新型纖維功能纖維研究現狀及發(fā)展前景

1、功能纖維的定義及分類功能纖維Functionalfiber是指除一般纖維所具有的物理機械性能以外,還具有某種特殊功能的新型纖維.例如纖維具有衛(wèi)生保健功能抗菌、殺蛾、理療及除異味等；防護功能防輻射、抗靜電、抗紫外線等；熱濕舒適功能吸熱、放熱、吸濕、放濕等；醫(yī)療和環(huán)保功能生物相容性和生物降解性.現今,各種功能纖維層出不窮,功能纖維按其屬性可分為四大類：1.物理性功能纖維其中電學功能有抗靜電性、導電性、電磁波屏蔽性、光電性以及信息記憶性等；熱學功能有耐高溫性、絕熱性、阻燃性、熱敏性、蓄熱性以及耐低溫性等；光學功能有光導性、光折射性、光干預性、耐光耐候性、偏光性以及光吸收性等；物理形態(tài)功能有異形截面形

2、狀、超微細和外表微細加工性等.2 .化學性功能纖維如光降解性、光交聯性、消異味功能和催化活性功能等.物質別離性功能纖維如別離性功能有中空別離性、微孔別離性和反滲透性等；吸附交換功能有離子交換性、高吸水性、選擇吸附性等.3.生物適應性功能纖維其中醫(yī)療保健功能如防護性、抗菌性、生物適應性等；生物功能如人工透析性、生物吸收性和生物相容性.國外功能纖維的開展概況日本目前,日本的功能紡易品占全部紡織品的39%,其中差異化纖維的產量已占日本全部合50%,最近日本新開發(fā)了一種消臭功能纖維,消臭范圍廣,效果持久,耐洗滌,可染色加工,廣泛用于棉被、 運動服等生活和服裝領域.該產品由于消臭劑直接滲入纖維中,賦予織

3、物吸汗,拒水、 防污等特性,具有廣闊的開展前景.此外日本還實用全同立構的聚丙烯樹脂,在高于結晶溫度的加熱條件145C下,用大于10倍的拉伸比進行拉伸,開發(fā)出強度高達1.04GP、模量高達12.74Gpa、熱收縮率為4.5%的高強高模聚丙烯長絲,該纖維還具有更強的耐化學藥品性.根據東洋紡在過去22年的調查資料.日本開發(fā)服用及裝飾用功能新材料,與新材料織物風格外觀有關的品種以聚醋仿真絲項日比擬多.其他品種,如抗苗、消臭、彈性、透濕防水、保溫、抗靜電、導電等健康、平安、舒適性有關的功能纖維已開發(fā)上市的共約有l(wèi)800多個品種.又根據日本帝人公司近10年來的統計,已報道了的具有透濕、防水、抗菌、防臭、吸

4、汗、發(fā)敢、輕量、保溫、消臭、抗靜電、導電等與健康、平安、舒適性有關的上市功能纖維新材料約有400種.美國美國在功能纖維的開發(fā)方面不及日本活潑,但其產業(yè)用纖維的開發(fā),尤其是中空別離膜纖維的開發(fā)卻毫不遜色,氣體別離膜纖維及液體別離膜纖維早已工業(yè)化.司、道化學公司和盂山都公司等在該領域占據著很重要的地位.28%是功能紡織品,近年來美國的FFT公司使用了獲美國EPA批準的平安性抗菌劑Mjcroban制造出SALUS纖維,該抗菌劑布滿整個纖維的截面,可耐重復洗滌.美國通用汽車公據報道,美國的紡織品中有其它國家和地區(qū)西歐各國的功能纖維研究與開發(fā)也相當活潑,紡織品中21%為功能紡織品,其導電纖維、電熱纖維、

5、生物降解纖維均得到了成功的開發(fā).目前韓國是第四大合成纖維的生產國,韓國的合成纖維企業(yè)開發(fā)了微孔、多孔中空、抗菌、除臭、芳香、抗紫外線和熱輻射、吸熱、吸水等多種功能的纖維.國內功能纖維的開展狀況主要種類日前我國已成功生產變色、熒光、抗靜電、阻燃、導電、抗紫外線、抗菌、芳香、遠紅外、藥物、氣燃、導電、抗紫外線、抗菌、芳香、遠紅外、藥物、氣體別離膜、液體中空分離膜、離子交換、活性炭、超吸水、防輻射、水溶性、生物吸收降解和熱粘結纖維等,其中阻燃、遠紅外、抗紫外線、抗菌纖維等品種已有一定的生產規(guī)模.近年來主要投產的功能纖維20世紀90年代研究開發(fā)的遠紅外滌綸、 丙綸和粘膠纖維等現已在國內多家企業(yè)生產,隨

6、著儀征化纖股份、天津石油化工公司等國有大型企業(yè)的參與,此類產品的產量近年來有較大程度的增加.天津市是我國遠紅外制品生產基地之一.遠紅外纖維制品和遠紅外涂層織物的生產均具有一定的規(guī)模.儀征化纖股份和天津石油化工公司及一些中小企業(yè)進行了抗紫外線纖維和抗菌纖維及芳香纖維等的研究開發(fā),東華大學用自行研制的新型高聚物抗菌添加劑(ABD),制得了抗菌效果顯著、單絲線密度小于1.2dlex的抗菌聚丙烯纖維.其它如中空別離膜纖維、離子交換纖維、活性炭纖維等也都在國內形成了一定的生產能力.開展現狀我國化纖工業(yè)經過了40多年的開展,現已形成了各大類品種根本齊全、技術裝備根本齊全、技術裝備初步配套、質量品種有一定水

7、平的化纖生產開發(fā)體系.近年來,隨著身纏水品的提升,設備條件的改善,尤其是人民生活水平的提升帶來的市場需求,一些功能纖維相繼研制成功.如陽離子染料可染聚酯、異形纖維、多孔中空三維卷曲纖維、高收縮、蓄熱保暖、防紫外線、抗靜電、抗菌防臭、導電纖維等等.國外現有的功能纖維,我國大局部都有,且在數量上不斷增長.同時,我國高性能的裝飾用和產業(yè)用紡織品開展緩慢.相關的高技術、高性能、高仿真纖維的生產開發(fā)工作還相當薄弱,特別是一些高技術的功能纖維,國內仍處于科研狀態(tài),不少品種還處于空白.這些都直接影響我國化纖在國內及國外市場上的競爭水平.功能纖維的開展前景5千年前人類依靠天然纖維,19世紀末出現了纖維素纖維,

8、1992年開發(fā)了有機溶劑的纖維素纖維Lyocell.20世紀后半期陸續(xù)出現了聚酰胺纖維、聚醇纖維、聚丙烯腑纖維、聚乙烯醇纖維、聚丙烯纖維.1988年出現.新合纖感性纖維和功能纖維).在功能性纖維領域,抗靜電、消臭、導電、吸濕防水、吸水、保溫、防蟲、紫外線遮藏用纖維等相繼問世.用于產業(yè)的高性能纖維,如碳纖維、芳香纖維、高強聚乙烯纖維、光纖維等也巳在產業(yè)等方面應用.對功能纖維的極大展望.(1)功能纖維是高科技纖維的重要品種,對緩解和解決水資源短缺、環(huán)保、節(jié)能、提高工作效率、維護身體健康、開發(fā)紡織品的新領域等有著及其重要的作用.(2)我過許多沿海地區(qū),有必要開展海水淡化產業(yè),建議加大對杭州水處理中央

9、和天津海水淡化研究所開發(fā)海水淡化的支持力度,盡快實現中空OR膜的國產化.(3)在當前世界經濟不景氣的外貿出口受限的新形式下,應加大傳統化纖廠家產品結構調整的力度,開展多功能產品,或一機多用開展某些高性能纖維產品,例如有的企業(yè)利用滌綸VC-405紡絲機紡制聚苯硫醛(PPS)纖維等,以提升附加值,并有助于推動我國產業(yè)結構的調整,開展高科技產業(yè).(4)納米纖維是功能纖維中的新品種,東華大學等也在研制,其中有機納米高性能纖維尚處于空缺產品,值得開展根底研究工作.(5)在當今新能源短缺的情況下,開發(fā)各種新能源是各國刻不容緩的政策,日本原子能研究所和廈門大學研究過利用球狀離子交換纖維不集,濃縮在海洋中存在

10、上億頓噸的鈾絡合物,進而實現海水提軸作為核工業(yè)的原料,這項工作值得進行下去,由于我國將來是核電大國之一.(6)有些高性能纖維加碳纖維也兼具功能纖維的特點,可以通電而發(fā)熱,屬節(jié)能型產品,其中石墨纖維的導電度可到達銅線的等級,而密度比銅線小的多,將來在航空航天領域可望得到應用.(7)利用碳纖維對微生物,魚類及貝類的親和功能,開發(fā)新型而又簡便的水環(huán)境污染的治理及繁殖魚貝類,具有重要的現實意義,建議多方位開展使用話實驗及應用.(8)21世紀功能纖維更趨向于智能纖維,包括生物素纖維、 仿生纖維、 超高功能纖維、 超高性能纖維.(9)納米技術開發(fā)的功能涉及遠紅外、紫外屏蔽、抗輻射、抗菌消臭、負離子、抗靜電

11、、導電、防老化、拒水拒油等.日本帝人公司公司開發(fā)的混入納米zno和納米sio的化學纖維具有除臭及凈化空氣的功能,這種纖維被用于長期臥床病人和醫(yī)院的消臭敷料、繃帶、睡農等；日本倉敷公司將納米zno參加聚酯纖維中,制得了防紫外線纖維,該纖維還具有抗菌、消毒、防臭的功能；同樣,將金屬納米粒子添加到化纖中可起抗靜電作用,將銀的納米粒子添加到化纖中有除臭、滅菌的作用.近年來,隨著各種家電、電視機、電腦、微波爐等的使用越來越普遍,電磁波對人體的影響已明確定論,目前美國、日本、韓國等已有抗電磁波的服裝上市,國內采用納米材料制備抗電磁波纖維的研究正在進行中.(10)負離子功能纖維是繼遠紅外功能纖維之后的又一種新型高科技保健型功能纖維,利用高新技術把寶石級電氣石或奇冰石粉末經特殊的外表處理,將