差别化涤纶长丝的发展.doc

差别化涤纶长丝的发展引言自1953年聚酯纤维诞生以来，作为主要的纺织原料在很大程度上缓解了天然纤维的短缺，并且以其良好的物理化学性能及织物挺括而著称，得到了迅速发展。多年来，涤纶产品的规模和产量一直居于我国化纤行业的榜首。但由于聚酯大分子链独有的化学结构，使得涤纶纤维及织物存在吸湿低、抗静电性能差、易起毛起球、织物手感僵硬毛感差、蜡质感强等缺点，使得常规涤纶织物穿著舒适性、美观性等方面都比天然纤维差，所以，人们在它问世的时候就在对它进行不断地改进，以取得类似于天然纤维的性能。常规纤维在开发经历了仿真天然纤维、高仿真、超仿真的发展过程后，不单从外观上模仿，而更是从微观结构方面仿制；开发出的一系列新产品，统称为差别化纤维，又称“新合纤”。这些“新合纤”均以涤纶为主体，通过化学改性或物理变形制取的，它具有特殊的性能、特别的触感和感受；产品风格和性能是天然纤维或合成纤维所无法获得的；从聚合到织造染整等工序都使用新技术。随着人们对服装、装饰材料等的品种、品质和品位要求的不断提高，差别化涤纶的消费量也明显增加。据估计，目前国内市场对差别化涤纶的需求比例占全部涤纶产量的30%以上，预计2013年这一数据将超过40%，市场需求较好的品种主要包括有色纤维、有光纤维、异形纤维、细旦/超细旦纤维、高强力丝、三维卷曲纤维等。1涤纶差别化纤维的发展涤纶纤维产品的市场竞争已日趋激烈。从世界涤纶生产的发展趋势来看，美国、西欧和日本的产量呈现下降的趋势，最主要是因为他们放弃了产量高、附加价值低、生产过程中环境污染严重的大宗货产品的生产，继而转向高层次、高技术及高附加价值产品的开发与生产。而把技术含量低的常规品种生产技术转嫁给了中国大陆、台湾、韩国及东南亚各国，呈现出聚酯生产能力东移的现象。目前，亚洲已成为世界聚酯生产的中心。我国涤纶行业的差别化率在过去几年有了很大提高，不仅在数量上已达36%，在发展水平上也有重大提升。国外现有的大部分差别化纤维品种我国已经生产，目前有27大类新产品已转入批量生产，超细旦、高收缩、阳离子染料可染聚酯、多功能混纤复合长丝等发展迅速。我国在超细纤维纺丝技术、 各种截面纤维纺丝技术、 微小粒子混合纺丝技术、 聚合物改性技术、复合纤维技术、热处理技术和化学处理技术等新合纤开发的关键技术攻关方面都取得了较大的突破。客观而言，我国差别化涤纶的质量和品种与发达国家相比还有较大差距，特别是化学改性的品种总体偏少，生产企业的品种开发多以仿制为主，创新能力不强，品种局限性大。在产品结构上，表现为原料体系趋同，纺丝技术与装备趋同、市场趋同。目前，涤纶产品向差别化、功能化方向发展如细旦多孔、异型、异收缩、弹性、高吸湿、抗静电、抗辐射、阻燃、抗紫外、远红外、抗菌、导电等纤维。此外为适应信息产业、生命科学、环保产业等领域的发展，研究和开发出相应的纤维材料。涤纶也在积极向这些领域拓展，如外科缝线、人工血管、人工肺以及可降解聚酯纤维等。1.1组成差别化1.1.1涤纶共聚纤维1.1.1.1阳离子染料易染聚酯(ECDP)由于聚酯分子链紧密敛集，结晶度和取向度高，分子间没有容纳染料分子的空隙，染料分子不易进入纤维内部，又缺乏亲水性，因而染色不如锦纶容易。在生产聚酯时, 除原料PTA和EG外，加入少量3,5-间苯二甲酸二甲酯磺酸钠（SIPM）作为第三单体共聚使经改性的分子链中增加了可作为阳离子染料染座的磺酸基团, 即可得阳离子染料可染聚酯（CDP）。但在常压沸染条件下, 只发生环染, 染料难以进人纤维内部, 若要得到较好的染色效果, 不得不采用高温高压的方法。后来人们加入少量的第四单体聚乙二醇, 即能获得可在常压条件下沸染的阳离子染料易染聚酯（ECDP）, 用来生产高档仿真、仿毛面料，不但在外观上具有光泽、滑爽的手感,吸湿、透气、抗静电性能也有一定提高，但耐热稳定性大为下降, 在180熨烫温度下，强力损失最高在30%以上。在进一步研究中, 有人把1,4-丁二醇部分地代替PEG加人, 使所产纤维在耐热稳定性方面大有改善。1.1.1.2低熔点聚酯纤维一种新型的改性聚酯纤维,通过在普通聚酯的聚合过程中加入多种改性组分, 如添加间苯二甲酸、1,6-己二醇，1，4-丁二醇等。改变PET的分子结构,从而达到降低熔点的目的。低熔点聚酯通常是指熔点在100210的一类改性共聚酯，生产的纤维在其自由状态下的热收缩仅为5%，广泛应用于服装用非织造布或电工绝缘非织造布生产中。1.1.2涤纶共混纤维1.1.2.1 涤纶消光纤维由于化学纤维表面光滑，具有一定透明度，所以在光线照射下，因为反射光强度很大而产生极光，使纤维具有肉眼看起来很不愉快的强烈的光泽，若在纤维中添加少量折射率不同的物质，则光线向不同方向进行漫射，纤维光泽就变暗，这种方法称为消光，加入的物质称为消光剂。通常采用的消光剂为二氧化钛，因为二氧化钛的折射率与涤纶的相差较大，二氧化钛比常见的合成纤维树脂的折射率高近2倍，其消光原理主要利用了它的高折射率，两者的折射率之差越大消光效果越好（锐钛型二氧化钛：2.55；聚酯：1.725），二氧化钛同时还具有化学稳定性高，不溶于水，在高温下不起变化，在后处理过程中不会消失等优点。大有光（也称其为“超有光”）聚酯切片中的二氧化钛含量为零；“有光”聚酯切片中的二氧化钛含量为0.10%左右；“半消光”聚酯切片中的二氧化钛含量为（0.320.03）%；“全消光”聚酯切片中的二氧化钛含量为2.4%2.5%。全消光纤维,在纤维中加入大量消光剂后,消除了常规涤纶的极光,增加了纤维的悬垂度,并使手感干爽。1.1.2.2 涤纶色丝聚合或纺丝过程中之间加入色母粒或着色原液。生产出各种不同颜色的有色纤维,弥补了涤纶本身的染色弱点，也减少了后加工印染工序，直纺企业的纺丝设备由于和聚合部分相连，很难生产有色产品，因此有色纤维的生产是切片纺企业的优势。1.1.2.3 荧光增白纤维 荧光增白纤维是在纺丝过程中添加增白剂，如EAXTMAN公司的OB-1增白剂。可提高织物的白度及染色鲜艳度，且在后整理过程中免去漂白处理，符合环保的要求。其主要的技术关键是掌握增白剂的添加工艺和添加量。1.2结构差别化1.2.1细旦纤维一般定义单纤细度在0.55dtex至1.1dtex（0.51D）之间的纤维为细旦（细特）纤维，小于0.5dtex的为超细纤维，单纤细度小于0.1dtex的为极细纤维。这类超细、极细纤维一般具有柔软、可绕性好、滑爽、易弯曲的特性，并且纤维束内有各种微细组织，单纤维根数多，单位比表面积大，在纤维横断面上光泽、颜色变化的曲率半径小，纤维长径比高。超细纤维的生产采用特定的纺丝技术直接纺制，或采用间接复合纺丝，后加工中采用剥离技术，碱处理溶解、溶去法等制造技术。超细纤维由于直径很小，因此其弯曲刚度很小，纤维手感特别柔软；超细纤维的比表面积很大，具有极强的清洁功能；将超细纤维制成超高密织物，超细织物具有很好的防水透气效果；超细纤维在微纤维之间具有许多微细的孔隙，形成毛细管构造，如果加工成可被水润湿的毛巾类织物，则具有高吸水性，洗过的头发用这种毛巾可很快将水份吸掉，使头发快干。超细纤维可以做成仿真丝、仿桃皮绒、仿麂皮绒、仿毛和高密类产品。超细纤维在纺织领域中开拓了前所未有的出路，其主要应用领域为高档时装面料、高密织物、高性能揩布、仿桃皮绒织物、人麂皮、高级拭镜纸、气体过滤材料等，还可用于人造血管等生物医学工程领域。 日本公司早在60年代就开始了此方面的研究开发工作，杜邦公司在1964年就取得了用复合纺丝法生产超细纤维的专利，并以此作为发展超细旦纤维的起点，到70年代，用剥离法和海岛法两种复合纺丝法制取0.1dtex左右的超细旦纤维实现了工业化生产。目前最好的超细旦纤维细度已能达到0.001dtex，并取得了较好的效果。北京服装学院和天津石化公司化纤厂合作，研究开发了水解剥离法超细纤维，它采用自己合成的易水解聚酯（EHDPET）与普通聚酯（PET）以15-2585-75质量比复合纺丝，得到以EHDPET为海组份，PET为岛组份的复合纤维，加工成针织物或机织物，经水解处理，复合纤维即被剥离成0.04dtex的超细纤维。1.2.2异形纤维常规合成纤维包括涤纶纤维的截面都是圆形的，而且表面光滑，而蚕丝截面为三角形，毛纤维截面为椭圆形，具有双侧结构，表面有鳞片，麻纤维为多角形或椭圆形。各种截面的异形涤纶丝的推出，就是为了适应生产仿丝、仿毛和仿麻等织物的需要。异形纤维一般是指用特殊形状（非圆形） 喷丝孔所纺丝制成的非圆形截面的纤维，以及异形并且中空的纤维，如三角形、三叶形、扁平形、五叶形、三角中空纤维等。用圆形喷丝孔加工的圆形截面纤维经过异形化处理亦可得到异形纤维。这种异形纤维蓬松度较好，耐起毛起球，消除了化纤光滑的手感，富有天然纤维的糙感。异形中空纤维与常规纤维相比降低了纤维集合体的密度，提高了热容系数、孔隙率、蓬松度、纤维截面的极惯性矩，增加了比表面积，因而不仅具有良好的蓄热保温和吸湿透气性能，实现了纤维材料的轻量化，而且还增强了纤维的刚度和不透明感。中空纤维也是应用比较多的异型截面纤维，如海天、翔鹭、远纺等生产的保暖纤维，用于针织摇粒绒等面料。聚酯多孔中空纤维从表面看，有许多贯通到中空部分的细孔，液态水可以从纤维表面渗透到中空部分，具有优良的吸汗快干和干爽型的独特风格，较适合做运动服装或其衬里。中空微孔纤维也可作为过滤材料。以异材质、异纤度、异截面、异收缩为特征的多异纤维经织造、染整处理后，会赋予面料特殊的观感、触感和性能。粗细丝（竹节丝）可以通过机械地改变拉伸比、不均匀拉伸和变形加工等方法制造，也可直接采用特殊纺丝组件，纺丝工艺制造。球形纤维是通过三维卷曲纤维经粘合、碰撞等特殊技术制造。三维卷曲纤维采用双组分纤维纺丝或不对称冷却法加工制造。1.2.3复合纤维复合纤维又称“共轭纤维”，是指在同一纤维截面上存在两种或两种以上组分或成分的纤维。按所含组分的多少可分为双组分和多组分复合纤维；按其截面结构的形状可分为并列型、双侧型、皮芯型、海岛型及桔瓣型复合纤维等。这种纤维可兼有两种或两种以上纤维的特性，能够达到优势互补的效果。如并列型复合纤维具有永久性三维自然卷曲，且蓬松、丰满、弹性好，保暖性好。海岛纤维是利用复合纺丝技术制得的超细或极细纤维，单丝线密度达到0.05dtex，织物具有柔软爽滑的特色，广泛应用于服饰、家纺及高级擦拭布。通常指PA/COPET复合。1998年日本海岛20年专利到期，由喷丝板企业向我国推荐海岛组件，之前长丝面料加工已经由韩国、台湾引入中国。2001年我国第一套海岛长丝生产线开始建设，由此海岛长丝在我国爆炸式发展。结合海岛长丝设备开发经验，海岛短纤维在纺丝部分与长丝线基本一样，采用环吹风骤冷。山东同大集团年产3000t海岛型超细纤维生产线已投入生产。其生产的纤维纤度可达0.45dtex，适用于生产非织造布、合成革服装面料和鞋用基布等。皮芯型复合纤维可产生多种效应，如改善染色性、耐磨性等。目前，制作芳香面料的纤维多为皮芯型复合纤维，一般皮层为聚酯，芯层为掺有天然香精的聚合物。这类芳香面料能产生一种森林浴的感觉，同时具有去臭、安神、祛痰、兴奋神经和降压的作用。它可以制成絮棉、地毯、窗帘和睡衣等。以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维，既具有锦纶染色性、耐磨性好的优点，又有涤纶模量高、 强度大的特点。Sophista纤维是由日本可乐丽公司开发的。它利用了复合纺丝的方法，将EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）和聚酯制成双组分皮芯型的复合纤维。该纤维的表层为具有亲水性基团（OH基）的EVOH，芯层为聚酯纤维。在穿着Sophista纤维面料做的运动装时，由于亲水性基团的存在，汗水很快被纤维表面吸收并扩散出去，又由于芯层的聚酯几乎不吸湿，吸收纤维内部的水分与棉纤维相比要少得多，从皮肤吸入纤维内部的水分很快扩散蒸发出去，从而有干爽舒适的穿着感，织物不会黏在身上。EVOH的热传导率高，使面料的温度下降，因此穿着时还有凉爽感。日本帝人纤维株式会社开发的“莱克赛AD” 纤维，是运用特殊加工技术，将聚酯低取向丝与聚醚酯弹性丝“莱克赛”复合而制得的。这是一种具有柔软手感、高温染色性、高悬垂性及高弹性的新型纤维材料。它与聚氨酯弹性丝相似，具有耐湿热性、耐碱性，在高温染色、碱减量加工、热定型等方面性能更好，特别适合制作外套、礼服。1.3功能差别化近年来，随着科学技术的飞速发展，以及人们消费观念的改变，追求舒服、高档、保健、自然等成了新时尚，对服饰的追求出现了多样化、功能化，使得一些具有新颖功能的聚酯纤维普受欢迎。卫生功能型如抗菌纤维、消臭纤维；服用功能型如吸水、吸湿性纤维、抗静电导电纤维、抗起球纤维，保健功能型如远红外纤维、抗紫外线纤维，产业用功能纤维如阻燃纤维、高强高模工业用丝等。1.3.1 阻燃聚酯纤维阻燃纤维亦可称耐燃、难燃或防燃纤维。在火焰中仅阴燃，本身不发生火焰，离开火源，阴燃自行熄灭的加入阻燃成分的化学纤维。通常, 极限氧指数(LOI) 大于26 的纤维称阻燃纤维, 阻燃纤维在火源点燃的情况下发生燃烧, 离开火源即熄灭, 经20次洗涤, 其阻燃性能不变。阻燃纤维主要用于纺制儿童及老年人服装、床上用品、装饰织物、防火工作服及有阻燃要求的绳索、帐篷、工业用布等等。普通涤纶LOI值为20.6，因此，目前对阻燃聚酯研究很多，现已工业化生产的有山东淄博涤纶厂、天津石化公司研究所采用高速纺丝设备生产出POY-DT(DTY)阻燃聚酯；佛山东利化纤公司采用FDY工艺路线开发出阻燃聚酯长丝，其产品已用于生产阻燃型垫布、起绒布、装饰布等。阻燃聚酯纤维采用共聚法和共混法，所用阻燃剂主要有磷系阻燃剂和溴系阻燃剂，如日本东洋纺公司的Heim纤维，美国DuPont公司Dacro900F纤维。台湾力丽企业股份公司展示了环保阻燃聚酯纤维，其属永久反应型，无毒、不发烟、不产生公害物质，染色性好。目前阻燃聚酯纤维的制造方法主要有阻燃整理、共混阻燃改性和共聚阻燃改性、皮芯型复合纺丝四种。阻燃涤纶可用共聚、共混及皮芯型复合纺丝等方法制得, 后两种方法制得的纤维具有永久性的阻燃性能, 但成本较高。要求所用阻燃剂有较好的阻燃性能, 无毒, 耐久性好, 在聚合和纺丝过程中不分解, 无副反应, 和聚合物相容性好, 对聚酯可纺性和所产纤维性能无不良影响。目前市场上的阻燃型聚酯纤维多使用溴系阻燃剂，环境污染和毒性较大，许多国家开始限制使用含卤族元素的阻燃剂，目前进行以磷系阻燃剂为重点的非溴阻燃型PET的技术开发成为一个新的亮点。国内有关单位也正在开发含磷、硫、氮、硅和卤素的阻燃剂。采用磷系阻燃剂,极限氧指数可以高达34,燃烧时不会分解出有害气体,已经广泛应用在装饰、宾馆、运输行业。上述皮芯型复合纤维以阻燃聚酯为芯, 以普通原酯为皮, 具有更为完善的阻燃效果。在无卤阻燃热塑性聚酯产品行业居领先地位的泰科纳公司，最近推出Celanex XFR6842热塑性聚酯系列产品。产品分增强型和非增强型两种，两者都具有与溴化阻燃剂系列产品类似的流动性和韧性，在提高加工能力和保持原产品性能的同时，还实现了电子电气元件生态环保的“直接切换”。1.3.2抗起球聚酯纤维涤纶服装容易起毛起球，尤其是针织品和涤毛混纺服装。当纤维相互摩擦被拔出织物并与完整纤维相互缠绕时，织物表面出现柔软绒毛小球，这种缺陷影响织物美观。利用化学改性或物理方法处理后，使制成的纤维及其织物在使用过程中可以防止或减少其因纤维相互摩擦，缠结集聚而成小球的化学纤维，称为抗起球纤维。抗起球纤维制成的织物的抗起球效果达到三级以上。抗起球纤维一般与其他短纤维混纺生产毛型织物、针织等等。判定涤纶的抗起球效果关键在于水解后聚酯的分子量。普通聚酯纤维的特性粘度 IV 是大约 0.67 ( 数均分子量大约 16,800) 。良好的可纺性需要水解前 IV 0.55 ( 数均分子量大约 12,500) 以上，真正的不起球短纤需要水解后 IV 0.39 ( 数均分子量大约 7,500) 以下。1.3.3高强低缩涤纶工业丝欧美、日等发达国家在纤维的应用方面，已是衣用、装饰用、产业用纺织品三足鼎立的态势。日本装饰和产业用化纤占其总量的60以上，美国达60，西欧也在50以上。产业用纤维三个主要品种中聚酪纤维所占比例呈上升趋势。近年来开发了用于轮胎帘子线、传送带等的高模低缩型涤纶长丝，用于建筑织物过滤材料等的高强超低收缩型涤纶长丝，以及耐磨型、阻燃型、抗芯吸型等各类高强低缩型涤纶长丝，大大拓展了应用领域，主要用于生产汽车安全带、水龙头带、三角带、轮胎帘子布等。通常工业丝是通过增粘聚酯切片加工。仪征化纤开发的纳米改性聚酯高强工业丝，通过在聚酯合成反应原料中加入添加剂，利用聚酯酯化过程中产生的水分子，使钛醇盐、钛的无机盐、硅酸乙酯等物质发生水解反应，原位形成纳米级二氧化钛或者二氧化硅无机粒子，这些无机粒子均匀分散于聚合物大分子周围，改善了聚酯的结晶和取向性能，从而利用常规工艺流程和设备即可生产出高强度聚酯工业丝。江苏恒力集团投资50亿元建设的年产65万t聚酯系列产品项目于2009年12月底投产运行。由此，恒力集团跃升为全球规模最大、技术先进的聚酯工业丝生产基地。1.3.4保温隔热聚酯纤维保温隔热纤维采用中空喷丝板纺丝技术制造，纤维采用八字型的独特断面，每根纤维都有30的高度中空部位，实现保暖、高度吸湿和柔软触感。二元纫丝在外表形成沟槽，以吸收湿气而抓住水分，就像植物根茎的毛细管一样吸收水分。水分通过这些沟槽的部位是湿气大幅扩散及快速蒸发，实现加倍速干的机能。如日本可乐丽公司展示的具有超轻量级多孔中空纤维Airmint，其使用带水溶性的聚合物使这种纤维比正规的聚酯纤维要轻40。台湾豪杰股份有限公司展示的Twinair中空保暖纤维。其形成的面料轻量、柔软、保暖、吸湿，特别适合运用于运动服饰、内衣、睡袋里布、各式外衣等。ThermoTech是新光合纤开发的一种保温性纤维，质轻保暖，纤维表面呈中空状，通过纤维内部空气层减少体温散失。经检测，该纤维的中空率达20 以上，新开发的CD型中空率更是超过了30，不仅强化了织物的保暖性，更因纤维密度下降而使织物变得轻盈；适用于户外运动服、保暖衣裤、床上用品等。欧洲著名的聚酯纤维生产商ADVANSA公司在近期推出了两款产品：用于服装的ThermoCool与用于睡袋的ThermoDRY 。1.3.5远红外线聚酯纤维在纺丝过程中添加具有远红外发射功能的超细无机粉末，如远红外陶瓷粉（主要为钛、锡、锆、铝的氧化物和碳化锆等）于聚合物中, 以共混法制得远红外纤维。这些添加剂在吸收了人体或外界的热能幅射红外幅射后, 通过分子的能级跃迁而释放出波长范围在2.530m的远红外线, 而其中俗称生育波长、与生物成长密切相关的414m波长范围的远红外线, 可引起人体表面细胞分子的共振, 从而激活人体表面细胞和促进人体皮肤表面微血管的血液循环, 达到保暖、保健、促进新陈代谢的功效。其效果明显与否, 主要体现在金属氧化物的选择和配比上, 因为不同的金属氧化物, 远红外幅射的波长也不同。其制备的关键技术在于颗粒的细度、添加剂的选择和它在聚合物中的分散性。吸热纤维在日本80年代末已开发成功，主要有帝人、旭化成、钟纺、尤尼吉卡、可乐丽等工厂生产，采用的主体纤维为涤纶和锦纶，体感温升为2-4。天津石化股份公司开发了远红外PET短纤和长丝，并已小批量生产投放市场，其特点是陶瓷粉细化，分散均匀性好，可纺性优良，作成织物远红外线为8-25um，发射率达82以上。1.3.6 防紫外纤维90年代初国际上抗紫外线纤维及织物得到迅速发展，最先采用后整理技术，将具有紫外吸收、反射性能的添加剂掺入涂层内再敷到织物上，实用性好，但影响织物手感、舒适性，耐久性差。目前主要采用粒径小于1um的抗紫外陶瓷材料在聚合阶段或纺前加入抗紫外母粒制备抗紫外纤维，多数是用Ti02或ZnO系列陶瓷微粉。与远红外纤维一样, 其关键技术也是防紫外剂的选择、颗粒细度和它在聚合物中的分散性。日本的可乐丽“Esumo”、大和纺的“Rienfsui”、帝人“Fijosensa”、尤尼吉卡“Sarakuru Scy、”东丽的Arifuto”等均是形成商品的纤维。中国大陆天津石化公司经过几年的努力开发成功并生产了抗紫外线聚酯切片、聚酯长短丝，在山东临沂棉纺厂、天津白玫瑰针织公司使用，通过对其织物进行测试，紫外光谱为200380nm，遮蔽率为9195.5，120dtex36f抗紫外线长丝经天津白玫瑰针织公司使用，织物紫外线光谱为200380nm平均遮蔽率为9496.7，这些织物对可见光、红外线均有一定的反射作用，穿著凉爽舒适。新光合纤的抗紫外线纤维特殊的皮芯结构将TiO2的纯光材质包覆于一般半光原料中，使纤维比一般纯光纤维更容易织造。因添加高含量的TiO2可有效阻隔光线，并具有良好的防透视效果，适用于护士服、冰装、窗纱等。而ENOVAaTM产品上使用的抗紫外线技术分为两种，即在纤维中混入可分散、吸收紫外线的陶瓷微粒，或利用染整后加工赋予布料抗紫外线功能。将ENOVATTM抗紫外线产品与吸湿排汗结合，可显著提升面料的性能和附加值。1.3.7抗静电/导电纤维在较干燥的环境中, 涤纶织物有静电现象, 不仅易吸尘, 而且常粘结皮肤, 穿着不适, 在特定场合下,织物的静电还可能引起火灾。为此, 开发了抗静电纤维, 此纤维用两种方法制备：一种以导电材料与聚合物共混纺丝, 一种采用复合纺丝技术, 复合纤维中某一组分因渗人导电材料而带有抗静电性能, 通常采用的导电材料为无机金属化合物或碳黑等。此外, 抗静电剂也可用有机物金属盐, 如含有金属盐的聚醚醋型抗静电剂PEEM, 据称, 用此抗静电剂与聚酷共混制得抗静电纤维的抗静电性能优良, 持久, 优于不含金属盐的聚醚酷型抗静电剂制得的抗静电纤维。上世纪末，日本的各公司如钟纺、帝人、东丽、可乐丽等公司都进行了导电纤维系列研究。东丽公司开发的高白度导电复合纤维，可乐丽公司开发了由炭黑和热塑性弹性体组成的具有永久导电性能的合成共扼纤维，还开发了用于军装和工作服的白色抗静电聚酯长丝纱，用此纱制成的织物不仅具有优良的抗静电，还具有普通衣料优良的手感，优良的染色性、强度、抗洗涤性和耐化学性。由ICI纤维公司开发的即Epitropic纤维是一种独特的导电纤维，其应用非常广泛，其芯是聚酯，皮层是聚酯和间苯二酸酯的共聚物，在生产时，它浸渍于黑炭粒中。大陆导电纤维研究起步较晚，浙江大学、浙江省冶金研究所与杭州孔雀化纤集团股份有限公司开发了一种镀复合导电涤纶，它用普通PET作为基体，在其表面镀上一层聚丙烯睛，再在聚丙烯脂上镀复导电的Cu2S，制得具有与普通PET基本相同物理性能的导电纤维，该纤维的导电性能是耐久的，由其纺成的38支纱的电阻可小于100.Cm-1。 台湾力鹏公司的OHMLON。经特殊改性，应用于织物上可有效减少静电累积，改善穿着舒适度，确保穿着者的健康与安全。这种性能使该纤维可广泛应用于高级西装、夹克、家居内饰、汽车内饰以及过滤织物、防护织物等中。OHMLON的抗静电性属长效型，可耐水洗，且染色色系不受限制。抗静电纤维用途广泛，其中最早用于地毯，也是当前最大的市场，其它方面主要用于无尘无菌服、防爆工作服、地毯、口罩等纺织品及产业材料等领域。抗电除尘工作服在石油、天然气等危险品工作场地、半导体、电子工业、精密仪器、医药卫生等领域，其用途和市场正在不断地扩大。1.3.8吸湿排汗纤维吸收纤维分吸湿、吸水、吸热纤维。杜邦公司的Codmax纤维有四道凹槽，产品规格为1.54dtex，其纤维具有吸湿、可呼吸、速干等功能；日本东丽开发了一种长丝和短丝相结合的织物，外层是加有陶瓷微粒的PET短纤，内层具有吸水性能的改性异形截面PET长丝，由毛细管作用将人体的汗液从内层吸收通过外层排出，吸湿性接近于棉，但干燥速度是棉的2倍，主要用于夏季面料和运动衫，穿着舒适，并具有优良的保暖防寒作用。吸湿排汗纤维是一种具有良好吸湿排汗功能的新型聚酯纤维。其原理是利用纤维表面的细微沟槽和孔洞，将肌肤表面排出的湿气与汗水经芯吸、扩散、传输的作用，瞬间排出体外，使肌肤保持干爽与清凉。纤维的异形断面有W型、十字型等，例如日本可乐丽公司清凉触觉和吸、放湿特征的EVOH纤维，尤尼吉可生产的用于生产内衣的吸、放湿聚酯纤维，东洋纺织使用的平式聚酯纤维等。这种纤维形成的面料清凉爽快、柔软舒适、光滑细腻，特别适合运用于运动服饰、睡衣、袜类等。CoolTouch Thermo 属台湾新光合纤开发的CoolTouch系列产品，由于具有中空截面，因此具有吸湿排汗、快干、质轻等特点，且手感舒适、蓬松，有良好的保温效果，适用于运动服及户外休闲运动服饰中。在改性聚酯中添加无机粒子开发出的RecoTex-Cool，可有效地调节人体与织物问的温湿度。用该纤维织成的织物接触肌肤后，会产生12的瞬间凉感，穿着时可降低体温并能快速将体内热气传导干大气中，可大幅增加穿着舒适感。目前，该纤维的用途涵盖服用、家纺、产业用三大领域。大东集团旗下的ENOVAT凉爽感布料采用先进的纳米技术，将云母微粒置入纤维中，使布料保持优良的导热及吸水效果，同时具备抗静电及消臭的特性。使穿着时不只感觉干爽，更能感受到舒适。云母为层状硅酸盐结构，物化性质特殊，化学特性稳定，抗紫外线、耐高温，水合性强，具有珍珠般的光泽，折射亮度高；同时云母微粒还具备良好的导热效果，加上脱层后云母本身形成的水合效应，易形成一层水化膜。这种双重效应一一“导热+含水”，正是纱线冰凉的缘由。1.3.9高收缩丝高收缩纤维的沸水收缩率高于15的化学纤维。根据其热收缩程度的不同，可以得到不同风格及性能的最终产品。例如，热收缩率在15-25的高收缩涤纶，可用于织制各种绉类、凹凸、提花织物；收缩率为15-35的高收缩涤纶纤维，可用于膨体毛线、毛毯、人造毛皮等等；收缩率为35-50的高收缩涤纶，用于合成革、人造麂皮等等。它一般用来与其他纤维复合，由于其收缩使另一纤维浮在布面上从而得到好的毛感、绒感、凹凸感等等。高弹丝主要体现丝的回弹性，使织物具有一定的弹力，穿着舒服。高弹丝加热后的缩率是常规缩率为27%。高收缩型聚酯纤维一般是通过对结晶性聚酯的改性而获得。主要通过两条途径来生产高收缩涤纶： 一种是采用特殊的纺丝与拉伸工艺，如用市售的POY丝经低温拉伸低温定形等工艺可制得沸水收缩为15-50%的高收缩性纶；另外一种采用化学变性的方法，如以新戊二醇制取共聚聚酯纺丝，以这种纤维制成精梳毛条或纺成纱线进行染色，制成织物后在180左右的温度下，使其收缩，收缩率可达40%。1.3.10发光纤维发光纤维全称为蓄光式自发光纤维。以PET聚合物与发光剂制成。它能吸光蓄能发光, 在吸收自然共混光30min而后, 可持续发光812h，并且可无限次地循环使用，从根本上克服了传统夜光织物涂层不透气、易脱落的缺点。发光剂为磷中加锶等成分, 或是在硫化锌中渗有铜和一些专利材料, 或是硒土系列化学品。广泛用于服饰及装饰领域中, 用于制作服装面料, 剧院地毯,飞机内织物, 捕鱼行业中的带、绳索以及救生器材等。1.3.11抗菌防臭性人们在穿着服装时, 皮肤表面的汗液, 皮脂及油垢等等代谢物会粘附在纤维上, 它们与皮肤上的常在菌在外来微生物的作用下将产生低级脂肪酸和挥发性化合物而散发恶臭, 导致纤维的保温性和透气性下降。若在纤维中引人抗菌剂, 就可抑制细菌的繁殖。抗菌剂主要有两大类, 一类为日本各大企业开发的纳米级含银沸石抗菌材料, 所制抗菌纤维对人体安全无害, 耐久性好, 但其颗粒大小和聚集状态会对纺丝产生重大影响, 而且其抗菌效率只有70%80%；天津石化化纤厂最近开发的纳米级抗菌涤纶短纤维就是这类品种。另一类为上海合纤所开发的有机抗菌剂,所制得的AMF系列抗菌纤维,对人体无害,对革兰氏阴、阳性菌有广谱的抗菌效果, 抗菌率大于90%。特别是与聚合物相容性好, 不会对纺丝包括细旦纺丝产生不利影响。现已在涤纶、丙纶中广泛使用, 成功地制作内衣和床上用品等。这类抗菌剂为国内首创, 其抗菌率达到国际先进水平。近年来，以氧化锌为抗菌剂的涤纶产业化生产研究较多。为了增强抗菌效果，氧化锌是以纳米级的尺寸分散在涤纶长丝的表面。力宝龙公司的DrFree纤维，是在纺丝的制造过程中添加复合型抗菌原料，采用该纤维制成的面料，具有抑制细菌滋长的功能，可用来制作贴身衣物、运动服、休闲装、韵律服、袜子、窗帘、寝具、毛巾、鞋材等。新光合纤公司的Amictech是一种银离子型抗菌纤维，纳米抗菌陶瓷粉于熔融纺丝过程中添加，抗菌剂包覆于纤维中不会脱落，属于长效型抗菌纤维，可应用于CoolTouch吸湿排汗纤维中开发一系列功能性产品，非常适用于户外服、运动服 婴儿服饰等中，此外还可用于内衣裤、袜子、寝具、家饰用布及医疗服饰等领域。1.3.12 温敏/湿敏变色纤维 将某些对温度/湿度敏感的有机络合物或无机结晶材料根据含有不同结晶水和结晶水得失时的颜色变化添加到聚合物中进行纺丝，得到温敏/湿敏变色纤维。1.3.13电磁波屏蔽/磁性纤维在纤维聚合物中添加适量的能够对电磁波产生吸收或在外界电磁波的电磁场作用下能够产生与外界电磁场方向相反的的电磁场作用的物质，如金属氧化物，无机导电材料等。主要应用于孕妇外套。磁性纤维是在纤维中添加具有磁性作用的无机超细粉末材料，如铁氧体等，使纤维产生一定的磁场效应。1.3.14负离子纤维通过共聚或共混的方法在纤维聚合物中添加具有热电性或压电性的含硼的铝、钠、铁、镁、锂环状结构的硅酸盐负氧离子粉体，利用粉体自身的自由离子、不纯物离子和离子性物质杂质和二、三声子共鸣产生较强的辐射带宽，产生负氧离子。1.3.15多功能复合性多功能复合纤维针对纤维的特种应用场合，开发出的具有多种优异性能的新型纤维。如阻燃纤维的功能化, 即纤维除具有阻燃功能外, 还具有抗静电、抗起球、抗菌、防霉、硬挺等功能, 如日本帝人公司生产的抗污水和污油的阻燃聚酯纤维, 东洋纺生产的抗起球的阻燃聚酯纤维。最近开发的功能性纤维竹炭纤维,是将纳米级的竹炭粉加入到纤维中,纤维可以具有远红外、负离子、抗菌、消臭等综合功能,制成的各类家纺产品受到客户的欢迎,目前浪莎、伊藤忠均积极开发各类针织品和袜类。 台湾三加一能量科技股份有限公司推出的一种多功能降温抗菌智慧型纤维一一天人纱(Talent Yarn )引起了众多关注。该纤维采用独特的纳米技术，添加了纳米级SiO2颗粒和负离子，经银离子化学涂层，据称是一种具有吸湿排汗、抗菌抗臭、抗静电、能导热降温的四合一功能性纤维，已获包含Oeko-Tex 认证、SGS检测等全球14项环保、专利、医疗证书，可广泛应用于内衣、袜子、运动服、床上用品及休闲纺织品等领域。韩国Kolon公司开发的ATB100涤纶由于在原丝内部导入了银成分从而具有99.9 的抗菌效果。与后处理产品不同，这种抗菌性在经过多次洗涤后也不会失去。此外，该纤维还能去除异味，其特殊的截面结构使其具有快速排汗快速干燥的效果，洗涤30min后即能完全干燥。2涤纶纤维生产技术的发展2.1聚酯聚合装置的工艺改进与差别化生产2.1.1 大容量及短流程聚酯生产技术世界聚酯技术正在向更大经济规模方向发展。单系列生产能力由八十年代的100吨/日提高到目前的1000吨/日，甚至更高。德国吉玛公司、美国杜邦公司、瑞士伊文达公司及德国阿加菲公司等是大容量聚酯工程和技术开发的实践者；美国杜邦公司所开发的2釜流程技术(NG3)为聚酯瓶级切片的商业化低成本战略开创了先锋；中国的聚友化工有限公司等采用高效节能低排放的低温短流程聚酯技术，更保证了产品的优良质量，无论是对于直接纺还是生产纤维用切片，在产品质量的稳定性、运行成本和物耗能耗的降低都带来了较好的效果。伊士曼化学公司成功开发用于生产聚酯瓶级切片的IntegRex新技术，2007年投产，商品名为ParaStar。采用该技术在美国哥伦比亚建设350kta聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)装置，可使从对二甲苯(PX)至PET的反应过程组合在一起。IntegRex技术使PX转化为PET树脂时可减少转化费用15，直接制成瓶级切片可减少成型费用30。该技术还可以减少投资和操作费用，装置占地面积仅为常规PET生产占地的50，能耗、设备和劳力均少得多。2.1.2高相对分子质量工业纤维用聚酯采用固相增粘方法可提高聚酯的相对分子质量，提高聚酯工业丝的断裂强度。东丽公司、联信公司及科萨公司等是聚酯工业丝的主要供应商。2004年，巴马格公司开发研究了采用高粘度聚酯纺制工业丝的新技术和设备 J，可以批量生产超低收缩丝(SLS)、高模低收缩丝(HMLS)和粗旦、超粗旦纤维(HT)。由吉玛公司开发的液相增粘技术已经工业化应用，主要用于涤纶工业丝的直接纺。其技术的核心是解决了高粘度熔融体小分子进一步脱离，提高高粘度熔融体的流动连续性和均匀性问题，以及从设备的角度解决了熔融体的停留时间一致的问题，较固相增粘技术大大降低成本。2.1.3聚酯的化学改性共聚改性很适合产能在10万t/a以下小聚酯装置的转型，在大分子基本结构中引进某些特殊基团改变原来聚合物的性能。通过添加第三单体、第四单体，改变PET大分子链的原有组成和结构，来实现PET的改性，改性产品有：阳离子（CDP) 、消光阳离子（SDCDP）、常压易染阳离子（ECDP）、（半光）高收缩（PEIT）、常压易染分散染料聚酯（EDDP）、碱溶性聚酯（COPET）、阻燃聚酯（FRPET）、上浆聚酯（YEPET）、波丝纶切片等。印度信赖公司(Reliance)开发的SWARANG聚酯是改性后具有本体有色的产品，其在聚酯分子链段中接有染色基团，可以大大节约印染成本和减少废水排放。使用磷系共聚阻燃剂, 如间苯二甲酸与脂肪族二元羧酸作为第四单体, 适当调整聚合工艺,生产的阻燃高收缩聚酯其L OI值为30. 5 ,达到了阻燃织物的难燃标准，并能生产出优质的阻燃高收缩DT 丝。采用间位第三单体共聚纺丝加工制造高收缩纤维。2.1.4 聚酯的物理改性共混属于物理改性， 即把某种特定的改性剂或称添加剂在纺丝前即混入聚合物熔体或其溶液中，再进行纺丝。这样，改性剂即可均匀地混人纤维中，然后经纺丝制得。最常见的共混改性应用有：1、添加各种无机离子最常用的添加剂就是TiO2，添加后是纤维产生消光的效果。通过添加特殊的无机添加剂，可以赋予涤纶4大附加特性和功能。一是可以使纤维具有远红外保暖功能；二是具有明显的除臭效果；三是具有负氧离子发射功能，能在室温条件下产生负氧离子；四是具有一定的抗菌效果。应用于室内装潢、服装面料等。最终产品外观效果好、色泽均匀，色牢度高，受到色织、针织、毛纺等行业的普遍欢迎。因此聚酯纤维的纺前着色法是解决涤纶染色难、满足某些产品要求的最有效的途径。同时纺前着色所用着色剂为溶剂染料，不含禁用结构和成分，所用染料能够承受300以上的高温，纺丝过程中无任何气体和废水排放，对人体不造成伤害，染料利用率达100 。2、纺前着色纺前着色是指在聚合过程中或聚合后，在纺丝以前通过加入染料制得有色纤维及长丝的生产工艺。在聚合物溶液中加入有色的无机和有机颜料或染料挤压纺长丝染色的方法，由于染料混和在聚合物中，故其成品的色牢度很高。这种先染后纺的工艺，具有缩短工艺路线、减少能耗、降低成本的明显优势。3、共混合金通过聚酯与其他有机合成材料进行共混，制备各种高分子合金材料。如由聚乙烯（PE）及回收的PET制成的合金材料，令人瞩目。目前，欧洲已有3个生产商成功开发出材料坚硬、强度高、易加工，价格低廉的新型合金材料。西班牙Spalex SA公司用PE保护膜碎片与PET卷材制作合金材料。用这种混合物挤压成单丝，做成刷子毛，性能可与尼龙相媲美，但价格要比尼龙低廉得多。2.2纺丝的差别化纺丝过程的差别化生产主要通过改变纺丝设备和流程，改进纺丝工艺来实现。例如通过切片中添加一些色母粒（如炭黑母粒）、抗静电母粒、萤光增白剂的母粒、抗紫外母粒、永久性抗菌剂母粒、含有香精的微胶囊、阻燃母粒等母粒成份来增添涤纶的某一功能性，实现长丝的差别化生产。2.2.1色丝生产技术涤纶的分子排列紧密，又少亲水性基团，因而染色性差一直是困扰人们的重大课题。为了改善涤纶的染色性，人们研究了阳离子可染涤纶，在涤纶分子链上引入了可与阳离子染料发生结合的基团，从而提高了涤纶纤维在高温高压下或常温沸染时的上染率，但同时也改变了聚酯的可纺性，染色饱合性，纤维的耐热性等，对纤维性能产生一定不良影响。涤纶常规的染色方法是在高温、高压或加载体染色，并且只能在超过涤纶玻璃化温度（81）纤维膨胀后加入分散染料，染色才可能进行。实际上，常规涤纶染色一般在130-140，0.3-0.4MPa压力下进行，经过悬浮，轧染和干燥，焙烘等步骤。有些混纺纤维难以承受如此高温，还需要采用载体辅助染色。这种染色方法能耗大，效率低，污染严重。涤纶纺前着色是通过注色器，把着色剂溶解或分散在聚酯纺丝原液中进行熔融纺丝，直接制得有色涤纶纤维的新工艺，是解决涤纶染色难最有效的途径，具有使用简便、成本低廉、着色质量高和环境保护好，有利健康的优点。选择耐热性高于300的高级油溶性染料，涤纶纤维原液纺丝，纯净的染料不含填充剂，能够染出强烈的、亮丽且透明的色彩，并具备卓越的牢度。添加色母粒也可以实现色丝的生产。色母粒是由颜料、分散剂和载体经充分混合、熔融重新造粒而成，如作为纺黑色丝的碳黑母粒。色母粒技术的核心在于颜料、分散剂和载体的相互兼容。色母粒注射可采用料斗直接混合、熔融时与聚酯切片进行混合、直接加人到纺丝箱体中等方式，注射技术的关键是色母粒计量准确、色母粒与聚酯切片的均匀混合、设备运行稳定。我国由于相关原材料、技术水平等与国外存在着差距，进展缓慢，国产色母粒产品结构单一，品种不全，质量低、通用型产品占很大比重。目前，世界色母粒的生产集中在几十个超级大公司，他们的颜料、分散剂等原材料品种齐全，已形成了系列化和专业化产品结构，卡博特公司也垄断了世界上30黑色母粒的生产，科莱恩公司、汉纳公司、休门公司等垄断世界上大部分色母粒的生产和销售。色母粒未来的发展趋势是朝多功能化、高颜色含量和高技术含量方向发展。高浓度色母粒用颜料的80 市场份额被国外跨国公司垄断，色母粒中颜料含量越高，颜料愈难分散，对颜料的要求越高。分散剂在色母粒制备中起润湿和包覆颜料、辅助颜料在载体中进行分散的作用，分散剂的微细化、高功能化和专用化是今后的发展方向。国外对分散剂的研究比较全面和深入，品种比较齐全。科莱恩公司最近推出了一种新型颜料分散助剂Ceridust系列微粉蜡，这种微粉腊特别适用于难分散的颜料及高档有机颜料等的分散。目前，在欧美等国家色母粒颜料分散过程中已普遍使用这种微粉蜡。2.2.2异形截面丝生产技术采用异形喷丝板是生产异形截面丝的主要方法，通过形形色色喷丝孔，或直接喷出异形丝，或粘并而成为异形截面丝。皮芯型复合纺丝以共聚型或添加型阻燃聚酯为芯, 普通聚酯为皮, 制成的皮芯型复合纤维阻燃剂位于纤维芯部, 既可以充分发挥阻燃作用, 又能保持聚酯纤维的光稳定性、白度和染色性。2.2.3 细旦丝/超细旦丝生产技术细旦丝生产主要有两种技术。一种是由聚酯切片或熔体采用纺丝加弹路线生产细旦、超细旦长丝。如目前仪征化纤公司在市场上销售的56dtex/96F、110dtex/144F、83dtex/144F、167dtex/288F等不同规格的低弹丝。目前，随着纺丝工业及设备的升级，采用该方法生产的细旦长丝规格已经可以达到0.36dpf以下。第二种方法是复合纺丝法，近年来得到飞速发展，目前市场上涤棉复合超细纤维及海岛超细纤维即采用复合纺丝方法生产。复合纺丝技术的特点是通过特殊的熔体分配方式，使涤纶和另一组分在纺丝过程中进行复合，所生产的纤维在加弹及织造过程中具有常规丝的特征，在染整过程中通过碱减量或其他机械方式，使纤维得到细化，从而形成0.28dpf以下的超细纤维。海岛超细纤维经过碱减量后，单丝纤度更可以到达0.08dtex以下。超细纤维，又称超细旦。（旦是纤维的纤度单位，一克重9000米长的丝为旦，蚕丝的纤度单位为1.1旦）。因为它比传统的纤维细，所以比一般纤维更具蓬松、柔软的触感，且能克服天然纤维的易皱、人造纤维不透气的缺点。此外，它还具有保暖、不发霉、无虫驻、质轻、防水等许多无可替代的优良特性。 超细长丝纺丝方法通常有：直接纺丝改良法；高分子相互并列纺丝法；剥离型复合纺丝法；多层型复合纺丝法等多种。超细代表型长丝的制造方法多采用剥离分割法。由于制造方法的不同，纤维的形状和性能也有差异，最终产品的性能也不同。 直接纺丝改良法，采用熔纺法纺制超细长丝的工艺条件如表1所示。现简单列举直接纺丝法制聚酯超细纤维的最佳纺丝，与常规纺丝法比较，聚酯超细长丝的纺丝纺丝作如下改进： （1） 适当降低聚合物黏度：可通过降低聚合物分子量或提高纺丝温度来达到目的，这些措施可防止因液滴型挤出而断丝。 （2）喷丝板上的喷丝孔应呈同心圆均匀排列，使丝条均匀冷却。（3） 降低喷丝板下方的环境温度，使丝条迅速冷却，并在喷丝板下方2070cm处集束、卷绕，以获得未拉伸丝。（4）使纤维经受46倍的后拉伸：在特定的条件下可进行1020倍的拉伸，但技术条件不稳定，而且范围较窄，故未获得应用。（5）通过高精度过滤以提高纺丝熔体的纯净度。（6）减少熔体的挤出量：高分子相互并列体纺丝法，国际上的大公司日本东丽公司制作超细纤维用的就是高分子相互并列体纺丝法。以海岛型复合纤维的纺丝法，所得纤维截面为海组分的皮芯包围岛组分的芯层，溶解除去海组分后，即可得到岛组分的芯层。例如，以聚酯为岛组分、聚苯乙烯为海组分，制得超细聚酯纤维的纤度为0.001dtex，截面呈圆形，直径为0.1m。也可以整个复合丝的形态加工成织物，在后加工时除去海组分，在纤维间出现微孔隙而容易相互滑移，作人造革特别合适。此外，制造眼镜洁净布的超多岛技术、岛组分表面的凹凸化、岛组分异纤化混合排列、岛组分混合不同聚合物的技术等都已得到实际应用。剥离型复合纺丝法，国际上的日本大公司钟纺与帝人公司制作超细纤维用的就是剥离型复合纺丝法。剥离型纺丝方法的关键是如何提高两组分的分割数，以达到超细化的要求。该方法可把两组分复合成米字型、中空型或层状型，纺丝技术的重点在于喷丝板。剥离型复合纤维可用化学药剂处理，使一组分收缩而剥出纤度为0.22dtex的单丝。单丝的剥离无需溶解除去特定成分，因而聚合物不受损失，通过剥离后可形成扁平形或楔形的纤维截面。聚酯与尼龙制成剥离型复合纤维后，用苯甲酸处理使尼龙组分收缩而剥离，所得聚酯纤维具有较好的染色