涤纶织物的开发与应用

涤纶织物的开发与应用

自该发明以来，它在绝对的优势下迅速发展。其数量占世界纺织纤维的1.3%，约占中国纺织纤维加工量的一半。它是目前世界上最好的纺织材料。它的优越性主要取决于它特定的大分子结构;不仅有刚性的苯环,而且有脂肪族的链节,使其不仅具有可熔融加工性,便于加工成纤维,而且其大分子足够的刚性,赋予纤维高的初始模量。涤纶的综合性能好,强度大、弹性好,加工性能也好,其制成的面料挺括而不易变形,洗后不用熨烫,可纯纺也可和各种天然纤维混纺或交织,广泛用于服装,家用纺织品和产业用纺织品。在服装方面涤棉混纺织物可用于衬衣、床上用品,涤纶长丝可用于外衣、运动衣,也可用以生产仿羊毛、仿丝绸、仿麻等仿天然纤维产品等。由于涤纶可以大批量生产,加工技术不断改进,生产费用降低,目前市场上涤纶棉型短纤维的价格约只有棉花的60%。因此涤纶成为相对价廉物美的产品,近年来涤纶有逐步占领部分使用其他纤维(如棉、锦纶、腈纶等)才能生产的产品市场的趋势。尤其近年来已将涤纶产品的开发移向提高其产品的档次和技术含量,通过不屑的努力,业已取得重大的进展,在日本以新合纤、新新合纤为代表,提高涤纶产品的服用性能;欧洲曾一度掀起超细纤维热,利用这些技术成果,使涤纶仿丝绸、仿毛、仿棉、仿麻产品品种日愈增多,性能越来越好,如桃皮绒,不仅穿着性能良好,酷似天然纤维,还克服了天然纤维存在的一些缺点如易皱折、发霉等等,因而深受消费者欢迎。根据目前国外涤纶的研发动态,涤纶产品开发的重点可归纳为以下几个方面:织物的轻量化舒适性纤维主要指经过改性或各种加工手段,使涤纶具有与天然纤维相似的穿着舒适性,特别是吸湿性、透湿透气性和手感,其主要手段有:细旦化和超细旦化随着纤维纤度的变小,纤维的比表面积增加,手感与悬垂性改善,同时纤维的透气透湿也得到显著改善,因此今后纤维生产的一个方向是向细化方向发展,据研究纤维的性能在0.50d左右有一个显著的转变,0.50d以下其穿着舒适性进一步改善,以常规棉型涤纶的纤度以1.50d计,其纤维比表面积为0.23㎡/g,而纤度0.50d的涤纶其比表面积为0.43㎡/g约增加了一倍。轻量化即使是在冬季,现在基本上再没有人穿着重而厚的棉袄棉裤了,人们穿着正朝着轻、薄、暖方向发展,从纤维的角度看为达到轻量化的目的,主要措施是使用细旦纤维和中空纤维,细旦纤维已广泛用于轻薄织物,而中空纤维对减轻织物重量增文、图/潘然加其保暖性则有非常明显的效果,中空纤维现在已由单孔中空发展到多孔,从中空率小于20%发展到大于40%,如日本仑敷公司开发出多孔蜂巢涤纶K21,中空率40%以上,截面似莲藕,中孔数可达12以上,其比重比丙纶还小,可浮在水面上,保暖性极好,可用于休闲服,运动服,工作服和保温隔热材料等,国内也有单孔、四孔、七孔中空纤维生产。异形化早期的涤纶为圆形截面,研究表明异形截面纤维有其特性。如三角形截面涤纶丝用于经编织物有突出的闪光效应,涤纶三角异形短纤可用于超亮缝纫线和闪光织物;三叶形截面丝除有闪耀的光泽和较好的覆盖性外,其织物染色后色泽鲜艳明亮,印花清晰,由于三叶丝耐磨、手感良好,也用于针织外衣;多叶变形丝如四叶、六叶、八叶形等,光泽比较柔和,可用于织制缎类织物;十字形、王字形丝能大幅降低人体出汗时的湿热感,使穿着舒适性提高,可用于运动服和休闲服等;正四角形纤维不易滚动,其堆积密度和遮蔽性显著提高,有防风防水功能,可用于风衣、运动衣等。吸湿排汗纤维功能性纤维是通过特种加工技术或添加某种功能添加剂赋予纤维某种特别的功能,如高收缩纤维九十年代,我国高收缩聚酯纤维大部分从韩国和日本进口。近几年,随着国内化纤仿毛产品、仿麂皮绒、高级人造革业、新型面料等的大力发展,高档汽车内装饰布及装饰材料需求量的增大,高收缩聚酯纤维的市场火爆,生产开发商纷纷推出自己的产品,根据用户的要求,纤维的收缩率可以在15%-65%范围内调整。东华大学开发出高收缩涤纶FDY丝76—333dtex/24—96f,收缩率30%-70%,用这种纤维加工的织物立体感强、手感柔软,丰满致密,可用于毛纺织物与羊毛交织,后处理后弹性和手感良好,也用于仿毛产品,其产品丰满松软,挺阔丰厚。吸湿排汗纤维聚酯分子链刚性大,纤维的模量大,导致其织物的吸湿性差,很大程度上影响其服用性能,针对聚酯纤维的这一缺点,国内外聚酯专家先后研制开发出Coolmax、COOLBST、Cooltech、Coolplus、SATIS等吸湿排汗聚酯纤维。Coolmax纤维是杜邦公司开发的一种改性纤维,截面形状呈独特的四管状,又是中空纤维,而且纤维的管壁欢透气,使其具有吸收、排汗、透气的特性,面料具有良好的毛细效应;COOLBST纤维是中国石化仪征化纤股份有限公司生产的,采用了全新的纤维截面形状设计,将毛细管原理运用到纺织品表面结构,使其能够快速吸水、输水、扩散和挥发,从而保持人体皮肤的干爽;Cooltech纤维是台湾新光合成纤维股份有限公司研制生产的。它采用了十字断面沟槽设计,提供了快速传导水分的管道,使纤维同时具有良好的吸湿、导湿及快干功能,再加上纤维与皮肤的接触点因断面设计而减少,使肌肤流汗后仍保持干爽感;Coolplus纤维是台湾开发的吸湿排汗纤维,它利用纤维表面的细微沟槽,将肌肤排出的汗液经过芯吸、扩散、传输,瞬间排出体外,使肌肤保持干爽;SADIS纤维是一种舒适、时尚的改性聚酯纤维,采用异型截面,经碱减量处理后,纤维表面形成众多无规则的凹坑,如纺制成中空纤维,管壁可以透气,正是由于这种纤维的独特物理结构,导致了它的吸湿、排汗、透气的特性,也使面料具有很好毛细效应,使纤维具有良好的吸湿性,水分的扩散明显加快,润湿蒸发面积明显增大,水分的扩散和干燥速度大大增强,从而具有良好的吸湿、排湿和导湿的功效,同时由于织物可随时将皮肤上的汗湿抽离掉,传输到织物表面并迅速蒸发,汗水的大量蒸发会带走人体的部分热量,使得体表温度有所下降,从而使人有凉爽、舒适、透气、不粘身的感觉,俗称为舒适纤维或保健挥汗纤维。其他功能性涤纶如阻燃、抗菌、抗紫外线,远红外、导电纤维、电磁波屏蔽、发光纤维、负氧离子纤维、芳香纤维等,都是在纺丝时加入适当的功能添加剂而制成的,这一领域的品种日渐增多,运用的范围也逐步扩大,随着人们保健意识的增强,阻燃、抗菌、抗紫外线、远红外负氧离子等功能纤维品种将更多地受到人们的重视。设立于各种织物上的超细纤维复合纤维是每根单纤维或丝束中含有两种或两种以上的不同组分,或虽是同一种高聚物,但其有不同的分子量和性能,这种纤维可集多种组分的优势于一身,或使之优势互补,以发挥其整体效果,复合纤维有以下几大类:共纺型复合纤维丝束中部分丝条是一种组份,其余部分丝条是另一个组份,利用两种组份在染色、收缩、吸湿等性能差异,使加工成的织物具有双重个性,如采用普通聚酯与阳离子可染聚酯切片生产的共纺丝,其织物经同一染浴处理后,可产生双色效果,另外两个组分的收缩不同,使织物更加蓬松,手感更好,可用于高档仿毛织物。并列型复合纤维是指同一根丝条的截面上,一部分是A组份,另一部分为B组份,由于两个组份收缩率不同,可使纤维形成永久的立体三维卷曲,如PBT/PET并列纤维,染色性,卷曲性都好,手感柔软蓬松,用于仿毛织物。皮芯型复合纤维指同一根单纤维截面上,芯层为一个组份,皮层为另一个组分,这类产品品种较多,用途也广。如以锦纶为皮、涤纶为芯的心皮芯纤维,染色性好、弹性好,具永久性三维立体卷曲,可用于松蓬织物,仿毛织物、袜子等;以聚乙烯为皮层,涤纶为芯层的纤维,由于皮层可在110-130℃溶融,可用做粘合纤维;以涤纶为皮层,以导电组份或其他裂片功能材料为芯层的复合纤维,就是导电纤维或其他功能纤维等。裂片型复合纤维指同一根单纤维截面上,被分为若干分隔,两种组份交替排列,由于排列的方式不同,又可分为桔瓣型、米字型、齿轮型等,纤维在后加工中两种组份彼此分裂开来,使一根纤维分裂成许多根细得多的纤维,常见的有8分隔、12分隔、16分隔等,用此种方法可制得单丝纤度为0.1-0.3d的超细纤维,目前市场上用的较多的涤纶/锦纶桔瓣型复合纤维,主要用于仿麂皮,仿桃皮绒或其他起绒面料。海岛型复合纤维海岛型复合纤维类似一根电信电缆,海岛纤维的“岛”的好似电缆中的金属导线,海岛纤维的“海”好似电缆的绝缘层,若将海岛纤维的“岛”溶解掉,则生成一根像藕似的多孔中空纤维,若将海岛纤维的“海”溶解掉,则可形成集束状的超细纤维,用这种方法制取的超细纤维,其纤度比用裂片法还小得多,可生产纤度为0.1-0.001d的超细纤维,主要用于高档合成革基布,高档起绒织物和高密织物等。纤维的复合加工也是当前国际流行的纺织技术复合的手段之一,从纤维生产与加工技术角度,也取得了不少的进度,有两种方法:一种方法是在纤维生产过程中,使丝束就具有多种性能,如国内生产的涤纶三异长丝(异纤度、异截面、异收缩)由于在原料的选用、喷丝板的设计和工艺条件的设置等多项措施,使同一喷丝板生产的同一丝束就具有不同纤度,不同截面,不同收缩的效果。另一种方法是将不同品种,不同纤度,不同性能的纤维或丝条进行合股变形加工,加上变形加工条件的变化,可制得成千上万个品种,也是涤纶长丝差别化产品品种最多的一类。如按变形形态分有螺旋形、锯齿形和波浪形,按收缩性能分有高弹丝、中弹丝和低弹丝,而按变形方法分有摩擦变形和空气变形等。绍兴、吴江市场流行的乐丽丝、三色肥瘦丝、彩丽丝等都是这类产品。美国拟用双组分纤维织物纳米纤维是指直径小于100nm的纤维,这种纤维由于纤度极小,比表面积很大,孔隙率高,密度大,带来了一系列优异的性能,这种纤维生产难度大,目前尚未工业生产,但被世界纤维界广为重视,前景看好,美国拟用它制成轻而薄的多层织物。可加工成非织造布,植绒织物,并与聚四氟乙烯多微孔贴合在一起,做成防水性能,透湿性能,防风性能都非常优良的织物。可供士兵和运动员使用。目前在市场上广为宣传的并不是真正的纳米纤维,而是添加纳米材料或纳米级粉体的纤维,如添加纳米陶瓷粉的远红外纤维,添加纳米材料的抗紫外涤纶,随着纳米技术的不断发展,