉、木、竹等），其组份一般为10%-40%的蚕蛹蛋白，90%-60%的天然纤维素 。,（6）甲壳素纤维 甲壳素是从虾、蟹、昆虫等甲壳类动物的外壳及菌类、藻类的细胞壁中提炼出的一种类似于纤维素的天然高聚糖，是一种无色、无味、无毒、耐晒、耐热、耐腐蚀、不怕虫蛀的结晶或无定形物，具有许多天然的优良性能，如抗菌性、生物降解性、无毒性、吸附性、溃疡抑制作用等优良性能,二 差别化纤维,对传统的化学纤维进行改性处理（异型截面纺丝，复合纺丝，增加某些功能基团等），克服缺点，改变性能，实现一些原化学纤维不具有的功能。如仿毛，仿麻，仿丝，高光泽，亲水性，水溶性，抗菌，高吸湿，超细度等。 目前，我国的化学纤维产量已经突破1800万吨（2011年），居世界第一，,但是具有高附加值的差别化纤维只不到40%(2009年)，低于世界上发达国家如美国70%。2011进口的化纤650万吨其中差别化占40%以上。,1 超细纤维 当纤维的细度达到一定程度后，其很多特性发生变化，一般把细度小于1.0dtex的纤维叫超细纤维。 对传统的合成纤维进行超细化生产，可以改善其吸水性，柔软性，更重要的是在超细化达到一定程度后，可以产生如原纤化的作用，生产各种特殊风格的面料。 超细纤维用于生产高密度织物，高清洁织物，桃皮绒织物，各种仿真织物，人造血管，防水透湿织物，密度梯度织物上游广泛应用。 2 仿真类差别化纤维 通过截面的变化，细度的变化实现仿真效果，主要是涤纶仿真丝，涤纶仿毛等。涤纶仿真丝技术目前已经相当成熟。,3 新合纤 主要是在聚酯类化合物中有良好的成纤性，既保留了聚酯类纤维的特点，而且在某些性能能由于传统的聚酯纤维 pbt纤维 pbt纤维是聚对苯二甲酸丁二酯纤维（polybutyleneterephthalatefibre）的简称，由高纯度对苯二甲酸（tpa）或对苯二甲酸二甲酯（dmt）与1，4丁二醇酯化后缩聚的线性聚合物，经熔体纺丝制得的纤维，属于聚酯纤维的一种。 ptt纤维是聚对苯二甲酸1.3丙二醇酯(英文为polytrimethylene-tereph-thalate)纤维的英文缩写，最早是由shell chemical（壳牌化学公司）与美国杜邦公司分别从石油工艺路线及生物玉米工艺路线,纺丝制成的新型聚酯纤维，shell的商品名是corterra。dupont的商品名是sorona,三 功能性纤维,对常规化学纤维进行改性，在克服缺点的基础上体现出其一定的功能性，或通过复合的方法增加其原来没有的功能,1 防护类新型纤维,（1）抗静电纤维 通过表面处理（添加抗静电剂），复合纺丝（成纤聚合物单体与具有抗静电功能的高聚物单体进行复合纺丝）方式将具有抗静电功能的化合物高聚物与传统的化学纤维以共混，复合等方式将两种不同的高聚物成分以物理或化学反应的方式聚合在一起，其目的是实现抗静电功能。主要用于无尘，无菌，防暴 防静电工作场合的服装。国外主要有日本旭化成公司的依克斯兰（晴纶），美国杜邦的antron(锦纶），日本东丽公司的帝特纶（parel)(涤纶),（2）防紫外线纤维 与抗静电纤维类似，在传统化学纤维中加入抗紫外线功能的高聚物成分。也可以通过后整理过程中，经过抗紫外线整理，让织物具有抗紫外线功能。 某些纤维自身具有抗紫外线功能，如竹纤维。 一般与棉纱交织，用于防晒遮布，太阳伞，窗帘布等。 如日本可乐丽公司开发的esumo (涤纶抗紫外线纤维）,（3）防辐射纤维 某些纤维自身具有抗辐射功能，如聚酰亚胺纤维。也可以再传统化学纤维总加入一些具有抗辐射功能的高聚物或金属纤维，让传统的化学纤维具有导电或导磁功能从而实现对辐射的屏蔽或部分屏蔽。,2 智能型纤维 （1）光敏纤维 对不同波段的光的照射，或者照射时间的长短，纤维通过自身的颜色发生变化来响应。 （2）温敏纤维 对于设定范围内的温度变化到某一个临界值，纤维以自身的颜色变化来响应 （3）ph反应的凝胶纤维 对于不同的ph值，由于纤维内的某种填充物质对ph变化非常敏感，由于ph变化造成其粘度的变化，当ph值达到某个临界点后，发生凝胶反应，而造成物质的体积变化，反应在纤维表面，其体积的突然变化可以阻止其他有害物质通过纤维之间的间隙进入人体皮肤。,（4）相变调温纤维 利用用物体的固液转化时，会释放或者吸收热量而自身的温度保持不变。如果我们能选择对人体感觉舒适的温度发生相变的物质，如23度，把这些物质以微胶囊的形式包覆在纤维中，制成相变智能纤维。这种纤维最早用于太空作业的宇航服，目前已经被广泛地民用。如户外服装，婴幼儿服装等。,3 传导类新型纤维 （1) 光导纤维 光导纤维是一种透明的玻璃纤维丝，直径只有1100m左右。它是由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率，光由一端进入，在内芯和外套的界面上经多次全反射，从另一端射出。 实现光的远距离传输。 （2) 导电纤维导电纤维是20世纪60年代出现的一种新的纤维品种，它一般是指导电率大于10-7-1.cm-1的纤维。这类纤维具有良好的导电性和耐久性，特别是在低湿度下仍具有良好的耐久抗静电性，因此在工业、民用等领域有着很大的用途,4 医用和卫生用新型纤维 （1) 抗菌除臭纤维 利用添加某种金属络合物实现纤维的抗菌性能，一般是对常见的三大菌种起到一定的抑菌作用。某些植物天然具有抗菌性，如薄荷，麻，竹等，利用这些植物制成的再生纤维素纤维实现真正意义上的绿色抗菌。 抗菌可以抵御细菌的产生，是从根本上解决臭味的产生。 还有一种除臭方式是感觉除臭，就是用芳香气味盖住臭味，这种方式并不能从根本上解决除臭问题。,（2）高吸水纤维材料 ，在一定条件下，在水中浸渍和离心脱水后仍能保持15%以上水分的纤维，称之为高吸水纤维；在标准温湿度条件下，能吸收气相水分，回潮率在6%以上的纤维，称之为高吸湿纤维。 纤维。 吸水吸湿纤维，特别是微孔结构的纤维吸水吸湿性能较优，有的甚至超过棉纤维，如日本尤尼契卡公司研制的高吸水吸湿纤维 “hygra”，其吸水能力为自重的3.5倍 高吸水作内衣、运动衣、儿童服装、睡衣、毛巾、浴巾、尿布、卫生巾等，特别在医用和造纸行业中应用前景更为突出。,（3）手术缝合线用新型纤维 手术缝合线是指在外科手术当中，或者是外伤处置当中，用于结扎止血、缝合止血以及组织缝合的特殊线。作为手术缝合线的材料，不但要求有一定的强力和化学稳定性。更理想的是有一种新纤维材料做成的手术缝合线，可以被人体组织吸收，对人体无毒无害，这样可以不用拆线。 目前甲壳素作为一种新的纤维已经被广泛应用于手术缝合线。,5 保健类新型纤维 （1）远红外纤维 远红外纤维织成可以吸收太阳光和人体辐射的远红外线，并能发出4-14伽马的远红外线，从而使人体、皮肤表面的温度升高，促进微血管的循环。增强人体新陈代谢、活化人体细胞、良好的保健功能。 应用：内衣裤、床单、护膝、护肩、保健床上用品。 （2）负离子纤维 90年代开始研制，主要是在纤维中添加电气石（粉碎后）日本生产的一种verbano，是代表性的纤维，主要用于内衣，床上用品，手套，窗帘，保健服装，帽子等,6 服用舒适类新型纤维 （1）接触凉感纤维 由于云母本身为片状矽酸盐结构，其湿热传导率是pet的5倍以上，而脱层后云母本身形成的水合效应，易形成一层水化膜。此双重效应“导热含水”，正是夏季需求，这正是纱线冰凉的缘由 。 （2）吸湿发热纤维发热是2000年左右由日本推出的一种特殊纤维材料，它通过吸收人体散发的水分，将水分子的布朗运动中的动能转化为热能而产生热量。这种纤维材料最早是为登山队员所用，后来推广到普通消费领域，主要用来生产内衣。 （3）吸湿排汗纤维，具有特殊十字形断面，能将皮肤表层的湿气及汗水快速吸收并传输扩散至衣料表面，即使在潮湿的环境中，亦能保持皮肤干爽及愉悦心情。而高条数的十字形断面，更可以提升织物功能性与舒适质感。,7 其他特殊功能新纤维,（1）弹性纤维氨纶 氨仑的研究30年代开始，德国拜耳公司和ic公司开发了聚氨酯纤维，1959年，美国杜邦公司实现工业生产，称为lycra（莱卡 主要是利用其弹性功能做成弹力纱：游泳衣，内衣，袜子，衬衣，腰带，起到塑身美体作用。 （2） 水溶性纤维在一定温度下，纤维中的亲水基团与水分子发生分子链的重组，使得纤维能完全溶于水。主要用于伴纺，生产轻薄织物,（3）阻燃纤维 通过添加阻燃剂的方法，使得纤维实现阻燃功能。在一些公共场合的装饰用纺织品，各国都通过立法要求经过阻燃处理。 比较常见的阻燃纤维是对pet和粘胶纤维进行阻燃处理后制成的纤维，如添加磷系，卤系，硼系的阻燃剂。 而某些纤维自身具有阻燃功能，如pbo 纤维，nomex纤维，海藻纤维等,四 高性能纤维,指力学性能具有强度大于18cn/dtes，或初始模量大于441cn/dtex的特种纤维。,（1）对位芳仑纤维,technora（日本帝人），twaron（荷兰阿克苏），芳仑1414，美国杜邦公司的kevlar 用于航天飞行器材，帘子线，防弹衣等。,（2）碳纤维,美国联合碳公司 thornel-25 粘胶 thornel-300 丙烯晴 英国摩根尼特公司 modmor-1 丙烯晴 modmor-2 丙烯晴 日本碳公司 丙烯晴 美国塞兰尼公司 gv-70 丙烯晴 用于土木建筑，航天工业，汽车工业，石油工业，纺织工业（剑杆），体育用品，医疗器械（人造骨骼）。,（3）碳化硅纤维,一种耐高温材料1975年日本东北大学发明主要应用于航天，也向汽车发动机工业发展。,（4）含铝氧化合物陶瓷纤维,1978年杜邦公司发明，耐火材料，隔热材料，汽车工业，军事工业。,（5）活性碳纤维,1960年开始研究，1978年日本东邦人造丝公司生产出用于工业的聚丙烯晴acf，应用于工业品精练，水处理，香烟过滤，溶剂回收。,（6）高强聚乙烯,抗日晒，高强，耐磨， 防弹衣，绳子，鱼网 ，军事装甲材料。,（7）聚苯并双恶唑纤维（pbo）,pbo是由美国空军空气动力学开发研究所发明的，首先由美国斯坦福(stanford)大学研究所(sri)拥有聚苯并唑的基本专利，以后美国陶氏(dow)化学公司得到授权，并对pbo进行了工业性开发目前强度和摸量最大的纤维，1994年，日本东洋纺公司得到道一巴迪许化纤公司的准许，出巨资30亿日元建成了400吨/年pbo单体和180吨/年纺丝生产线，并于1995年春开始投入部分机械化生产，商品名为zylon。现在日本东洋纺仍然是世界上唯一一家可以进行商业化生产pbo纤维的公司。 耐热阻燃性能也很好，抗熔化，不弯曲，韧性好。主要应用于玻璃工业，铝加工等高温作业。,(8) 间位芳纶纤维,美国杜邦的nomex纤维,我国的芳轮1313 防火材料，耐高温过滤材料，消防服装，高温结构材料等,知识拓展1 下面介绍几种目前主要研究的纤维,1 高强高模类纤维材料,高强高模纤维通常指强度在18 cn/ dtex 以上、模量大于440 cn/dtex的纤维，典型品种有对位芳族聚酞胺、芳族杂环聚酞胺、芳族聚醋、超高分子量聚乙烯、高强聚乙烯醇、聚对苯二恶唑(pbo )、高强玻纤等。,高强高模纤维中，芳族聚酞胺主要由美国、荷兰、日本和俄罗斯生产。kevlar19,twarons属于第一代芳纶； kev-iar129属于第二代芳纶，大量用于防弹装备； armos等芳族杂环聚酞胺也称作第三代芳纶，主要用于远程导弹外壳等先进复合材料。,超高分子量聚乙烯纤维因为其密度低，所以是比强度最高的纤维，但存在熔点低、不耐高温、无极性基团、不易粘接的缺点。目前除荷兰，美国、日本能生产该纤维外，国内已经有4家企业能够工业化生产。除用作军、警用防弹背心、头盔、防弹插板外，还用于防切割手套、绳索、鱼网、钓鱼线和其他休闲用具。,2 耐高温阻燃类纤维材料,与整理型阻燃纺织品相比，纤维本身具有阻燃效能的纺织品阻燃效果耐久、无异味、不因阻燃整理剂的损伤及加工助剂的残留引发织物脆变。本身具有阻燃效能的阻燃纤维包括： 芳香族聚酰氩胺（kermel) 聚苯并咪哇(pbi) 聚对苯并二恶哇(pbo ) 聚苯硫醚(pps),3 积极保温类纤维材料,（1） 相变蓄热纤维,目前开发的相变蓄热纤维多采用微胶囊技术或复合纺丝技术，将相变材料(pcm)封装到了纤维内部，由此生产的纺织品可实现在较低的温度环境下相变放热、在较高的温度环境下相变吸热。虽然其热熔有一定限制，不可能无限制的实现有效调温，但现有的实践表明，含pcm纤维的确具有智能保温效果，特别对于工作在冷热交替环境中(如频繁出人冷库的人群)、高原缺氧地区需要减轻服装重量的人群，有实用意义。,（2） 吸湿发热纤维,纤维捕捉空气中含较高动能的水分子，将其吸附固定到纤维表面，可使其动能转变为热能，从而达到发热的作用。吸湿发热纤维就是利用这一机理实现积极保温的一种纤维，其中比较典型的是日本东洋纺公司对聚丙烯酸分子链进行高亲水化处理，生产出的eks纤维。由于eks纤维在20c0,65% rh下的吸湿能力约是棉的3.5倍，故纤维吸湿放热量约是羊毛和羽绒的2倍左右，在从干燥的室内到达湿冷的室外，可通过纤维的吸湿放热，达到衣内微气候区温度变化减缓的作用。,（3） 太阳能保暖纤维,碳化锆 、氧化锆等陶瓷微粒在合成纤维中共混纺丝制成。利用碳化锆、氧化锆等对可见光的吸收率高、对红外线的反射率高的特点，从环境吸收可见光和紫外线，转变成能量稍低的红外线向人体辐射;从人体发射的红外线被含陶瓷微粒的太阳能保温纤维反射，再回到人体表面，由此达到积极保温的作用。但由于添加量有限，通常只能对微气候区的温度发生零点几度的变化。,4 特殊手感风格类纤维材料,（1） 新型聚酯纤维ptt,ptt 纤维是聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维。由于ptt 的每个链节中有3个亚甲基，因奇数个亚甲基单元会在大分子链之间产生“奇碳效应”，使苯环不能与3个亚甲基处于同一平面，从而不能在90度“平面排列，只能以120度错开排列，由此使得内t大分子链形成螺旋状排列，使纤维具有永久的弹性。 ptt纤维的各项物理机械指标和性能都优于pet性能，兼有涤纶和锦纶的特性。其弹性与氨纶相比，ptt的变形能力特别适合于外衣面料。,（2） 落水不透明纤维,专门用于泳衣。为了防止浅色泳衣人水后有透明感，采用皮芯结构的pet复合纺丝方法，芯层为八角形截面，且每个角都很尖细，尖端直到纤维的外元，八角形截面中的pet含高浓度的消光剂;皮层为普通pet，皮芯复合形成圆形截面的纤维。尖端直到外周的尖细形八角对外来的光线有良好的遮挡作用，落水后可防止出现透明感，解决了游泳者希望穿着浅色、甚至白色泳衣，又担心出现透明感的矛盾。,5 保健功能类纤维材料,（1） 磁性保健纤维,采用皮芯结构的锦纶(或丙纶)复合纺丝技术，芯层含60%一80%(质量比)稀土、铁氧体或钡铁氧体磁粉，经过充磁，磁通量可达到0.35mwb以上。因含磁粉较多，故纤维的强度比较低。磁性纤维制成的服装可对人体进行持续的磁疗，使肌肤表面处于微运动状态，激活细胞代谢能力，促进身体微循环，处于穴位附近的磁性微粒发出的磁力线可起到磁疗作用。,（2） 芳香纤维,医学证明美好的香味有助于睡眠。故对床上用品进行加香加工，有很好的实用意义。纺织品加香可采用微胶囊法后整理技术或采用微胶囊法、共混法或皮芯复合法生产芳香纤维。由于微胶囊在高温下容易破裂、共混法的持久性差，故复合纺丝方法相对比较容易进行芳香纤维的工业化生产。日本采用内藏4叶的元形复合纤维结构，在内藏4叶截面中混人茉莉花香型、桂花香型、森林浴香型等香味剂，在纤维的断面处作为香味释放口，持续地释放香味，可达到持久芳香的效果。,（3） 负离子纤维,电气石( 碧玺、托玛琳)作为一种天然矿石，具有产生静电、发射远红外线、释放负离子的作用，对人体具有保健功能，素有“空气维生素”之称，并能杀灭空气中的细菌、净化空气。负离子纤维即是由电气石微粉和成纤高聚物共混纺丝得到的纤维。虽然其真实的保健作用尚无法确定，但从机理而言，是对人体有益的一种新型纤维。,知识拓展2 反恐纺织品简介,美国“9.11”事件发生以来，反恐怖成了国际上特别是在发达国家所关注的主题，这使个体防护（或者叫个体装甲）材料的研制和开发在军用领域和民用领域都得到了快速的发展。而高技术产业用针织品以其设计灵活、性价比高、应用面广等特点在个体防护领域中具有广阔的发展前景。纺织纤维材料用于个体防护具有重量轻、可设计性强以及可以实现大面积防护等特点，在防弹头盔、高性能防护头盔、防弹衣、防刺服、防割材料、汽车防弹装甲等领域有着广泛的应用,作为反恐纺织品的高技术纤维原料，美国杜邦公司的kevlar纤维、荷兰dsm公司及美国allied signal的超高分子量聚乙烯纤维，在“9.11”事件之后发展极为迅速。为了适应各种不同的防护要求，研究人员研制开发了不同的织物形式用于反恐纺织品，从传统的机织物、针织物、无纺布到针织轴向织物（分经编及纬编两大类），品种众多，形式多样。织物的结构不同，其力学性能、成型性能以及防护性能也不同，可以根据不同的防护要求选择不同结构的织物形式。,一、 反恐纺织品用纤维原料 作为反恐纺织品的纤维原料，其力学性能必須具备高强、高模、耐冲击性好等特点。目前，国际上流行的用于防弹及防刺的纤维原料主要是芳纶纤维及超高分子量聚乙烯纤维。此外，用生化方法製成的蜘蛛丝纤维近年來得到了国际上防护材料界及軍工部门的极大关注,1、 芳纶纤维 芳香族聚酰胺纤维的商品名为芳纶。因纤维大分子链接中酰胺鍵和亚胺鍵位置的不同，芳纶得到各种命名，如芳纶14或1414。芳香族聚酰胺纤维中最有代表性的高強度、高模量和耐高溫纤维是聚对苯二甲酰对苯二胺（ppta）纤维，杜邦公司的商品名为“kevlar”。ppta纤维具有优良的物理机械性能，应用范围十分广泛，如工业中上的轮胎帘子线、高強度绳索及耐压容器等；军事方面如防彈衣、防彈头盔、降落伞、裝甲板等；航空航太方面如飞机结构和內部装饰材料，机身、机翼，火箭发动机外壳等,2. 超高分子量聚乙烯纤维（uhmw-pe） 80年代，荷兰dsm公司和日本toyobo公司合作开发了高強度聚乙烯纤维。目前， dsm公司（商品名爲dyneema）以及美国的allied signal公司(商品名为spectra)的高强度聚乙烯纤维已经系列化。這种纤维特別适用于高性能防护纺织品。以高強dyneemask60为例，uhmw-pe纤维具有以下特点： 1）在伸长率3.5%左右，高強dyneemask60纤维显示了在所有化学纤维中最高的比強度，它的模量与碳纤维相近。,2） dyneema 纤维具有极好的弯曲性能，能不断裂地形成针织线圈和打結头。而玻璃纤维、碳纤维和芳纶纤维的弯曲性能較差。图中表示了dyneema 纤维和芳纶打結头的比較。,3）耐磨損。dyneema 纤维具有很低的摩擦系數，耐磨性好，优於其他高性能纤维，和尼龙、涤纶等传统化学纤维接近。 4）耐光性好。与芳纶纤维相比，dyneema 的短裂強度在长时间光照作用下依然有很高的保持率。 5）耐腐蚀性。由于聚乙烯的化学结构简单，腐蚀性能好。用这种纤维制造的产品不会由于和酸、碱、盐等接触而造成强度损失。 6）耐溫性能。dyneema 纤维在145c和155c之间熔化，而低溫度時纤维強度保持很好.,7）抗輻射性好。dyneema 纤维耐紫外线輻射，能使x射线透过而不损伤強力。 超高分子量聚乙烯纤维同样具有广泛的应用领域，可用于船帆、过滤布、防护服裝、降落傘、头盔、充气帳篷、土工布、复合材料等产业用纺织品领域。 由于这种纤维的柔軟性好，它能很好地用于针织加工。近年來，超高分子量聚乙烯纤维在防彈材料领域有著大規模的应用，如防彈头盔、防彈板、防彈衣等。,二、反恐个体防护装备 1、防弹头盔 目前，用于制造防弹头盔的纤维原料主要有两种，即芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维。这两种纤维原料在性能上各具特点：芳纶纤维耐高温，对树脂的适应性强，但不耐紫外线，而且与超高分子量聚乙烯相比密度较大；超高分子量聚乙烯纤维抗冲击性好，模量高，密度小于水（可以漂浮在水面上），但其最大缺点是不耐高温（熔点在135c左右），而且与树脂之间的界面结合较差。,2、防弹背心 采用芳纶纤维及超高分子量聚乙烯纤维作原料，织物形式以机织物及ud片材为主（如图12所示）。对于女用防弹背