新型纺织纤维及其产品开发(下)

新型纺织纤维

及其产品开发(下〕

报告人：杨建忠教授、博士报告主要内容：新型纺织纤维的开发现状新型纺织纤维的性能新型纺织纤维的产品开发新型纺织纤维面料的开展趋势PBO纤维PBO是聚对苯并苯并双恶唑纤维(Poly-p-phenylenebenzobisthiazole)的简称，是20世纪80年代美国为开展航天航空事业而开发的复合资料用加强资料，是含有杂环芳香族的聚酰胺家族中最有开展出路的一个成员，被誉为21世纪超级纤维。PBO是由4，6-二氨基苯酚盐酸盐(二氨基间苯二酚盐酸盐)与对苯二甲酸以多磷酸(PPA)为溶剂进展溶液缩聚而制得，也可利用P2O5脱水进展缩聚，PPA既是溶剂，也是缩聚催化剂，反响式如下：PBO作为21世纪超性能纤维，具有非常优良的物理机械性能和化学性能，其强力、模量为Kevlar(凯夫拉)纤维的2倍并兼有间位芳纶耐热阻燃的性能，而且物理化学性能完全超越迄今在高性能纤维领域处于领先位置的Kevlar纤维。一根直径为1毫米的PBO细丝可吊起450千克的分量，其强度是钢丝纤维的10倍以上。PBO纤维的各项性能与其它纤维的比较如下：性能指标断裂强度模量断裂伸长率密度回潮率LOI裂解温度纤维品种N/texGPa%g/cm3%℃zylonHM3.72802.51.560.668650zylonAS3.71803.51.54268650对位芳族聚酰胺1.951092.41.454.529550同位芳族聚酰胺0.4717221.384.529400钢纤维0.352001.47.800--碳纤维2.052301.51.76---高模量聚酯3.571103.50.97016.5150PBO纤维的优良性能决议了它的运用领域非常宽广：

(1)长丝的运用，可用于轮胎、胶带(运输带)、胶管等橡胶制品的补强资料；各种塑料和混凝土等的补强资料；弹道导弹和复合资料的加强组分；纤维光缆的受拉件和光缆的维护膜；电热线、耳机线等各种软线的加强纤维；绳索和缆绳等高拉力资料；高温过滤用耐热过滤资料；导弹和子弹的防护设备、防弹背心、防弹头盔和高性能航行服；网球、快艇、赛艇等体育器材；高级扩音器振动板、新型通讯用资料；航空航天用资料等。

(2)短切纤维和和浆粕的运用，可用于摩擦资料和密封垫片用补强纤维；各种树脂、塑料的加强资料等。

(3)纱线的运用，可用于消防服；炉前任务服、焊接任务服等处置熔融金属现场用的耐热任务服；防切伤的维护服、平安手套和平安鞋；赛车服、骑手服；各种运动服和活动性运动配备；Carrace飞行员服；防割破配备等。

(4)短纤维的运用，主要用于铝材挤压加工等用的耐热缓冲垫毡；高温过滤用耐热过滤资料；热防护皮带等。

聚苯硫醚(PPS)纤维又名聚对苯硫醚纤维、聚苯撑硫醚纤维。由荷兰初次研制胜利，商品名赖通(Ryton)，直至1983年才批量投入消费。其化学构造式为硫原子和对位被取代的苯环交替陈列组成，是阻燃性纤维种类之一。

聚苯硫醚纤维是以硫化钠和二氯苯为单体，在N—甲基吡咯烷酮或含碱金属羧酸盐(如醋酸钠等)的有机性溶剂中缩聚而得的。聚苯硫醚纤维聚苯硫醚纤维具有以下一些特性：优良的纺织加工性耐化学稳定性好热稳定性优良PPS〔聚苯硫醚〕针刺毡滤料聚苯硫醚纤维的主要用途工业上燃煤锅炉袋滤室的过滤织物.聚苯硫醚纤维织物可长期地暴露在酸性环境之中，可在高温环境中运用，是能耐磨损的少数几种纤维之一，过滤效率较高，用于工业燃煤锅炉织物的聚苯硫醚过滤织物，在湿态酸性环境中，在接触温度为232℃和温度190℃以下，其运用寿命可达3年左右。用该纤维制成针刺毡带用于造纸工业的烘干上，是较为理想的耐热和耐腐蚀资料。同时也可用于制造电子工业的特种用纸。这种纤维的针刺非织造布或机织物可用于热的腐蚀性试剂的过滤，其单丝或复丝织物还可用作除雾资料。另外，还可用作枯燥机用帆布、缝纫线、各种防护布、耐热衣料、电绝缘资料、电解隔膜、摩擦片(刹车用)、复合资料，也可与碳纤维交错来加强PPS树脂，可坚持其单向强度。

新一代化学纤维随着科学技术的开展和人们对环保事业的注重，对化学纤维的性能要求越来越高。近20年来，研制胜利具有时代特征的新一代化学纤维，有的是环保型的，有的是弹性极佳的纺织原料，也有的是产业用理想的纺织原料。这些化学纤维的开发胜利及运用，扩展了纺织品运用原料的范围，丰富了纺织品的运用领域。环保纤维——Lyocell纤维环保性Lyocell再生纤维素纤维系利用NMMO(N-甲基吗琳-N-氧化物，亦即N-Methylmorpholine–N-Oxide,简称NMMO，对纤维素的溶解特性，将纤维素溶解得到粘度适宜的纺丝液，经拉伸、水洗、切断、上油、枯燥、溶剂回收等经湿式纺丝制程制成Lyocell纤维，是一种不经化学反响而消费纤维素纤维的新技术，该纤维属天然纤维，消费用溶剂无毒，生理学性能好，消费制程中不会产生污染，且其纤维具有生物可分解，因此有利于环境维护，被称为环保型纤维素纤维。在20世纪80年代末实现了工业化消费，到目前全世界消费Lyocell纤维的年产量已达15万吨以上，是近10年来开展速度较快的一种新纤维。Lyocell纤维具有良好的吸湿性、温馨性、光泽性、染色性和生物分解性。Lyocell纤维还具有强伸度性，适宜与其它纤维混纺。

在染整方面，适用的染料多元化，且染色上色率高；运用于衣服方面，运用温馨吸湿、保湿性好、湿强度佳、刚性模数高、热稳定性好、耐久性佳等特性，最特别之处在于经过原纤化处置技术后手感可以到达丰厚感。

Lyocell纤维具有以下特点：(1)单纤维强力虽高，但纤维纤度细，断裂伸长率偏小，纺制过程中易损伤。(2)纤维手感顺滑，卷曲数少，抱合力差，成卷时易于粘卷，梳理时棉网易坠。(3)原料的含油率适量，能满足纺纱要求。(4)纤维与机械部件之间的摩擦小，须条不易控制，易呵斥断头。大豆蛋白纤维属于再生蛋白纤维类，是采用化学、生物化学的方法从榨掉油脂的大豆渣中提取球状蛋白，通过添加助剂，改变蛋白质空间结构，与聚乙烯醇(PVA)共混制成纺丝原液，经湿法纺丝而成。目前主要有常熟江河天绒丝纤维有限公司和绍兴嘉利绿纤有限公司生产的大豆纤维。大豆蛋白纤维该纤维单丝纤度细，比重轻，强伸度较高，耐酸耐碱性较好，具有羊绒般的柔软手感，蚕丝般的优雅光泽，棉纤维的吸湿和导湿性及穿着温馨性，羊毛的保暖性。大豆纤维可在棉纺、绢纺、毛纺、(羊绒)等消费设备上纺纱，能与其它天然纤维和化学纤维混纺交错开发针织产品(内衣、外衣、袜子等)和机织产品(服装面料·床上用品等)。此纤维本身呈现米黄色，难以漂白；色泽艳丽度较差，耐湿热性差，在染整加工中留意温度控制等关键技术问题。甲壳素是一种天然生物高分子聚合物，广泛存在于昆虫、甲壳类动物(虾、蟹等)的硬壳中，它在自然界中的含量仅次于纤维素。甲壳胺是甲壳素的脱乙酚化产物，与纤维素的化学构造类似，都是六碳糖的聚合体，根本单元是乙酸葡萄糖胺。甲壳胺用稀酸溶解后纺丝制得的甲壳胺纤维是自然界中独一带正电荷的再生纤维。因此该纤维被人们称作为“保健型纤维〞。

甲壳素纤维纤维纵向不平整，横截面近似多边形，但没有皮芯层构造；在纤维中含有羟基和氨基官能团，兼有纤维素和蛋白质纤维的官能团，具有相当的生物活性、生物相容性，生物可降解性和优良的抗菌性能。它被广泛用作医用纤维制品，它与棉、毛、丝、麻、粘胶等混纺制成保健纺织品，当甲壳胺纤维含量在10%-30%范围，已有很好的抑菌性能和保健护理性能。PTT纤维在1941年己有这种聚酯消费专利，由于消费1、3丙二醇(PDO)原料本钱很高，不断未实现工业化消费。直到1995年德国Degussa公司工业化消费了1、3丙二醇，使本钱大大降低，随后美国Shell公司在1995年5月推出了CorterraPolymer产品，建成了年产500万镑丙二醇和年产1200万镑PTT消费线，“〞商品名为“Conerra〞，有长丝和短纤维种类。还有美国杜邦公司消费的PTT纤维称"Sorona〞、日本旭化成公司的“Solo〞、韩国SK化学公司、台湾华隆和中国也有PTT消费。2004年11月加拿大聚合物建了世界上最大的年产9.5万吨PTT纤维的消费厂。易染性聚酯纤维(1)在分子构造中引进可染性基团(第三单体)如:分子中引进阳离子可染基团的阳离子染料可染涤纶CDP或HCDP和分子中引进阳离子基团的酸性染料可染型涤纶;(2)改动分子规整性的聚对苯二甲酸1、3丙二醇酯(PTT)纤维和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纤维。PTT纤维是聚酯纤维家族中的一类新产品，该纤维与常规涤纶PET纤维相比较，它的软段部分是丙二醇而不是乙二醇。因此它的软段部分的碳—碳链较长，这就使该纤维本身具有弹性，并且与PET纤维相比，PTT纤维玻璃化温度低约15℃，这种纤维兼具聚酯纤维和聚酰胺纤维的特性。除抗污性强外，其染色性能优于尼龙。手感柔软，伸长性同弹性纤维一样好，能用通常的分散深料染色和印花，不需运用特殊化学品，染色物具有干爽，挺括等特点。PTT纤维的优点如下：PTT纤维具有弹性优良、模量较低、手感柔软、易染色等特点，是一种开展前景很大的聚酯纤维。

由于PTT纤维丙二醇的引入，使其分子键具有Z字型折线构造，从而使得PTT纤维比涤纶和尼龙有更好的优点，集多种特性于一体，成为织物的理想选择。

消费原料乳酸是从玉米淀粉制得，故也称为玉米纤维。PLA纤维是在美国著名的谷物公司Cargill公司研制胜利的玉米聚乳酸树脂的根底上，在1997年该公司和美国DowPolymers公司合股成立了CargillDowPolymers公司，全力开展了聚乳酸原料，到2002年聚乳酸年产已达14万吨，消费的PLA纤维商品名为Ingeo。日本钟纺、尤尼契卡和可乐丽公司消费的PLA纤维商品分别为Lactron、Terramac和Plastarch，美国杜邦公司和孟山都等公司也开场开发PLA纤维。聚乳酸纤维〔玉米纤维〕〔PLA纤维〕〔1〕聚乳酸纤维侧面图聚乳酸纤维横截面图聚乳酸纤维〔PLA纤维〕〔2〕PLA纤维是以淀粉制得之乳酸为原料，属于完成自然循环型，具有生物降解性的纤维。该纤维完全不运用石油等化工原料，其废弃物在土壤和海水中的微生物作用下，可分解成二氧化碳和水，不会污染地球环境。熄灭PLA纤维，几乎没有一氧化氮，其熄灭热是聚乙烯和聚丙烯的三分之一左右，"LACTRON"是至今所研发出生物降解性纤维中融点最高的。聚乳酸的自然循环系统如下图：聚乳酸纤维的特性：聚乳酸纤维不但有高結晶性，还和聚酯、聚苯乙烯树脂具有同样的透明性。因其具有高結晶性和高取向性，故具有高耐熱性和高强度。表一列出钟纺的聚乳酸纤维与其他纤维的性能比较，图二也表現出聚乳酸纤维的特性曲线聚乳酸纤维的特性曲线:(6)折射率低、染色制品显色性好;(7)易染性，染色温度低于涤纶。PLA纤维也存在一些缺陷:耐磨性差，熔点低(约175C)。(1)有较好的亲水性、毛细管效应和水的分散性;(2)模量和弯曲刚度是涤纶一半，故手感柔软;(3)有良好的回弹性、抗皱性和保形性;(4)限氧指数较高(LOL24-29)，熄灭后自灭性好、熄灭发烟量低，有较好阻燃性;(5)有防紫外线才干，紫外线吸收率低;“PLA〞纤维与聚酯和聚酰胺纤维性能比较

高湿模量纤维：由于普通粘胶纤维湿强力低、模量小，在湿态时易变形、保形性差等弱点，许多国外公司开发了新的高湿模量纤维，如:日本东洋纺公司的“波里诺西克〞〔Polynosic〕纤维、Lenzing公司用木浆消费的Modal、中国丹东东洋特种纤维引进日本东洋纺公司波里诺西克纤维的纺丝技术消费的“丽赛〞〔Richcel〕纤维。

高湿模量纤维具有以下特点：高湿模量纤维具有初始模量高，织物有身骨，湿态变形小，尺寸稳定性好，织物平滑，悬垂性好，吸湿导湿性好，色泽艳丽，富有光泽，并具有较好的耐碱性，与棉混纺织物可进展丝光加工，是制造内衣、外衣服装的中高档新资料。高湿模量纤维竹浆粘胶纤维采用化学方法将竹材制成竹浆粕，将浆粕溶解制成竹浆粘胶溶液，然后经过湿法纺丝制得竹浆粘胶纤维。这种竹浆纤维已批量工业化消费，例如:吉林化纤集团有限责任公司(下属的河北藁城化纤公司)、上海化纤浆粕总厂、上海月季化学纤维、四川成都天竹竹资源开发等消费竹浆粕及竹浆纤维。

具有以下特点：目前消费的竹浆纤维在某些性能上不同于普通粘胶纤维，竹浆纤维具有可纺性好、纤维吸湿导湿透气性好、手感柔软、织物悬垂性好、染色性能优良、光泽柔亮等特点。开发的竹纤维纺织面料服装具有质地轻、穿着清凉爽快，并有抗紫外线、抑菌防臭防霉等保健功能。。竹浆粘胶纤维含牛奶蛋自纤维从20世纪90年代初开场国内外努力于开发再生动物和植物蛋白纤维，日本东洋纺公司以新西兰牛奶为原料与丙烯腈接技共混制成再生蛋白纤维Chinon，上海正家牛奶丝服饰在1995年研制开发出牛奶纤维长丝，最近山西恒天纺织新纤维科技研制了牛奶短纤维，它们都是以丙烯腈为单体的牛奶蛋白纤维。另一种是深圳优倪克公司推出的以聚乙烯醇为基体的牛奶蛋白纤维。

具有以下特点：牛奶丝具有蚕丝般光泽和柔软手感，有较好的吸湿和导湿性，较好的强度和延伸性，是一种制造内衣的优良资料。但因纤维耐热性差、耐碱性差、色泽艳丽度较差、价钱较贵，影响了牛奶纤维大量推行运用。如山西恒天纺织新纤维科技消费的含牛奶蛋白纤维，获得了国际生态纺织品Oko-TexStandard100绿色纤维认证(认证号038210)，它与羊毛、羊绒、蚕丝、棉、竹、天丝、莫代尔等有很好的混纺性，能开发保暖型、凉爽型、高档内衣及家纺用品，具有绿色、保健、温馨性能。含牛奶蛋白纤维蛹蛋白丝由四川宜宾丝丽雅股份试消费，将蚕蛹蛋白提纯配制成溶液按比例与粘胶共混，采用湿法纺丝构成具有皮芯构造的含蛋白纤维。纤维具有较好的吸湿性、透气性，手感柔软、悬垂性好;但湿强力较低，纤维本身呈现较深黄色，会影响纺织品色泽艳丽度。可采用活性、酸性、中性等染料染色，在染整加工中要留意它对酸、碱的敏感性，合理制定加工工艺。将猪毛、羊毛等废毛溶解，经提纯和改性与棉浆或木浆或竹浆溶液共混，在纺丝中参与纳米级二氧化钛，经湿法纺丝制成一种抗菌再生蛋白纤维。这种新纤维的加工技术由中科院过程研讨所开发，在天鹅化纤集团公司试纺，还处于研发阶段。蚕蛹蛋白纤维纳米抗菌再生蛋白纤维Seacell纤维也称海藻纤维，是将海藻与Lyocell纤维结合而成的一种创新纤维。海藻种类很多，能用于纤维制造的有褐藻、红藻、绿藻几种，海藻中含有许多矿物质、碳水化合物、氨基酸、脂肪和纤维素等物质。海藻用在化装品中可促进皮肤血液循环，激活细胞新陈代谢，具有维护皮肤柔嫩、结实、光滑效果，还具有消炎止痒功能，海藻中含有胡萝卜素，可被采用治疗癌症等.

具有以下特点：Lenzing公司在制造Seacell纤维过程中，首先将海藻粉末制成小于9μm的微细颗粒，将其粉末加在纤维素的NMMO溶液中，或在纤维素溶解前参与，构成由纤维素、海藻、溶剂(NMMO)和水组成的分散纺丝液，经过干湿法纺丝加工制得Seacell纤维。其强度与普通LyocelI纤维相近，具有较好的可纺性。采用电镜分析，Seacell纤维具有明显的横向取向，晶区取向低，截面呈现多孔性构造。对Seacell纤维活性检测，证明海藻的活性成分在纤维制造过程中没有被破坏，并与多孔纤维基体结合。当运用时，Seacell纤维中海藻的活性物质在湿环境中会从纤维中渐渐释放出来，使皮肤具有安康保健作用。海藻纤维〔Seacell纤维〕新型纺织面料的多元化开发现今国际纺织面料的开展趋势是开发温馨性、采用各种加工工艺形胜利能性新型面料及其他多元化纺织产品。(1)<多异多反复合化纤长丝织物实际研讨及其运用>工程，姚穆院士：荣获2001年国家科技提高一等奖。(2)<赛络菲尔双组分纺纱及其系列产品>，杨建忠：荣获2001年国家科技提高二等奖。军港纶衬衣赛络菲尔面料利用织物构成的加工工艺开发

利用两种或者两种以上的纺织品复合构成多层复合织物，使普通的单一组织构造产品更加富有特征。复合织物种类繁多，加工工艺各不一样，有组织构造的复合接结、缝合、粘接和涂层，有不同的性质不同特点的几种层次织物复合构成一体的织物等。采用丝光工艺的丝光棉纺织品。如无锡天然纺织、光辉走杰出织造等公司将优质长绒棉经烧毛、丝光处置构成各类丝光棉、丝光棉与真丝交错、双丝光针织面料等。在毛纺织品产品开发方面，江苏阳光集团开发出蛹蛋白薄花呢、蛋白丝薄花呢、毛纺印花面料等新品，并且采用超细羊毛等原料研制出超细羊毛花呢产品。在绒织物开发方面，国内有多个厂家推出了各种绒类产品，如江苏茶梅灯心绒集团的各类灯心绒，江苏阳光集团的丝毛灯心绒、德国的仿毛、长毛绒等。丝光棉新品

具有抗菌、除臭、促进人体微循环等功能的各类面料，逐渐成为各国尤其是日本、东南亚地域以及我国大陆和台湾等地纺织企业新产品开发的重点。

山东云龙集团推出层压复合织物新型纺织品，具有防水、防污、防液体、透气/湿、抗菌等功能。昆山华成织染公司消费了会呼吸、阻燃、超泼水性、中空保暖、高透湿/气、防静电/尘等系列产品。利用天然纤维的功能性进展新产品开发。如山东烟台新潮实业开发的罗布麻纺织品可以降低高血压，山西绿洲纺织品开发的大麻及大麻混纺产品具有抗菌效果。还有利用蟹壳物质加工而成的甲克素纤维纺织品也具有良好的抗菌、保健功能。防紫外线面料的开发不仅有助于防止皮肤癌的产生，还拓宽了纺织品的用途。浙江绍兴豪语纺织开发的抗紫外线的面料除了具有对紫外线的遮盖性，还具有防止透明、触感疏松柔软和高度清凉性。各种功能性面料的开发后加工技术结合开发各类烂花织物运用多种工艺技术消费制得，如印花烂花绒类、提花加烂花的绡和缎类、植绒加烂花类、针织烂花类等。闪光织物主要有金属镀膜、涂层织物、金银粉印花等。锦绒同步烂花对织物外表进展变化、打摺、机械打压、打孔等，成为面料开发的常用手段。需求特别提出的是，利用涂层来赋予面料超自然的流行特征成为国际纺织品开发的一种新趋势。在面料上采用提花加印花、涂层等多种工艺手法或者采用不规那么的刺绣和线迹也是一种时髦。面料外表具有热转移纸效果以及具有类似无规那么的裂痕状、脆皮状或者破坏状效果，而利用不同构造和颜色产生的立体条纹图案和具有建筑风格的雕塑感图案也遭到人们越来越多的青睐。目前市场上的时髦面料1〕弹性面料类，主要采用氨纶、莱卡等纤维与其他纤维复合制织而成，这类织物的主要纤维可以是合成纤维、棉纤维、粘胶纤维及真丝等。2〕闪光效果类面料，包括采用闪光原料如亮片丝、金银丝、镀膜丝等消费的面料，以及利用经、纬异色而产生闪光效果的面料。3〕仿真类合成面料，如仿棉型、仿毛型、仿麻型、仿真丝型、仿鹿皮型、仿皮革等面料。4〕环保型面料，这类面料主要采用环保型纤维原料为主制织而成。弹性面料闪光面料仿真丝面料环保面料海外纺织品设计趋势主要表达在以下几个方面：一织物双色效果的表现，如经纬间不同颜色的组合搭配、加织金银丝或者粗犷的疙瘩丝、色织与色纺等；海外纺织品设计趋势六纹样设计变