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几种新型纤维材料概述研究

人气:2071发表时间:2018-03-14 09:37:01

   

20世纪80年代,以超细纤维、异型纤维、复合纤维、高收缩纤维、多异纤维为代表的差别化纤维和以吸湿导湿、抗菌除臭、导电阻燃、防紫外线、远红外等为主的功能性纤维成为当时我国化纤工业研究开发的主流产品。经过30多年的快速发展,我国化纤产品已涵盖了服用、装饰用和产业用各个领域,化纤已成为中国纺织工业的主要纺织原料,其在纺织原料中所占的比例已达到70%。我国化纤产量从80年代的100多万t,发展到现在的3800t,占全世界化纤总量70%以上的份额,我国已成为世界上生产规模大、产业链完整的纺织化纤生产大国。

近年来,随着科学技术的不断发展,以天然资源为原料的新型纤维以及合成纤维仿真、超真产品的成功开发和批量化生产,提升了我国化纤技术水平,增强了产品市场竞争力,满足了下游加工企业的要求,符合节能减排、绿色环保的可持续发展方向。

1超仿棉聚酯纤维

近年来,我国聚酯产能不断增长,聚酯纤维产量已占我国化纤总量的80%。面对聚酯纤维产能相对富足而棉花等天然纤维资源供不应求的局面,国家科技部在2010年底启动了重大科技支撑项目——超仿棉合成纤维及其纺织产品技术开发。开发和应用超仿棉聚酯纤维是“十二·五”期间纺织化纤共同推进的一项重要战略任务,也是化纤和纺织后加工企业通过聚合、纺丝、纺纱、织造、染色整理等多种工艺集成,开发高品质、高功能、节能环保的聚酯纤维产品的一种途径,这对解决聚酯纤维产能过剩,缓解天然纤维原料不足有一定的推动作用。

超仿棉聚酯纤维是指运用多种改性技术来改变常规聚酯纤维的结构和性能,使改性后的聚酯纤维在保持原先的力学性能、耐热性和快干性能的同时又具有棉纤维的柔软性、吸湿透气性和保暖性。用超仿棉聚酯纤维制成的面料在视觉、触觉、舒适性上接近棉织物,在功能上又超过棉织物。

超仿棉聚酯短纤维可以同棉、纤维素纤维以及其他纤维混纺,用于制作休闲装、运动服和其他各种时装。此外,也可以根据超仿棉聚酯短纤维的不同特性,通过对纱线、织物结构的创新设计,结合相应的染整工艺,开发满足用户特殊要求的梭织和针织面料。此外,超仿棉聚酯长丝在纬编面料上已得到成功应用,而且超仿棉聚酯长丝的经编织物也在不断开发中。

2新型合成纤维

20世纪90年代以来,合成纤维新产品的开发取得了长足的进展,其中已产业化生产并在针织行业成功应用的有聚乳酸纤维、聚对苯二甲酸丙二酯纤维等。

2.1聚乳酸纤维

PLA(聚乳酸)是一种使用后可完全生物降解的聚酯类高分子材料,以含淀粉的玉米、小麦、稻谷、黑麦、红薯、土豆以及甜菜等农作物为原料通过发酵得到乳酸,再经真空蒸馏、提纯和开环聚合、脱单,制得聚乳酸。聚乳酸切片经挤压纺丝可以制成长丝、短纤维、单丝、扁平丝。聚乳酸具有良好的可加工性,它的挤压温度为240℃,可以在5000m/min的高速下纺成长丝。当纺丝速度在20003000m/min时,纤维结晶、双折射率、强度、弹性模量及屈服强度等指标达到最佳值,而且其沸水收缩率为最低值。聚乳酸纤维的服用性能比PET(聚酯纤维)好,两者性能对比结果见表1

1 PLA PET 服用性能对比

聚乳酸纤维产品的主要市场是:服装(外衣、军服、针织内衣、动服)、农用织物(控制水土流失、植物育种材料)、保健织物(尿布的吸水层和表层、妇女卫生用)、防紫外线织物(帐篷布、地垫布),以及医疗用织物(手术线、绷带、用即弃衣物)。

2.2聚对苯二甲酸丙二酯纤维

PTT(聚对苯二甲酸丙二酯)是聚酯家族中的新产品。PTT纤维兼具有PET纤维和PA(聚酰胺)纤维的特性,除尺寸稳定性好和抗污性强外,其染色性能优于PA纤维,手感柔软,其弹性与聚氨酯弹性纤维相仿。

20世纪90年代中期,美国壳牌公司成功开发了从环氧乙烷经加氢甲酰化生产工艺低成本地生产PTT所需的原料PDO13-丙二醇)后,PTT纤维才开始工业化生产,该公司PTT产品的商品名为CorterraR。随后,美国杜邦公司成功地开发出以玉米为原料的生物法合成PDO,用于PTT聚合物的生产。杜邦公司PTT产品的商品名为SoronaRPTT树脂经熔纺,可生产长丝、短纤维,还可以通过牵切纺生产毛条,其纺丝工艺同PET相似,挤出温度为245~265℃,纺丝速度为25005000m/minPTT纤维可以纯纺也可以同其他合成纤维或天然纤维混纺。面料中含有30%的PTT纤维,就可以使织物的尺寸稳定性和微弹性得到提高,如果混纺中PTT纤维达到65%,就可以赋予面料良好的弹性、柔软的手感、悬垂的质地及易洗免烫性。PTT纤维可在常温常压染色条件下,用低温分散型染料染成深色,且具有良好的色牢度,从而使PTT纤维同羊毛、蚕丝、棉、麻等天然纤维混纺加工,避免了采用高温高压染色对面料手感、光泽和弹性带来的影响。

由于PTT纤维既有PET纤维的稳定性又具有PA纤维的柔软性,所以其面料质地蓬松、手感柔软、穿着舒适,广泛应用于休闲装、套装、运动服、T恤衫、针织内衣和袜子等。

3新型纤维素纤维

纤维素纤维是以天然高分子聚合物为原料,经过化学加工而制成。纤维素纤维中主要部分是再生纤维素纤维,以木材或棉短绒为原料制成浆粕,再以各种化学处理溶解方法制成纺丝溶液。在这些方法中,黏胶法就是被广泛用来制造再生纤维素纤维,即黏胶纤维的一种方法。近年来,一些纤维素纤维生产厂以竹子为原料制成竹浆粕,然后经传统的黏胶生产工艺,制造出以竹子为原料的再生纤维素纤维即竹浆纤维。

此外,以麻为原料制成麻浆粕,再用传统的黏胶生产工艺制备的麻浆纤维同样实现了产业化生产。黏胶纤维具有同棉纤维相似的吸湿、透气、易染色和抗静电性能,但黏胶纤维力学性能较差,而且在生产过程中会产生大量的含硫气体和污水,生产工艺流程长,能耗大。合成纤维力学性能好,但穿着舒适性差。Lyocell纤维集黏胶纤维和合成纤维优点于一身,既有黏胶纤维的服用性能,又有合成纤维的力学性能。Lyocell纤维是20世纪90年代产业化的新一代环保型再生纤维素纤维,以NMMON-甲基吗啉-N-氧化物)为溶剂,经干喷湿纺制成的无毒工艺纤维素纤维。Lyocell纤维解决了传统黏胶纤维生产过程中严重污染环境的问题,而且溶剂几乎可以全部回收。传统黏胶纤维与Lyocell纤维在工艺及对环境影响方面的比较如图1所示。

     

     

1 传统黏胶纤维和Lyocell 纤维在工艺及对环境影响方面的比较

Lyocell纤维具有良好的吸湿性、舒适性、染色性能,且染色上染率高,能开发出多种高附加值的梭织和针织产品。目前,奥地利兰精公司是全球最大的Lyocell纤维供应商,年产能15t。我国上海、河南新乡等企业虽有批量生产,但无法满足市场需求,所以每年仍要从国外进口近4tLyocell纤维。

4结束语

我国是一个人口大国,拥有较大的消费市场。但是,我国在纺织新材料、新技术自主创新能力方面还比较弱,技术的集成水平还不高,产品的附加值远低于国外同类产品。要提升我国纺织产品的技术含量和市场竞争力,就必须加强化纤、纺织加工一体化的开发能力,这样才能使纺织产品达到多元化、功能化和品牌化。

来源:针织工业

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