再生纤维的物理机械性能

再生纤维的物理机械性能

自纺织原料以来，可回收纤维具有良好的耐湿性和耐用性，是纺织服装行业最理想、最具潜力的纺织原料之一。近年来,在纺织生产中除使用粘胶纤维外,还使用了Tencel纤维、Modal纤维、大豆蛋白纤维、竹纤维及粘胶基甲壳素纤维等新一代再生纤维,为了更好地开发生产和选择使用各种新型再生纤维纺织品,有必要认识这几种新型再生纤维并进行鉴别分析。1一些新的可再生纤维的总结1.1不含二通道纤维素的纤维Tencel纤维是以针叶树为主的木浆、水和溶剂氧化胺混合,加热至完全溶解,在溶解过程中不会产生任何衍生物和化学作用,经除杂而直接纺丝,其分子结构是简单的碳水化合物。Tencel纤维在泥土中能完全分解,对环境无污染;另外,生产中所使用的氧化胺溶剂对人体完全无害,几乎完全能回收,可反复使用,生产中原料浆粕所含的纤维素分子不起化学变化,无副产物,无废弃物排出厂外,可称为环保或绿色纤维。该纤维织物具有良好的吸湿性、舒适性、悬垂性和硬挺度且染色性好,加之又能与棉、毛、麻、腈、涤等混纺,可以环锭纺、气流纺、包芯纺,纺成各种棉型和毛型纱、包芯纱等。1.2环保纤维与双组分纤维的混纺结构层Modal纤维是一种全新的纤维素纤维,Modal纤维的原料来自于大自然的木材,使用后可以自然降解。由于这类纤维是采用天然纤维素为原料,具有生物降解性,并且在纤维生产过程中不产生类似粘胶纤维的严重污染环境问题,是21世纪的新型环保纤维。Modal纤维价格是Tencel纤维的一半,系第二代再生纤维素纤维。Modal纤维可与多种纤维混纺、交织,发挥各自纤维的特点,达到更佳的服用效果。Modal纤维面料吸湿性能、透气性能优于纯棉织物,其手感柔软,悬垂性好,穿着舒适,色泽光亮,是一种天然的丝光面料。1.3蛋白纺丝液用湿法纺丝工艺成分配成大豆大豆蛋白纤维是以出油后的大豆废粕为原料,运用生物工程技术,将豆粕中的球蛋白提纯,并通过助剂、生物酶的作用,使提纯的球蛋白改变空间结构,再添加羟基和氨基等高聚物,配制成一定浓度的蛋白纺丝液,用湿法纺丝工艺纺成。豆粕是油脂车间的副产品,在我国资源十分丰富,属废物综合利用,资源取之不尽,用之不竭。大豆蛋白纤维可称为新世纪的“绿色纤维”。由于大豆蛋白纤维外层基本上是蛋白质,与人体皮肤亲和性好,且含有多种人体所必须的氨基酸,具有良好的保健作用。在大豆蛋白纤维纺丝工艺中加入定量的有杀菌消炎作用的中草药与蛋白质侧链以化学键相结合,药效显著且持久,避免了棉制品用后整理方法开发的功能性产品,其药效难以持续的缺点。大豆蛋白纤维织物手感柔软、光滑,具有良好的吸湿透气性,有真丝般的光泽,抗皱性优于真丝,尺寸稳定性好。1.4功能性助剂纺丝竹纤维是继大豆蛋白纤维之后我国自行开发研制并产业化的新型再生纤维素纤维,竹纤维分竹素纤维和竹原纤维。竹素纤维是以毛竹为原料,在竹浆中加入功能性助剂,经湿法纺丝加工而成。竹原纤维是将毛竹经天然生物制剂处理后所制取的纤维。作为纺丝原料的竹浆粕,来源于速成的鲜竹,资源十分丰富。其废弃物土埋、焚烧不会造成环境污染,属于环保型纤维,满足绿色消费的需求。竹纤维的性能与粘胶纤维相类似,竹纤维织物具有良好的吸湿、透气性,其悬垂性和染色性能也比较好,有蚕丝般的光泽和手感,且具有抗菌、防臭、防紫外线功能。1.5基甲壳素纤维甲壳素广泛存在于虾、鳖等水产品和昆虫等节肢动物的外壳中,也存在于菌类、藻类的细胞壁中。粘胶基甲壳素纤维是以甲壳素、壳聚糖与纤维素混合通过常规的湿纺工艺制成的纤维。它具有生物活性、生物降解性和生物相容性,具有优良的吸湿保湿功能。采用甲壳素纤维与棉混纺的织物服用性能优良,柔软滑爽,对人体无刺激性,具有抗菌除臭的功能,在保健服饰应用开发方面有着广阔的发展前景。2纤维物理机械性能的比较将Tencel纤维、Modal纤维、大豆蛋白纤维、竹纤维及粘胶基甲壳素纤维与粘胶纤维、棉、蚕丝、羊毛、涤纶纤维的物理机械性能进行对比,见表1。3纤维种类的选择将Tencel纤维、Modal纤维、大豆蛋白纤维、竹素纤维及粘胶基甲壳素纤维与粘胶纤维、棉、蚕丝、羊毛及涤纶纤维分别用显微镜法,溶解法、燃烧法及着色法这几种鉴别方法来进行鉴别和比较。3.1纤维形态检测制作纤维的纵向片子和横截面切片,在显微镜下观察纤维的纵向及横向形态,根据形态特征差异来鉴别纤维,试验结果见表2中纤维纵横向形态的语言描述,并见图1～6。3.2燃烧法燃烧法是根据纤维燃烧时和燃烧后的特征来区分纤维种类,试验结果见表3。3.3护色法着色法是将纤维放在碘-碘化钾溶液中显色,根据纤维显色差别来鉴别纤维,试验结果见表3。3.4溶解法溶解法是根据纤维在不同的化学溶剂中、不同温度下的溶解特性来确定纤维品种,试验结果见表4。4纤维截面形态的观察目前,在纺织生产上开发利用的几种新型再生纤维与其它多种纺织纤维进行混纺、交织,生产出各种新型纺织面料,对这些面料的成分鉴别,我们通常是将织物的经纬纱线拆出后,再将纱线退捻拆出纤维,鉴别分析情况如下:(1)先做纤维纵向片子,在显微镜下观察纤维纵向形态,可明显区分出是否含有棉及羊毛,大豆蛋白纤维的纵向形态是有不规则沟槽和海岛状的凹凸、表面不光滑,其与Tencel纤维、Modal纤维、竹纤维及粘胶基甲壳素纤维的纵向形态表面的沟槽是有所不同的,也能初步区分。(2)再用切片器做纱线的切片,在显微镜下观察纱线截面,很容易判断出是否含有棉纤维、蚕丝、Tencel纤维、Modal纤维、大豆蛋白纤维。(3)Modal纤维的截面形态类似腰圆形且较圆滑并有皮芯层,其与棉纤维的截面形态为有中腔的腰圆形是明显不同的,与维纶纤维的截面形态为有皮芯层的腰圆形也是明显不同的,是可以区分的。(4)Tencel纤维的截面形态是圆形,与涤纶、晴纶相似;大豆蛋白纤维的截面形态呈扁平状哑铃形和腰圆形,与维纶相似;蚕丝的截面形态为三角形,与截面为三角形的化学纤维相似;这些均可再用燃烧法和溶解法加以区分,判断出纤维素纤维及植物蛋白纤维还是化学纤维。(5)竹纤维与粘胶纤维的截面形态虽比较相似,都为锯齿型,较难区分,因此可通过着色法和燃烧法来区分,也可再通过比较它们的拉伸性能来区分,竹素纤维的拉伸断裂强度高于粘胶纤维,拉伸断裂伸长率比粘胶纤维小;粘胶基甲壳素纤维与粘胶纤维的截面形态虽也比较相似,其边缘也都为锯齿型,但粘胶基甲壳素纤维截面芯层有明显的细小空隙(见图5),而粘胶纤维的截面形态为锯齿形,有皮芯层(见图6)。再用燃烧法加以验证,其灰烬颜色稍有不同,竹素纤维和粘胶基甲壳素纤维的灰烬为灰黑色,而粘胶纤维为灰白色。5纤维素纤维在纺织中的应用a)再生纤维素纤维和植物蛋白纤维资源丰富,可再生且环保,其不仅性能优良,而且随着新型溶剂制造工艺的出现,彻底改变了再生纤维素纤维传统生产中的环境污染问题,因此再生纤维素纤维和植物蛋白纤维必然是21世纪最有发展前途的纺织纤维。b)新型再生纤维中大豆蛋白纤维成分比较容易鉴别出,再生纤维素纤维的