新型服装材料课件

第8章新型服装材料8.1新型天然纤维服装材料8.2新型再生纤维服装材料8.3新型合成纤维服装材料8.4纳米材料第8章新型服装材料【知识目标】新型服装材料的种类、特性及用途；功能性服装面料的种类、特性及用途；纳米材料的微粒效应、特性、服装面料。【能力目标】能根据新型服装材料的特点和服装用途合理地选择面料与辅料。8.1新型天然纤维服装材料新型材料成为纺织、服装企业提高经济附加值和在激烈行业竞争中取胜的重要武器；人类生存环境的恶化和对社会持续性发展的思考也促使服装材料的生产不断向高技术性发展。因此，新型服装材料的研究、开发和应用成为国际服装产业发展的主要趋势之一。天然纤维自然的色泽肌理、优良的舒适性和安全性一直受到消费者的喜爱。对天然纤维种类的丰富、服用性能的提高、染色性能的改进是其研究的方向。8.1.1新型棉纤维服装材料1.彩色棉花彩色棉花简称彩棉。传统的棉花为白色、乳白色或淡黄色，色彩单调。只有经纺织印染加工后，面料才变得五彩缤纷。下一页返回8.1新型天然纤维服装材料

但印染过程不仅消耗大量资源，使加工成本增加，而且造成了严重的环境污染。处理过的服用材料还对人体健康形成潜在的危害。自然基因变异形成的彩色棉花为其人工培育和种植提供了研究方法。彩色棉花是在棉花植株内插入不同颜色的基因，从而使棉桃生长过程中具有不同的颜色。彩色棉花不需要染色，具有健康、环保、舒适的独特优势。彩色棉花制成的服装，经穿着洗涤后，毫不褪色，其质地也坚固耐用。彩棉服装可以提高舒适感，同时还具有避免过敏和屏蔽紫外线的作用。由于彩棉具有弱酸性，用彩棉制成的衬衣及内衣，与人的皮肤具有很好的亲和度。此外，还具有色泽柔和、格调古朴、风格独特、色彩自然等特点。作为绿色环保纤维制成的彩棉服装已经受到了国际市场的青睐。上一页下一页返回8.1新型天然纤维服装材料

2.“环保”棉花棉花生产过程使用的化肥、杀虫剂和脱叶剂会对环境造成严重污染，还会对人体产生各种有害影响。棉花的环保化生产是新型棉花的研究方向之一。具有抗虫转基因的棉花只对以棉花为食的昆虫有毒，而对人和益虫无害，这样就为服装界提供了纯棉生态服装材料。另外，不需化学脱叶的棉花在成熟前两个月就开始逐渐脱叶，自动除去棉纤维中的杂质。3.丝光棉丝光处理是对棉织物的一种传统加工工艺。它一般采用低特（高支）棉织物，经过高浓度烧碱处理，使之光滑并具有丝般的光泽，再用优质柔软剂整理，制成的服装穿着轻爽、光滑、舒适而且保形性较好，深受消费者的喜爱。上一页下一页返回8.1新型天然纤维服装材料

8.1.2新型麻纤维服装材料麻纤维由于其优异的吸湿性和透气性、独特的色泽肌理外观，一直是人们喜爱的服用材料。由于麻纤维具有抗菌、抑菌功能，在种植时不需施放农药和杀虫剂，属于天然的绿色环保纤维。但其易皱性带来的保养问题，刺痒和粗糙等触感，脱胶、纺纱和织布等生产上存在的技术瓶颈制约了麻纤维在服装上的应用。麻纤维的改进体现在以下几个方面：1.新型服用麻纤维传统的非服用麻纤维如罗布麻、大麻等因为具有抗菌保健等功能而被开发为服用面料。罗布麻又名野麻、红花草，因在新疆罗布泊发现而得名。此上一页下一页返回8.1新型天然纤维服装材料

类麻中富含具有挥发性的麻缁醇等物质，对金黄葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌等具有不同程度的抑菌作用，还具有防霉、防臭、活血、降压等功能。例如用罗布麻面料缝制的内裤可以用于治疗妇女外阴瘙痒。因此，纯罗布麻面料、精梳棉纱与罗布麻混纺或交织的罗布麻保健服饰受到人们的重视和欢迎，市场前景看好。黄麻纤维表面粗糙，染色性差，过去通常作为麻袋布生产所用的纤维原料。精细化加工的摩维纤维以突破性加工工艺有效地增加了黄麻的柔软性和平滑度，还具有透气性好、抗菌等优点。不但大幅度降低了麻制品的成本，更使我国拥有了“变麻袋布为服装”的自主知识产权技术。上一页下一页返回8.1新型天然纤维服装材料2.传统麻织物的性能改良除利用先进的制麻工艺和纺纱工艺、提高麻纤维的纺纱支数外，还可应用生物技术对麻纤维或面料进行特殊加工处理，如用酶剂对麻纤维材料进行加工整理，使麻纤维柔软、有光泽、抗皱，并保持其耐热、耐日光、防腐、防霉及良好的吸湿透气性。8.1.3新型毛纤维服装材料1.抗污毛纤维毛纤维表面超微粒半导体的成膜工艺，使羊毛纤维表面形成的功能膜具有较好的分解污渍的能力，从而使得羊毛具有抗污性能。上一页下一页返回8.1新型天然纤维服装材料2.丝光羊毛羊毛表面的鳞片使羊毛纤维具有单向移动的特性。在湿、热和机械力等因素作用下，羊毛会发生毡缩现象。采用次氯酸钠、氯气、氯胺和亚氯酸钠等氧化剂，可使鳞片变质或受伤，改变其单向移动性，进而达到防毡缩的目的。经处理过的羊毛不仅可以获得永久性的防缩效果，且纤维细度变小，表面更为光滑，富有光泽，染色性得到提高且色牢度增加，故这种整理也被称为羊毛丝光处理。丝光羊毛制成的毛衫等服装可达到机洗要求，抗起毛起球性好，且手感柔软，无刺痒感。3.拉细羊毛经过羊毛拉细技术处理过的羊毛长度增加，细度变细，可将上一页下一页返回8.1新型天然纤维服装材料

细度降低至18μm以下，拉伸过的羊毛纤维形态为伸直、细长、无卷曲，其弹性模量和刚性得到提高，具有丝光柔软的效果，但断裂伸长率下降。拉细羊毛产品具有轻薄、光泽明亮、滑爽、挺括、呢面细腻、悬垂性好和具有飘逸感的特点，极大地扩展了其在服装上的应用范围，且无刺痒感和粘贴感，提高了羊毛产品的服用舒适性。8.1.4蚕丝新面料1.抗皱真丝经抗皱整理的真丝织物不但具有优良的服用性以及华美的色彩和肌理，而且还克服了其易皱的缺点，改变了其穿着外观，也减少了真丝织物的保养难度。上一页下一页返回8.1新型天然纤维服装材料2.膨体弹力真丝膨体弹力真丝是一种全真丝新材料，它利用蚕丝蛋白质多肽之间非晶区结构疏松和真丝原纤之间以非共价键结合为主的特点，采用了“异能态和异收缩”的技术原理，通过改变纤维内部的次价结构，使真丝纤维产生显著的纵向收缩，在一定张力作用下，真丝会伸展，并形成纤维内能的积聚，去除外张力后，因纤维内能释放，使纤维再次回到原有的收缩卷曲状态。上一页返回8.2新型再生纤维服装材料8.2.1新型再生纤维素纤维服装材料1.天丝纤维（Tencel纤维）以粘胶为代表的传统人造纤维素纤维以其良好的舒适性受到消费者的喜爱。然而在其生产过程中会排出有毒的二硫化碳气体和污水，对环境造成严重的污染。因此粘胶纤维近20年来的产量为负增长。英国考陶尔公司（Courtaulds）的Tencel、奥地利兰精公司（Lenzing）的Lyocell是一种全新概念的再生纤维素纤维，其生产方法与传统人造纤维素纤维不同，纺丝过程全部为物理过程，纺丝液循环使用，克服了传统再生纤维素纤维污染严重的问题，具有卓越的环保性，被誉为21世纪的“绿色纤维”。同时由于其聚合度高、结晶度高，纤维截面为圆形，因此，与其他纤维素纤维及天然纤维相比，具有高强度、高湿模量、干强湿强接近等特点。下一页返回8.2新型再生纤维服装材料2.莫代尔纤维（Modal纤维）莫代尔（Modal）纤维是奥地利兰精公司生产的新一代纤维素纤维，由山毛榉木浆制成。浆粕及纤维的产生是在对环境无大量污染的情况下进行的。莫代尔纤维具有亮光型和暗光型两种。弹力较高，条干均匀，可与羊毛、羊绒、棉、麻、丝和涤纶等混纺，改善和提高纱线的品质。莫代尔纤维具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽，吸水透湿性都优于棉。同时可在传统的染整设备上加工，具有较好的上染率，色泽鲜艳明亮，亮光性混纺物亮丽，与棉混纺可进行丝光处理，其性能特点见表8-1。兰精公司还开发生产了具有新型纤维功能的莫代尔产品，如应用纳米技术开发的莫代尔抗菌纤维、莫代尔抗紫外线纤维、莫代尔彩色纤维和莫代尔超细纤维等。应用这些纤维不上一页下一页返回8.2新型再生纤维服装材料仅生产出针织内衣、童装、衬衫，而且还着重推出了功能性服装。莫代尔纤维以其柔软、易处理、成本较低的特点更趋于大众消费，广泛应用于针织内衣、儿童服装、运动衫、袜子、睡衣等。8.2.2新型再生蛋白质纤维服装材料再生蛋白质纤维是从天然动物牛乳或植物（如花生、玉米、大豆等）中提炼出的蛋白质溶解液经纺丝而成，分为再生动物蛋白纤维和再生植物蛋白纤维。再生动物蛋白纤维有酪素纤维、牛奶纤维、蚕蛹蛋白丝、丝素与丙烯腈接枝而成的再生蚕丝等。再生植物蛋白纤维有玉米、花生、大豆等蛋白纤维。上一页下一页返回8.2新型再生纤维服装材料1.大豆蛋白纤维大豆蛋白纤维是一种再生植物蛋白质纤维。该纤维单丝线密度低，强伸度较高，耐酸耐碱性较好，手感柔软，具有羊绒般的手感、蚕丝般的柔和光泽、棉纤维的吸湿和导湿性及穿着舒适性、羊毛的保暖性和冷热适应性。在纺丝过程中，加入杀菌消炎类药物或紫外线吸收剂等，可获得功能性、保健性大豆蛋白质纤维。通过组织结构和染整工艺的优化设计，可使大豆蛋白纤维制品实现冬暖夏凉的服用效果。但是大豆纤维耐热性较差，纤维本身呈米黄色。2.玉米蛋白纤维玉米蛋白纤维也称聚乳酸纤维或PLA纤维。它是将玉米淀粉发酵，经脱水反应制成的聚乳酸溶液，经纺丝后制成的可生物分解的纤维。含有交联剂的玉米蛋白纤维具有耐酸、耐上一页下一页返回8.2新型再生纤维服装材料

碱、耐溶剂性和防老化性能，且不蛀不霉。玉米蛋白纤维制成的织物具有良好的形态保持性。玉米纤维的舒适性较好。虽然吸湿率不高，由于具有良好的芯吸效应，使产品在吸水、吸湿性能以及快干效应方面明显，接触时不粘皮肤，使人感觉干爽，表8-2。当玉米蛋白纤维与棉纤维混合时，获得的织物具有类似于涤棉混纺织物的性能；当与羊毛混纺时，织物形态稳定，抗皱性以及光亮度、穿着性能均良好。较低的折射率使其产生优雅的真丝般的光泽，其织物高雅华贵，并有丝绸般的手感。玉米蛋白纤维产品有其与棉、羊毛织物混纺织物，或将其长纤维与棉、羊毛或粘胶纤维等生物分解性纤维混纺，制成服装用织物，生产出具有有丝绸外观的T恤、夹克衫、长袜、动感服装、军服、内衣、运动衫及礼服等。上一页下一页返回8.2新型再生纤维服装材料3.牛奶蛋白纤维牛奶蛋白纤维的制造原理是，牛奶通过压缩抽取水分和分解脂肪，剩下的牛奶蛋白溶入特殊液体，通过纤细的喷空，进入定型药水内，干后即成为牛奶纤维。牛奶蛋白纤维织物具有天然丝般的光泽和柔软手感，其悬垂性和通透性很好，吸水率是棉的2倍。牛奶蛋白纤维兼有天然纤维的舒适和合成纤维的牢度，其制成的内衣裤具有矫正身形的功能。原理是应用推拔手法，使人体各个部分的肌肉维持在一个正确的姿态，久而久之使人体达到健康而美好的体态。牛奶蛋白纤维原料中含有17种氨基酸，保湿因子的分子结构中多含羟基，能保持皮肤最外层角质层的水分含量，因此面料具有独特的润肌养肤、抗菌消炎的功能。上一页下一页返回8.2新型再生纤维服装材料我国国内自己研制的牛奶蛋白纤维织物制成的牛奶衣，夏天穿透气、导湿、爽身、出汗无味；冬天穿，轻松滑爽又保暖；春秋天穿，有轻盈飘逸的美感。用它制成的内衣裤，不仅充满牛奶的滑爽感，而且轻盈柔软，透气性强，穿着特别舒适。4.再生蜘蛛丝纤维蜘蛛丝和蚕丝相似，也是来自自然界的动物丝，并且蜘蛛丝具有高强度、高韧性、高弹性、良好的耐热性能及与人体良好的相容性等。蜘蛛丝具有促进伤口愈合的功能，因此其在伤口包覆材料获得了广泛的应用。同时，蜘蛛丝无与伦比的韧性也是一种很有价值的性能，可以减少丝线断裂的可能性，同时很细小的细度可以改善缝线的使用性能，特别适用于眼科、神经科等精细手术。如果将其他材料与蜘蛛丝复上一页下一页返回8.2新型再生纤维服装材料

合，可以制成功能性复合材料，以增加蜘蛛丝的用途，如将蜘蛛丝浸入含有纳米级的超顺磁性微粒的溶液中，可以制成具有磁性效果的超细纤维，这种纤维可以制成功能性织物；利用静电纺丝方法，将各种纳米级微粒加入聚合物溶液中，可以制得各种具有不同功能的再生蜘蛛纤维，进一步扩大了蜘蛛丝的应用领域。上一页返回8.3新型合成纤维服装材料合成纤维是以煤、石油、天然气中的简单低分子为原料，通过人工聚合形成大分子高聚物，经溶解或熔融形成纺丝液后，从喷丝孔喷出，经凝固形成纤维。合成纤维服装材料具有强力高，弹性、保形性、耐用性和耐化学药品性好，易洗快干、免烫等良好的保养性能。但常规的合成纤维服装材料有诸如吸湿性差、手感差、光泽不佳、染色困难、容易勾丝、容易起毛起球、易产生静电等问题。为改善上述缺陷，人们不断致力于新型合成纤维及其纱线、织物结构和后整理的研究。8.3.1异形纤维异形纤维是指用非圆形喷丝孔法、膨化黏结法、复合纺丝法、轧制法和孔性变化法等多种加工方法而制成的合成纤下一页返回8.3新型合成纤维服装材料

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、扁平型、Y形、H形、哑铃形等横截面的纤维。异形纤维具有多种特性：(1)闪光性。异形纤维表面对光的反射强度随入射光的方向而变化。利用这种性质可以制成具有真丝般光泽的合成纤维织物。(2)耐污性。异形截面纤维的反射光增强，纤维及其织物的透光性减小，因此织物上的污垢不易显露出来，提高了织物的耐污性。(3)蓬松性与透气性。异形化可提高织物的蓬松性与透气性，降低纤维的透光性，使遮蔽性提高。(4)吸湿性及抗静电性。因表面积和空隙增加，异形纤维织上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料

物的吸湿性增加，抗静电性能有所改善。此外，异形纤维织物在水中浸湿后的干燥速度也较快。(5)抗起球性和耐磨性。由于异形纤维比表面积增大，长丝纤维纱线间的抱合力增大，织物经摩擦后不易起毛起球。即使起毛起球后，因单丝的强度在异形化后相对降低，球的根部与织物间连接强度降低，小球容易脱落。实验表明，锯齿形截面纤维游离起球的倾向最小。此外，异形纤维织物表面蓬松，摩擦时接触面积减小，耐磨性也随之提高。(6)手感。异形截面纤维可增加纤维的摩擦系数和抗弯刚度，减弱圆形截面纤维的蜡状感、软滑感并产生丝绸感。(7)染色性。异形化使面料表面反射光增强，颜色变浅。(8)抗皱性。纤维的异形化使面料抗皱性降低。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料1.三角形截面和变形三角形截面纤维三角形截面纤维具有夺目的光泽，一般作为点缀性用途与其他纤维交织，如用三角形截面的有光异形涤纶纤维取代稀少昂贵的马海毛，应用在银枪大衣呢等面料中。它还可以制作毛线、围巾、春秋羊毛衫、女外衣、睡衣、晚礼服等，所有这些产品均有闪光效果。变形三角形截面纤维是以三角形截面为基础，根据产品要求变形为各种形状。这类纤维具有均匀性的立体卷曲特性，被广泛应用于仿丝绸、仿毛料织物。如它可以与毛或粘胶纤维混纺，手感温和，特别适合做仿毛法兰绒；为使织物得到闪光效果，可将该纤维应用于灯芯绒中。不超过20％的混用量使织物不仅具有绒毛丰满、绒条清晰圆润、手感弹滑柔软等灯芯绒的基本风格特征，还可降低成本。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料2.五角形截面纤维五角形截面纤维是星形和多角形纤维的代表。多角形低弹丝可以仿毛、仿麻、针织或外衣织物，产品光泽柔和，手感糯滑，轻薄、挺爽。多叶形截面纤维手感优良，保暖性好，有较强的羊毛感，而且抗起球和抗起毛，更适合制作绒类织物。3.三叶形截面纤维这类纤维除具有优良的光子特性外，还具有较大的摩擦系数，因此织物手感粗糙，厚实耐穿，比较适合做外衣织物，尤其是三叶形长丝更适合做针织外衣料，即使出现了勾丝和跳丝也不会形成破洞。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料4.Y形断面纤维Y形纤维横断面能够形成许多单纤间的空隙，这些空隙提供了汗水湿气导流的毛细孔道。Y形断面纤维织物与皮肤接触点少，可减少出汗时的黏腻感。Y形复合纤维最大的特点是重量轻，吸水吸汗，易洗快干。此外，运用复合纺丝技术即可变化原料种类，创造多样化视觉和手感。Y形断面纤维可用于女装的衬衣、裙装及运动休闲服、训练装等面料。5.扁平型截面纤维（带状、狗骨、豆形）这类纤维具有优良的刚性，可以作为仿毛皮的毛用纤维，扁平粘胶长丝制成的绒类织物具有织绒风格。6.双十字截面纤维常见于袜子的编织，以其编织的袜子具有许多优点，服用性能好，解决了袜子的滑脱问题，而且用料将大大节省。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料7.中空截面纤维（异形、中空、多孔）这类纤维一般指三角形和五角形中空纤维。其性能优越，可以用来制造质地轻松、手感丰满的中厚花呢，制造有较高耐磨性、保暖性、柔软性的复丝长筒袜。也可以用来制造具有透明度低、保暖性好、手感舒适、光泽柔和的各种经编织物。另外，用异形纤维参与混纺制织仿毛织物也能够获得较好的仿毛效果。如用圆中空涤纶与普通涤纶、粘胶三者混纺后，其仿毛感、手感和风格都优于普通涤纶混纺织物。对相同组织、相同规格的圆中空涤纶、普通涤纶、粘胶混纺织物和普通涤纶、粘胶混纺织物的比较和测试表明，前者不但具有一般仿毛织物的风格特征，而且蓬松性、保暖性好，织物厚实、重量轻。若再结合织物结构的变化，还具有良好的透气性，比较适合夏季衣料用织物。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料近几年，国内服装材料市场上异形纤维应用比较突出的是强调排汗快干性能的夏季面料。目前，市场上有多种这类具有特殊设计截面的、有很好的液态水传递性能的纤维，如美国杜邦公司的COOLMAX纤维。此纤维不仅截面是独特的四管状，同时可做成中空纤维，纤维的管壁透气，这种特殊的结构使它有较好的液态水传递功能，吸湿性增加。COOLMAX纤维被广泛运用于运动服装和夏季服装面料，有很好的吸湿排汗功能。8.3.2复合纤维复合纤维是有两种及两种以上的聚合物或性能不同的聚合物，按一定方式复合而成的纤维。这种纤维具备两种以上纤维的性能。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料由于这类纤维横截面上同时含有多种组分，因此，可制成三维卷曲、易染色、难燃、抗静电、高吸湿等特殊性能的纤维。因其复合方式各有不同，复合纤维可分为双组分复合纤维（如放射型、并列型、多芯型、皮芯型、海岛型、多层型）、多组分复合纤维（海岛型、放射型、多芯型、星云型等）和异型复合纤维。不同结构的复合纤维产生的效果见表8-3。1.并列型复合纤维并列型复合纤维最重要的特征是能够产生类似羊毛的、永久的三维卷曲，如三维卷曲腈纶复合纤维和聚酰胺、聚酯并列型复合纤维。并列型复合纤维所选用的组分多要求具有一定的性质差异，这样可以通过收缩性质的不同而产生永久性的上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料

三维卷曲。永久性三维卷曲纤维优于传统的填塞箱法卷曲纤维，制成的产品外观更蓬松，手感更丰满，更富有弹性和回弹性，保暖性更好。2.皮芯型复合纤维皮芯型复合纤维结构方式主要用于导电纤维、热黏结纤维、自卷曲纤维等。如美国杜邦公司生产的一种有机导电纤维，就能解决涤纶的抗静电问题。热黏结纤维（ES纤维）也叫热塑纤维，其使用聚乙烯和聚丙烯复合而成，这种纤维经过热处理后，皮层部分熔融而起黏结作用，芯层保留纤维状态。热黏结纤维已广泛用于服装的非织造布、热熔衬及絮料等。高吸水性纤维（Hygra）以网络构造的吸水聚合物为芯层，聚酰胺为皮层，吸收水分的能力可达自身重量的3.5倍。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料

人们穿上这种纤维制成的服装，汗被芯层的吸水聚合物吸收，而表面的聚酰胺，即使湿润也没有发黏的感觉。由于该纤维的吸湿能力和速度均优于天然纤维，用它制成的服装面料穿着舒适，抗静电性能优良而不易沾污。3.多层型、放射型复合纤维利用对多层型和放射型复合纤维进行溶解，剥离制取超细纤维或极细纤维是超细纤维生产的一种重要方法。这种纤维纤细柔软有光泽，用它制成的高密织物经过砂洗等处理后，呈现出桃皮绒般的表面效果，用于滑雪防风衫、运动服、衬衫、夹克等服装面料。4.海岛型复合纤维海岛型复合纤维又称微纤-分散性复合纤维，是将两种复合物分别或混合熔融，使岛相的黏弹性液滴分散于海相的基体上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料

中。在纺丝过程中经高倍拉伸和剪切变形，岛相成为细丝形状，所得复合纤维通过合理的拉伸和热处理也可成为物理性能良好的收缩纤维。将海岛纤维的海相溶解掉剩下的纤度超细纤维。若把岛相抽掉，可制成空心纤维，又称藕形纤维海岛纤维可用来制人造麂皮、过滤材料、无纺布和各种针织品和机织品。海岛型复合纤维结构也广泛用于制造超纤维和抗静电纤维。5.裂片型复合纤维将相容性较差的两种聚合物分隔纺丝所得纤维的两种组分可自动剥离，或用化学试剂、机械方法处理，使其分成多半的细丝，丝质柔软，光泽柔和，可织制高级仿丝织物、仿桃皮绒、人造麂皮或其他起绒面料。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料8.3.3超细纤维最初的化学纤维的线密度只能做到5.0～6.0dtex，无论在穿着的舒适性上还是外观的美感等方面都有缺陷。超细纤维最显著的特征是其单丝线密度大大低于普通纤维，最细的可达0.00001dtex（表8-4）。8.3.4高吸水性纤维高吸水性纤维是用高吸水性树脂开发出来的一种新型聚合物，可使用一般的纤维加工机械生产并能与其他纤维共混制成制品。它的特点是具有毛细现象，在提高透水性的同时表面积增大，吸水速度快，吸水后凝胶不流动，能保持吸水性纤维的除湿强度和完整结构，并能简化工艺。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料高吸水性纤维的制备包括纤维与吸水性树脂复合法和后加工法两种方法。高吸水性纤维能吸收本身质量数倍至数百倍的水分，吸水速度快，保水能力强，吸水后纤维强度不下降。8.3.5PBT纤维PBT纤维是聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维的简称，它是由高纯度对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸酯(DMT)与1.4-丁二醇聚缩合而成的线性聚合物经熔体纺丝制得的纤维。属于聚酯纤维的一种。由PBT制成的纤维具有如下特点：(1)具有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性，而且弹性不受湿度的影响。(2)纤维及其制品的手感柔软，吸湿性、耐磨性和纤维卷曲性好，拉伸弹性和压缩弹性极好，弹性回复率优于涤纶。在上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料

干湿态条件下均具有特殊的伸缩性，而且弹性不受周围环境温度变化的影响，价格远低于氨纶纤维。(3)具有良好的染色性能，可用普通分散染料进行常压沸染，无需载体。所染纤维色泽鲜艳，色牢度及耐氯性优良。(4)具有优良的耐化学药品性、耐光性和耐热性。(5)PBT与PET复合纤维具有细而密的立体卷曲、优越的回弹性、柔软的手感和优良的染色性能，是理想的仿毛、仿羽绒原料。PBT纤维适用于制作游泳衣、连袜裤、训练服、体操服、健美服、网球服、舞蹈紧身衣、弹力牛仔服、医用绷带等高弹性纺织品。长丝可经变形加工后使用，短纤维可与其他纤维进行混纺，也可用于包芯纱制作弹力劳动布及织仿毛织品。用PBT纤维制成的多孔保温絮片具有可洗、柔软、透气、轻薄、舒适等特点，适于冬装及被褥填充料。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料8.3.6高收缩性纤维高收缩性纤维是相对普通收缩性纤维而言的一种新型合成纤维。通常把沸水收缩率在20%左右的纤维称为一般收缩纤维，把沸水收缩率35%～45%的纤维称为高收缩性纤维。一般的天然纤维和化学纤维都不是热收缩纤维，通过对某些化学纤维进行改性，化学纤维纺丝过程的特殊加工或共聚等方法可使某些化学纤维产生高收缩的性能。目前常见的有高收缩性聚丙烯腈纤维和高收缩性聚酯纤维。1.高收缩性聚丙烯腈纤维聚丙烯腈纤维具有独特的分子结构，它的结晶区和无定形区没有严格意义上的区别，只有准晶态高序区和非晶态中序区或低序区。这种独特分子结构使它具有优异的热弹性能，利用这一性能可以生产出高收缩性聚丙烯腈纤维。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料2.高收缩性聚酯纤维目前生产的高收缩性聚酯纤维长丝沸水收缩率可高达40%～60%，在干燥加热或中温热水中就能高收缩，用于常规涤纶纤维、羊毛、棉等的混纺或与其他纱的交织，生产出特殊风格的纺织品，如凹凸性织物、泡泡纱织物等。生产高收缩性聚酯纤维的方法有：POY丝经低温拉伸、低温定形等工艺可生产沸水收缩率在15%～50%的高收缩性聚酯纤维；采用化学变形的方法，如以新戊二醇制取共聚聚酯纤维，这种纤维的特点是在沸水中的收缩率很小，可以进行毛条或纱线的染色，织物在180℃左右才发生收缩，收缩率很高，可达40%。高收缩性聚酯纤维的品种很多，新开发的品种有超高收缩性聚酯POY纤维和高收缩性聚酯FDY纤维等。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料高收缩性纤维在纺织品中的用途十分广泛。最常用的是与常规产品混纺成纱，然后在无张力的状态下水煮和汽蒸，高收缩性纤维卷曲，而常规纤维由于受高收缩纤维的约束而卷曲成圈，使纱线呈现蓬松圆润的形态。高收缩腈纶就采用这种方法与常规腈纶混纺制成腈纶膨胀体纱。目前高收缩性纤维的开发正向高档服装面料的方向发展，与羊毛、麻、兔毛等混纺以及纯纺，生产各种仿毛、仿羊绒、仿麻产品，具有蓬松、柔软、滑糯、保温性好等特点。也可与低收缩及不收缩纤维丝织成织物后经沸水处理，使纤维产生不同程度的卷曲呈主体状蓬松，这是产生仿生织物的常规做法。以高收缩性纤维织底和织条格，低收缩性纤维丝提花织面，经后处理加工，则成为永久性泡泡纱等。高收缩纤维还可用于制造人造毛皮、人造鹿皮、合成皮革及毛毯等。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料8.3.7弹性纤维弹性纤维是指具有高断裂性伸长率（400%以上）、低模量和高弹性回复率的合成纤维。聚氨酯系弹性纤维的主要品种由氨基甲酸酯嵌段共聚物组成，亦称斯潘德克斯（spandex），在我国简称氨纶。聚氨酯弹性纤维又分聚酯型和聚醚型两种，美国橡胶公司生产的维林（vyrene）是一种聚酯型的聚氨酯弹性纤维，而美国杜邦公司生产的莱卡（lycra）是一种聚醚型弹性纤维。其他弹性纤维主要是丙烯酸酯系的弹性纤维。1.氨纶弹性纤维氨纶弹性纤维是嵌段共聚物，其中至少85%是聚氨酯长链分子。该嵌段共聚物有两种链段，一种称硬链段，在应力作用下几乎不发生变形，但能保持弹性恢复性。另一种称软链上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料

段，在常温下处于高弹态，应力作用下很容易发生变形，从而赋予纤维容易拉长的特征。软链段由硬链段构成的结节点相互抱和在一起，形成网状结构。在受外力作用下，氨纶弹性纤维中的软链段受力被拉直，结晶硬链段沿受力方向取向。因此，氨纶弹性纤维有很高的断裂伸长率。弹力纱线有三种形式：氨纶包芯纱、氨纶合捻线和氨纶包覆纱。氨纶包芯纱是以氨纶丝为纱芯，外包非弹力的短纤维而纺成的纱线。三种弹力纱线的比较如表8-5所示。它具有三个显著特点：一是具有与外包纤维（棉、毛、涤/棉）同样的手感和外观，由天然纤维组成的外鞘吸湿性好；二是弹性好；三是弹性控制在20%以下。氨纶包芯纱在紧张拉伸的状态下芯丝不外露。因此，染色效果好，宜做包括深色在内的各种颜色的产品。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料氨纶合捻线又叫合股线，是把有伸缩弹性的氨纶丝牵伸和两根无弹性的纱并和加捻而成。其氨纶丝与外层纱具有相同的捻度。纱线在紧张状态下氨纶丝外露。氨纶合捻线的优点一是氨纶丝能与各种纱线或长丝配合；二是适合小批量多品种生产，甚至一台捻线机可同时加工几种类型；三是可根据产品用途确定弹性；四是能配合使用与面料一致的外包层纱，使制品的外观与面料的原料一致，并在染色后达到同一色相。弹力合捻线的强度，就是与氨纶丝配合的非弹力纱线的强度。因此较同规格氨纶包芯纱强度高。氨纶包覆纱又称包缠纱，与其他弹力纱线的最明显区别之一是芯丝无捻度。包覆纱中氨纶丝与外包层之间芯鞘关系明显，但芯丝与外包层之间的抱和程度明显低于包芯纱与合捻线，因此其弹性高于前两者。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料2.莱卡（lycra）莱卡是杜邦公司驰名世界的弹性纤维注册品牌。莱卡的性能与氨纶基本一样，但分子结构和分子量不同。采用干法纺丝，在生产过程中不会产生氰酸等有毒物质，属于“绿色生产工艺”产品。莱卡纤维对染料有较强的亲和力，可上染各种颜色；具有较好的耐化学性和耐气候性，但不耐氧化物，在氧化条件下易使纤维变黄并使强力降低。莱卡的应用范围极广，包括内衣、紧身服、运动装、外套、裙装、裤装、童装，以及各种针织服装和袜品。莱卡织物可以随着人体的活动灵活自如地伸缩，消除或减少对身体的束缚，使服装舒适合体。它改变了织物的手感、悬垂性及折痕回复能力，使服装更加飘逸且不易变形，大大提高了服装的使用价值和美感。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料3.硬弹性纤维硬弹性纤维具有特殊的结晶结构和力学性能，目前已发现的硬弹性纤维材料主要有聚丙烯、尼龙66、聚（4-甲基1-戊烯）以及聚乙烯等。硬弹性纤维材料具有和普通橡胶类弹性不同的力学性能和形态结构，如具有高弹性、高模量、突出的低温弹性和拉伸时纤维中的片晶结构发生分离形成微孔等特性。8.3.8高性能纤维1.碳纤维碳纤维是一种比人发细、比铝轻、比铁刚、比钢强的新型无机材料，是将有机纤维经烧结后得到的一种含碳量在90%以上的无机纤维。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料碳纤维是复合材料中最重要的增强材料，具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电性好、传热系数高、热膨胀系数小等优点。碳纤维丝可大体分成两种：短纤维和长纤维，它既可编织成碳布，还可制成碳毡。碳纤维丝织制的碳布热稳定性好,高温不熔融,是理想阻燃防火服装原料。碳毡具有极好的导电性能，热容量小，导热系数低，导电系数高，保温绝热性能好，是理想的隔热保温材料。2.芳纶纤维芳纶纤维是芳香族聚酰胺纤维的统称。(1)芳纶1414芳纶1414是一种液晶高分子材料，聚合物具有线性结构，外观呈金黄色，貌似闪亮的金属丝线。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料由于其分子链沿长度方向高度取向，并且具有极强的链间结合力，从而赋予纤维空前的高强度、高模量和耐高温特性。芳纶1414有极高的强度，比强度是优质钢丝的6～7倍，比模量是钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢材的1/5。芳纶1414的连续使用温度范围极宽，在-196℃～204℃范围内均可长期正常运行。在150℃下的收缩率为0，在560℃的高温下不分解不熔化，且具有良好的绝缘性和抗腐蚀性，生命周期很长，因而赢得“合成钢丝”的美誉。在防弹衣中，由于芳纶纤维强度高，韧性和编织性好，能将子弹冲击的能量吸收并分散转移到编织物的其他纤维中，避免造成“钝伤”，因而防护效果显著。芳纶防弹衣、头盔的轻量化，有效地提高了军队的快速反应能力和防护能力。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料(2)芳纶1313芳纶1313结晶结构为三斜晶体系。在其结晶结构中，氢键在晶体的两个平面上以格子状排列，为分子内相互作用力下最稳定的结构。芳纶1313最突出的特点就是耐高温性能好，属于难燃纤维，不会在空气中燃烧、也不助燃、不滴熔、不发烟，有自熄性，永久阻燃，因此有“防火纤维”之美称。尤其在突遇900℃～1500℃的高温时，布面会迅速碳化及增厚，形成特有的绝热屏障，保护穿着者逃生。芳纶1313介电常数很低，固有的介电强度使其在高温、低温、高湿条件下均能保持优良的电绝缘性，是全球公认的最佳绝缘材料。若加入少量抗静电纤维或芳纶1414，可有效防止布料爆裂，避免雷弧、电弧、静电、烈焰等危害。上一页下一页返回8.3新型合成纤维服装材料芳纶1313可耐大多数高浓无机酸及其他化学品的腐蚀，抗水解作用和蒸汽腐蚀。芳纶1313耐α、β、γ射线以及紫外线辐射的性能十分优异。芳纶1313有色纤维用于作飞行服、防化作战服、消防战斗服及炉前工作服、电焊工作服、均压服、防辐射工作服、化学防护服等各种特殊防护服装，以及宾馆纺织品、救生通道、家用防火装饰品、熨衣板覆面、厨房手套、难燃睡衣等。3.聚四氟乙烯聚四氟乙烯(Teflon或PTFE)是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、机械韧性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力。它经过纵横双向拉伸内大量气孔，将与其他织物复合，可制成防水且透气、保暖的雨具、运动服、防寒服、特种防护服等。上一页返回8.4纳米材料8.4.1纳米材料的基本概念纳米作为材料的尺度，其单位符号为nm，1nm=10（埃）=10-3μm（微米）=10-9m（米），1nm约等于10个原子的尺度。纳米级结构材料简称为纳米材料(naomaterial)，是指其结构单元的尺寸介于1nm～100nm之间。由于它的尺寸已经接近电子的相干长度，它的性质因为强相干所带来的自组织使得性质发生很大变化。并且其尺度已接近光的波长，加上其具有大表面的特殊效应，因此其所表现的特性，例如熔点、磁性、光学、导热、导电特性等，往往不同于该物质在整体状态时所表现的性质。目前在纤维、织物中研究和应用最多的是零维纳米材料，如纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米银粉、纳米氧化锆、纳米下一页返回8.4纳米材料碳粉等，是由单相纳米微粒构成的固体材料，称为纳米相材料。还有许多天然有机材料中的大量微原纤和碳纳米管，属于一维纳米材料。这些材料与尺寸小于2nm的类金属和非金属化合物作为纳米离子载体一起，可以形成许多具有崭新特性的纳米家族产品。一种是在化纤丝成形中以非均一相状态加入到纤维中，另一种是在聚合物合成阶段加入纳米粒子。另外，将上述纳米材料形成水溶液或有机溶液，然后对纤维和织物进行表面处理，包括浸渍和涂敷也已成为染整工程的重要技术，是众多差别化、高性能纤维和织物的制造手段。固体或有机纳米粒子巨大的比表面积和特殊性能，使其可能以少量的添加或处理即可赋予纤维、织物新的特殊功能，或对质量和风格作出优良的改进。上一页下一页返回8.4纳米材料8.4.2纳米微粒的效应纳米微粒是由有限数量的原子或分子组成的、能够保持原来物质的化学性质并处于亚稳定状态的原子团或分子团。当微粒尺寸减到纳米尺度时，会显示四种纳米粒子特性：(1)小尺寸效应。纳米微粒尺寸小到等于或小于光波波长时，周期性的边界条件会被破坏，非晶态粒子表面层附近的原子密度也会减小，使得物质的光、电、磁、热、力学性能改变，导致新的特性出现，称为纳米粒子的小尺寸效应。如非导电材料会具有导电性、金属熔点明显降低等。利用以上性能可以开发功能性纤维及纺织品。上一页下一页返回8.4纳米材料(2)表面效应。纳米微粒尺寸小，微粒表面的原子数目大大提高，随着粒子的减小，粒子比表面积增大，这使得原子配位数严重不足。大比表面积导致高表面能，使粒子表面的原子十分活跃，极易与周围的气体反应，也容易吸附气体，此现象为纳米微粒的表面效应。利用这一效应，可在纤维及纺织品制造中提高催化剂的催化效率，提高吸收光比能力，提高吸湿率和提高添加剂（如杀菌、抗紫外线）的效率。(3)量子尺寸效应。当纳米微粒尺寸小到等于或小于光波波长时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散并使能隙变宽的现象叫纳米粒子的量子尺寸效应。这一现象使纳米银与普通银的性能完全不同，不仅纳米银的熔点大大降低，而且在粒径小于20nm时已由良导体变成绝缘体。SiO2的变化正相反。上一页下一页返回8.4纳米材料(4)宏观量子隧道效应。纳米材料中的粒子具有穿过势垒的能力叫隧道效应。例如具有铁磁性的磁铁，其铁磁性会变为顺磁性、软磁性。以上特性使纳米材料具有巨大的开发空间。纳米材料作为第四次工业革命的先导，将改变纺织工业和理论的现状。8.4.3纳米技术在纺织品上的应用1.超细纳米纤维远小于蚕丝直径（10μm）的超细纤维（1μm）都可称为纳米纤维。超细纤维的异形部分和添加粒子也是赋予超细纤维新功能的关键。利用聚合物的改性，特殊的异形断面、超级细纤维化和混纤技术及纳米表面处理等高技术，使服用织物材料具有新感性和新功能，此纤维的纺织品统称“新合纤”。上一页下一页返回8.4纳米材料新合纤技术的本质是纳米技术。新合纤、新丝型的关键技术是异收缩混纤丝技术；桃皮绒型主要是柔软手感的极细纤维技术；干爽型的关键技术是纳米粒子添加、异形断面和斑点拉伸技术；新薄毛型则主要是复合假捻和空气变形纱技术。2.纤维断面的纳米级形状开发研究将纤维的断面和侧面进行纳米级形状变化，可以获得各种不同或奇异的光泽，也可获得弹性、蓬松性以及圆形纤维没有的感性纤维特性。中空、异形、侧面凹凸可赋予织物保湿、吸水或吸湿、透气、性能。利用这一技术可开发具有真丝丝鸣效果的“丝鸣”纺织品、具有良好吸湿性的纳米多孔构造或中空构造纤维、透湿防水材料、具有优良悬垂性的材料、柔软且具有和谐光泽的材料等。上一页下一页返回8.4纳米材料防水防油透气材料的开发是纤维纳米级形状开发的又一应用，是指依据仿生学原理，通过对纺织品、皮革的每根细小的纤维进行人工修饰，利用纳米界面材料的疏水、疏油的特性，加