差别化纤维研究进展.doc

差别化纤维的研究进展湖南工程学院高分子0801班 黄明 学号07【摘 要】 介绍了差别化纤维的性能，用途及国内外技术，产品的开发应用情况，指出了差别化纤维的开发方向和发展前景。文中着重讨论了一般差别化纤维的技术特性,应用及值得注意的一些常见问题。并且介绍了国内差别化纤维的状况以及所存在的问题。【关键词】 差别化纤维，性能，用途【前言】 差别化纤维一词来源于日本，它是指对常规品种化纤有所创新或具有某一特性的化学纤维。差别化纤维以改进织物服用性能为主，主要用于服装和装饰织物。采用这种纤维可以提高生产效率、缩短生产工序，且可节约能源，减少污染，增加纺织新产品。差别化纤维一般泛指通过化学改性或物理变形制取的，在服用性能有较大创新或具有某种特性且与常规品种有明显差别的新型纤维，差别化纤维一般包括超细纤维，异形纤维和复合纤维等，笔者就差别化纤维的技术，产品开发现状及发展趋势做一粗浅讨论，供参考。1差别化纤维技术的开发现状发达国家差别化纤维生产技术的发展特点主要是高层次，高技术和深加工20世纪90年代以来欧美日等国家主动放弃了产量高，科技含量低，生产过程中对环境污染严重的产品生产，继而转向各类差别化纤维品种的生产开发。目前其化学纤维的差别化率均超过50%，而且在生产中普遍采用了高新技术，例如美国杜邦公司采用激光打孔制造异形喷丝孔技术制得多种异形纤维，到目前为止杜邦公司的聚酯纤维已有，300多个差别化品种。我国化纤工业经过40多年发展，现已形成品种基本齐全，技术装备初步配套，质量品种有一定水平的化纤生产开发体系，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。2差别化纤维的产品开发现状随着国内外化纤新品种科技投入的不断增加和产业化研究的日益深入，差别化纤维品种层出不穷。目前，市场流行的高档化纤面料，大量选配使用多功能，多组分的新型纤维。如细旦，超细旦，四异，异纤度，异收缩，异截面，异材质，中空等差别化纤维，以满足防污，防水，透气，高仿真等功能的要求。2.1超细纤维产品一般定义单纤细度小于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，因此，这类纤维使用范围极广，如涤锦复合超细纤维及海岛型纤维可用于仿桃皮绒，仿麂皮绒，织超高密织物，高性能洁净布及快干毛巾等。这类织物可广泛应用于服装，服饰及箱包等。超细旦丙纶纤维具有芯吸效应强，透湿率高静电聚集小的优点，且具备隔热，保暖，干爽，耐污，易洗，快干，抗腐，耐腐的特性。用这种疏水导湿纤维作为内衣的里料层，可使汗水通过丙纶丝的芯吸效应迅速从皮肤引离至外层亲水性的棉纤维而散发到空气中，使皮肤无湿冷感，用这种纤维织成的面料，非常适用于制作登山，徒步旅行等户外活动的运动装。高吸湿细旦涤纶纤维具有四沟槽异形截面和良好的导湿性。试验证明，在30min，后湿度去除百分率，棉为52%，四沟槽聚酯纤维为95%。将它应用于运动服装能保持皮肤干爽，穿着舒适，并具有优良的保暖防寒作用。山东同大集团年产3000t，海岛型超细纤维生产线已投入生产。据悉，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。2.2异形纤维产品异形纤维是经一定几何形状（非圆形）喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。根据所使用的喷丝孔不同、可得到三角形、多角形、三叶形、多叶形、十字形、扁平形、Y形、H形、哑铃形等等。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。中空纤维在触感上还是暖感纤维，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，触感和性能应用高分子组变性法纺出的粘胶纤维，形成特殊异感，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，中空纤维在触感上还是暖感纤维，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，触感和性能应用高分子组变性法纺出的粘胶纤维，形成特殊异感，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，中空纤维在触感上还是暖感纤维，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，触感和性能应用高分子组变性法纺出的粘胶纤维，形成特殊异感，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，中空纤维在触感上还是暖感纤维，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，触感和性能应用高分子组变性法纺出的粘胶纤维，形成特殊异感，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，中空纤维在触感上还是暖感纤维。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，触感和性能应用高分子组变性法纺出的粘胶纤维，形成特殊异形截面结构，纤维表面呈正弦形规则，且保持永久性的化学卷曲，该纤维除具有普通粘胶短纤维的优点外，还具有吸湿性好，滑爽细腻光亮，高雅华贵并富有三维立体和丝感的独特风格，满足了毛纺高档化，立体感的要求，也符合毛纺和针织行业新颖。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，仪化四厂生产的抗菌涤纶中空纤维，是在纤维制造过程中将高效抗微生物添加剂复合嵌入其内部表面，形成永久抗体，从而抑制细菌的繁殖。这种抗菌纤维具有功能持久，耐洗涤，安全无毒等特点，可用于生产内衣，服饰，床上用品，医用纺织品，空调过滤布等产业用纺织品，一些高技术纤维正应用在特殊领域中。如反渗透膜中空纤维应用于海水的淡化血液透析膜中空纤维应用于人造肾，过滤膜中空纤维应用于排除各种有毒物质，细菌及其他外来杂质。2.3复合纤维产品复合纤维又称，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，它是开发较早的一种单纤维内复合技术成果，复合纤维。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，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，多组分型复合纤维用于制作超细复合纤维，不仅柔软，蓬松，而且表面积增大，吸附性加大，皮芯差异减小在服装面料领域有极大的应用价值，国内外已经成功地生产了一批新桃皮绒型，新精梳仿毛型，干爽型和超高密度型，新合纤，织物。我国科研人员成功地把纳米材料与聚丙烯嫁接在一起，研制出了纳米聚丙烯复合材料，这种以注塑级塑料为基础原料的纳米聚丙烯产品，保持了原有的刚性，而使其韧性大幅度提高，是国内首创，用这种材料制成箱包既坚硬，又不易破裂，用其制造汽车零部件，则可替代高品质的塑料及钢材，日本尤尼契卡公司的HYGRA纤维是把吸湿聚合物作为芯的复合纤维。因而具有高吸湿性，其纤维的表面是常规的尼龙，湿润时有滑爽的感觉，无论是吸湿能力，吸放湿速度HYGRA纤维都比棉纤维好，尤其是在吸收服装内的湿气和向衣外释放湿气方面，都优于其他产品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HYGRA（乙烯2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HYGRA，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。HYGRA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。2.4 高收缩纤维a. 长丝b . 短纤性能：高干热收缩率 15%40%( 普通 5%7%) 和沸水收缩 率15%60%, 强力较低 2. 53. 5C N/ dt。应用：高收缩纤维一般应在使织物致密致厚, 增加蓬松, 增加毛型感等仿毛产品 上, 如膨体纱、 泡绉等织物。2.5 阳离子可染改性涤纶纤维( COP.ECOP)分为：a. 物理法: 原液着色、 共混法和复合法b . 化学法: 共聚法; 接枝法。可在常压下用阳离子染料淋染, 染得产品色泽鲜艳, 缺点是强力较低, 耐酸、 耐碱性都差; 耐热性也较差。被广泛用于生产各类仿毛、 仿绸和仿麻等产品中, 通过同浴异染可获得闪色、夹花等效应, 织物色泽较鲜艳。2.6 涤纶弹性纤维 PBT各种不同化学组成构成软链, 硬链。PBT 涤纶弹性纤维可用分散染料在常压下淋染, 但需入染温度低, 有吸色突色温度, 耐热性差, 但纤维弹性大。可用于弹性织物和起绉织物上, 但要注意织物紧度要比常规织物要低 50%左右, 入染温度不应高于 50, 有吸色突变温度, 但必须缓慢升温。2.7 抗起毛起球纤维分为：a. 化学改性法;b . 物理改性法。纤维的断裂强较低 2. 4C N/ dt2. 6CN/ dt , 经物理改性法纺成异形丝可以减少纤维间的摩擦和降低断裂功。在使用过程中应选择合理的混纺比, 注意选用比抗起毛起球纤维的纤度更粗的纤维相混合, 以便在成纱过程中纤维处于纱线外层, 另注意工艺调节作用。2.8 网络丝a. 牵伸网络丝;b . 低弹网络丝。纤维键性能好, 改造不同 上浆, 后整理不要退浆。可用于仿绸、 仿毛等产品, 这是由于网络丝具有网络结, 对织物抗起球, 抗勾丝性能有较明显效果。2.9 有色纤维 a. 有色长丝;b . 有色短纤。纤维毛感强, 工艺简单, 成本低, 仿毛织物手感好, 但存在着色光、 色差等问题。可用于色织物的仿毛, 例如仿毛花呢或混色舍味呢等, 也可用于地毯, 但要注意色光不符等问题。2.10 细丝纤维a. 涤纶 0. 51. 3dt；b . 锦纶0. 51. 7dt ；c. 丙纶 0. 52. 2dt手感柔软, 抱合力好, 表面积大, 纤维可染性好, 光泽柔和,但有芯吸效应。细丝纤维可以生产仿绸产品,经适量处理, 产品更具有真丝感觉, 是仿绸产品 的理想原料。3 差别化创新过程中的问题和思考为了加快我国化纤工业的技术进步,国家已决定对化纤工业重点技术项目进行扶植, 力争到 2010年差别化纤维比重达到 40 % ,高性能面料及制品的纤维自给率达到 70 % ,产业用化纤比率达到 90 %, 化纤行业总体竞争力达到国际先进水平。预计 2010年中国化纤占纺织纤维总量的比例将突破 70 %, 达到 71 . 9 %;化纤差别化率 40 % 45 % ,在服用、装饰、产业三大应用领域中比例达到 40：35： 25。2020年中国化纤占纺织纤维加工总量的比例将达到74. 3 %; 化纤差别化率达到同期世界平均水平;化纤在三大应用领域的比例继续改善,达到 35：35： 30。根据国家对化纤的扶植重点,可以看到差别化纤维的巨大发展空间,但在实际开发推广过程中也遇到许多问题,主要有以下方面。( 1) 国家、行业标准远远落后于产品开发,现在差别化产品层出不穷,但没有合理的判定尺度,使之难以区分,如前几年的远红外产品正是因为良莠不齐,没有一个统一的衡量标准,使产品迅速地在市场上消退。( 2) 差别化开发要求产学研结合、上下游结合, 并以最终产品为根本目标,相关辅料及添加剂、 油剂的系列配套开发工作也十分重要, 但目前我国相关配套落后于产品开发,急待完善。( 3) 产品开发缺乏整体构思, 因为面料的创新不仅在于纤维,需要在纤维原料的合成、纺丝、后加工、印染、整理等多道工序进行综合加工设计,但国内缺乏一条龙的设计和构思, 使企业之间的开发目的不能完全一致,影响了面料和纤维的快速创新。在市场竞争中, 我国纺织行业要克服只重视质量的弊端,重视质量、创意、科技、市场的有机结合, 充分认识到新型原料、纱线