新型紡材滌綸)

1、新型紡織材料功能性滌綸纖維的現(xiàn)狀與發(fā)展 安徽農(nóng)業(yè)大學 隨著社會物質(zhì)文化水平的不斷提高，人們對服飾面料、裝飾材料的要求更加豐富-天然纖維和纖維素再生纖維無論在產(chǎn)量還是在質(zhì)量上已不能滿足人們曰益增長的需求。合成纖維技術因此得以廣泛的研究和發(fā)展，化學纖維經(jīng)過改性后賦子更多的功能，逐漸取代了天然纖維。而滌綸作為第一大合成纖維，開發(fā)適合消費者需求的多功能新產(chǎn)品備受人們的關注。滌綸纖維的功能并沒有統(tǒng)一的劃分，并且還在繼續(xù)出現(xiàn)反映社會發(fā)展和消費者需求的新內(nèi)涵。首先，我們對這些功能進行分類。一、滌綸纖維概述1.滌綸纖維分類 基本型基本型：具有纖維固有的物理、化學特性。如纖度、強伸度等機械特性可在一定程度和范圍

2、內(nèi)發(fā)生變化，同時也有纖維所必須具備的特性； 舒適功能：舒適功能：可分為“穿著性、外觀”和“清潔、美觀”兩種功能，穿著舒適感包含生理和心理兩方面的感覺，也是每個季節(jié)流行元素中最重要的特點；新功能，超功能：新功能，超功能：現(xiàn)在的通用合纖無法達到的高標準或全新功能。2功能性滌綸纖維產(chǎn)品的開發(fā)從90年代末期起，滌綸纖維的新產(chǎn)品和功能化纖維作為滌綸纖維繼續(xù)生存和發(fā)展的主要支撐，各大化纖公司相繼研制和開發(fā)了包括阻燃、芳香、負離子、抗菌、抗紫外、保暖、抗靜電、高阻光、蓄光等多品種的功能性滌綸纖維，并形成批量產(chǎn)品規(guī)模推向市場，取得了一定的效果。21阻燃纖維按生產(chǎn)工藝過程對阻燃方法進行分類，可歸納為以下5種：a

3、)在酯交換或縮聚階段加入反應型阻燃劑進行共縮聚;b)在熔融紡絲前向熔體中加入添加型阻燃劑;c)普通聚酯與含有阻燃成分的聚酯進行復合紡絲;d)在聚酯纖維或織物上與反應型阻燃劑進行接枝共聚;e)對聚酯纖維織物進行阻燃后處理。 a)至c)方法屬于長絲的阻燃改性，上海石化已成功研究出這三種改性技術，并已批量生產(chǎn)出阻燃長絲FDY、阻燃短纖維等； d)和 e)方法屬于表面處理改性。近期有在滌綸纖維中添加無機粉末作為阻燃劑的報道。目前，己工業(yè)化阻燃聚酯纖維主要是采用共聚阻燃改性方法。聚酯纖維織物的阻燃比改性方法工藝簡單、成本低，適應性強，較原絲改性方法有利。但阻燃劑用量多，對織物的手感和色澤影響較大。阻燃纖

4、維工藝原理 滌綸的阻燃改性滌綸的阻燃改性(不考慮織物的阻燃后整理不考慮織物的阻燃后整理)有共混改有共混改性和共聚改性兩種方法：性和共聚改性兩種方法：A.共混改性共混改性:在聚酯切片制造過程中添加共混阻燃劑制造阻燃切片或在紡絲時添加阻燃劑與聚酯熔體共混制共混阻燃纖維；B.共聚改性共聚改性:是在制造聚酯過程中加入共聚型阻燃劑做單體,通過共聚方法制造阻燃聚酯。阻燃滌綸特性 加工成本：無論采用何種方法，滌綸磷系阻燃產(chǎn)品的成本增加幾乎是普通產(chǎn)品的80，采用無機粉束阻燃的成本更高，同織物的阻燃整理相比較，純滌綸織物限制了紡織品原料選擇的多樣性，而且達到幾乎相同目的的加工成本幾乎翻了一番。物理機械性能：阻燃

5、滌綸的物理機械性能和染色性能與常規(guī)相比有所下降。因此，國外的阻燃滌綸，其性能和功能往往是多元化的，即阻燃滌綸往往是陽離子可染和抗起毛起球功能的復合產(chǎn)品。國內(nèi)阻燃纖維的開發(fā)比較早，但是工業(yè)化的不多主要原因是阻燃的標準尚沒有形成，制造行業(yè)和加工業(yè)尚未共識，纖維阻燃、織物阻燃各具優(yōu)點，過分強調(diào)纖維阻燃有失偏頗。另外纖維阻燃所帶來的物理機械性能降低，紡織過程中的效率降低、纖維染色變化、纖維成本增加都是阻礙阻燃滌綸纖維市場化的阻力。22芳香纖堆生產(chǎn)方法： 用皮芯復合的方法，在芯層加入由特殊塑料為載體的香料，由于芯層以較低的溫度進行紡絲，因此香味在紡絲過程中的揮發(fā)減到了最低限度，纖維成型后香味沿纖維軸向切

6、斷的橫截面逐漸逸出，達到持久芳香的效果。染色：采用熔體染色，在纖維的皮層染色可染紅、黃、綠等色，解決芳香纖維在染色過程中香味的損失，擴大產(chǎn)品的使用領域。 芳香纖維用途：作為室內(nèi)床上用品，例如枕頭、被套、床墊、被子、坐墊的填充材料，也可以用于紡織纖維，由于芳香的品種對人體具有不同的功效，因此床上用品一般選用安神、催眠等特效香味，而桂花、茉莉等用于室內(nèi)裝飾紡織品，如墻布、沙發(fā)布、桌布等。芳香纖維還可以用于和其它含添加劑特殊功能的纖維混合使用，例如同具有遠紅外發(fā)射功能的纖維一起用于床上用品，和具有抗菌作用的纖維制成醫(yī)院床上用品、服裝等產(chǎn)品。香型有桂花茉莉、森林浴、草莓。根據(jù)用戶的要求還可以生產(chǎn)蘋果、

7、薄荷、熏衣草等香型。建議用戶采用針織或交織的方法避免高溫，化學對芳香纖維的損害 23負氧離子發(fā)生纖維(除臭纖維)負氧離子纖維功能：負氧離子纖維功能：在滌綸熔體中添加特殊的無機添加劑(電氣石Tourmaline)，可以賦予滌綸纖維4大功能：遠紅外保暖功能遠紅外保暖功能；除臭效果；具有負氧離子發(fā)射功能除臭效果；具有負氧離子發(fā)射功能，能在室溫條件下產(chǎn)生負氧離子：抗菌效果抗菌效果。故該纖維稱“奇異纖奇異纖維維”功能原理：功能原理：電氣石是以含硼為特征的鋁、鈉、鐵 鋰環(huán)狀結(jié)構的硅酸鹽物質(zhì)，因其熱電性和壓電性，使其極性離子在平衡位置振動而引起偶極矩變化產(chǎn)生遠紅外波段的電磁輻射，有較強的輻射寬帶。當外界某種

8、因素作用于電中性的氣體分子時，氣體分子的外層電子就會擺脫原子核的束縛從軌道中躍出，此時氣體分子呈正電性，躍出的自由電子很快就會附著在另外的氣體分子或原子上，成為空氣負離子。 電氣石具有熱電和壓電性，因此在溫度和壓力變化情況下能引起電氣石晶體的電勢差，使周圍的空氣發(fā)生電離，被擊中的電子附著于鄰近的水和氧分子使之轉(zhuǎn)化為空氣負離子，即負氧離子。產(chǎn)品用途 作為填充料，以單中空、多中空、特殊異形的截面形式提高纖維與空氣接觸的面積，提高和強化“奇異”效果，用于醫(yī)療紡織品的內(nèi)芯等，也可以用于室內(nèi)的床上用品、汽車的座椅等以棉型和中長、毛型短纖維的形式用于紡成紗線，可以用于室內(nèi)裝潢、服裝等產(chǎn)品24抗菌纖堆 生產(chǎn)

9、原理：由具有高效抗菌劑或內(nèi)含金屬離子的沸石微粒與成纖PET共混制成抗菌消臭PET纖維；抗菌效果：能有效抑制和殺死附著在纖維表面的微生物(如真菌和細菌)，具有很好的持久性和安全性(不會影響人體正常的機能)，尤其是用內(nèi)含金屬高于的沸石粒子制成的PET纖維，除具有抗菌、防臭功能外，還增加了某些新特性，如織物懸垂、消炎、鎮(zhèn)痛、促進人體血液循環(huán)、加速傷口愈合等醫(yī)療保健功能今年SARS疫情的出現(xiàn)，讓業(yè)內(nèi)人士更加意識到開發(fā)高效抗菌纖維的必要性和緊迫性。滌綸及其織物常用抗菌整理劑 (1)金屬、金屬鹽及其化合物 具有殺菌作用的金屬包括Ag，Cu ,Au , Zn ,Hg ，Cd ,Y ,Zr ,Ca ,Pt ，

10、Pb等。這些金屬的鹽及其化合物都具有抗菌活性，它們都是通過釋放具有殺菌作用的金屬離子，從而起到殺菌的作用。(2)季銨鹽類化合物 季銨鹽的抗菌機理是破壞細菌細胞膜的代謝功能，最終導致細菌因細胞膜穿孔，內(nèi)容物滲出而死亡。季銨鹽具有優(yōu)良的抗菌效力，但活性較低，持久性差?？梢岳糜袡C硅的反應活性，使有機硅帶有季銨鹽基團，再與纖維交聯(lián)結(jié)合，在纖維表面形成一層保護膜，從而抑制細菌的繁殖。也可以用共混方式將它們引入滌綸中，含季銨鹽的溶液對滌綸織物進行浸漬等后處理，賦予其抗菌的性能。(3)酚類化合物主要用于織物的滌綸抗菌整理，酚類抗菌劑可以通過破壞細菌細胞膜細菌脫氫酶和氧化酶的作用，影響細菌的代謝，從而起到殺

11、菌的作用。(4)鹵素化合物 用于滌綸抗菌加工的鹵素化合物主要有溴代和氯代兩類。其中，溴代化合物包括溴代、5,7二澳-8-羥喹啉等；氯代化合物除了上述的氯代酚外，還包括雙(對氯苯基雙胍)己烷，3，4，4，三氯對稱二苯脲，次氯酸等。鹵素化合物主要通過與酶蛋白反應，導致酵活性喪失，阻礙細菌的代謝功能，從而起到殺菌作用。(5)有機氮化物 吡咯(磺胺甲氧吡咯)、吡嗪、對甲基磺酰肼、苯丙三嗪.含胍基或縮二胍基團化臺物等有機氮化合物也被用于滌綸及其織物的抗菌整理。此外，在滌綸及其織物的抗菌整理加工中引入的表面活性劑，尤其是陽離子表面活性劑，如聚乙二醇壬基苯醚硫酸鈉，苯并咪唑磺酸鈉，也具有殺菌能力。 滌綸抗菌

12、防臭加工方法 共混、復合紡絲和后處理3種由后處理法得到的抗菌纖維其耐洗滌性能差，抗菌效果持久性能差。同時，此法處理時間長，且存在環(huán)境污染問題。但由于此法具有技術簡單，容易實施的優(yōu)點，因此它仍是滌綸抗菌防臭加工常用的方法。 目前，國內(nèi)滌綸的抗菌防臭加工研究還屬于起步階段，盡管滌綸織物整理法在國外仍被廣泛用于滌綸的抗菌處理，但由于其存在生產(chǎn)成本高、抗苗耐久性差和環(huán)境污染的問題，它將逐漸被淘汰。25抗紫外線纖維(抗輻射) 紫外線是波長為200-400am的光波，其具有殺菌作用、促進維生素D的合成等作用。適量的紫外線照射可以增加人體抵抗疾病的能力。但過量的紫外線照射會引起皮膚炎癥甚至引起皮膚癌等的出現(xiàn)

13、-對人體有危害的波長為200320nm之間，因此所謂的防紫外線纖維是從技術的角度在纖維中添加抗紫外線添加劑或在纖維的表面涂布抗紫外線劑，以阻礙紫外線直接對皮膚的影響 抗紫外線纖維主要原料：在纖維中添加抗紫外線的添加劑主要有作為屏蔽材料的納米級超細粉末，主要有ZnO、TiQ以及含上述無機物的混合體。除紫外線屏蔽劑外，還可以采用紫外線吸收劑添加在纖維中以達到防紫外線的作用。吸收劑在吸收紫外線的能量后，轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚援悩嫾?，隨之以光和熱的形式釋放這些能量恢復的原分子結(jié)構。美國伊司曼化學公司的光學增白劑(OB-1)是最有代表性的抗紫外線添加劑，由于OB1具有非常好的溶解性能，因此可以在聚酯反應過程中添加，

14、也可以在紡絲過程中添加，具有良好的靈活性。同時最大的優(yōu)點是相對超細粉末添加方法，晨大能力地保留了滌綸纖維的紡織加工性能和纖維本身的物理機械性能。26保暖纖維(遠紅外) 我國在80年代末期引進日本的三維卷曲纖維生產(chǎn)技術，其主要的原理是利用絲束冷卻過程中的不對稱原理，近風面冷卻快，背風面冷卻慢，在纖維橫被面方向形成具有收縮應力不同的不對稱非均勻高分子取向結(jié)構，當該原絲在后處理拉伸過程中，加大了該不對稱性的程度，當外力釋放后，內(nèi)在的收縮應力使纖維產(chǎn)生具有螺旋狀的自然卷曲形狀。由于非對稱冷卻法的效果在中空截面形狀體現(xiàn)得非常充分，因此國外將此類的纖維詭稱為“空氣注入復合纖維”(Airconjugated

15、fiber)。在同樣總量的纖維條件下，滌綸三維卷曲中空纖維所占的體積比棉花大得多，因此其利用空氣的保暖性能比棉花大大增加。為了增加纖維制成成品的蓬松程度，在纖維的表面施以有機硅，經(jīng)高溫定型后形成網(wǎng)狀的潤滑膜，大大提高了纖維的滑爽感，因此，商業(yè)產(chǎn)品有含硅和無硅產(chǎn)品之分。 三維卷曲纖維對推動短纖維在填充領域的市場發(fā)展起到良好作用，應當看到，該市場的發(fā)展仍有較大的空間，大陸每年還在進口數(shù)萬噸三維卷曲纖維從技術角度看，我國目前的三維卷曲技術還停留在單組份單空或多孔的水平，國外已經(jīng)開發(fā)并投放市場是雙組份、多組份多孔異截面、中空細旦并具有附加功能的所謂“第三代”填充纖維，其所要代替的是羊絨以及具有理療功能

16、的保暖產(chǎn)品和仿毛產(chǎn)品等。 在纖維中添加無機超細粉末(如二氧化硅(鍺，鋅)等)，使滌綸纖維具有一定的遠紅外發(fā)射功能，起到保暖的功能。 遠紅外功能纖維是利用在常溫下具有遠紅外功能的陶瓷粉(二氧化釷、二氧化錫、碳化鈷、氧化鋁)作添加劑與聚酯(PET)共混，紡制成遠紅外纖維。在滌綸(167dtex)中，414Um 波長范圍內(nèi)的遠紅外纖維平均輻射率為80以上，遠紅外線纖維的沮升效果可達24C遠紅外纖維的功能與遠紅外陶瓷粉的添加量成正比。 遠紅外纖維的制備技術關鍵是陶瓷粉的顆粒細度作為添加劑的陶瓷粉在超細加工時必須將陶瓷粉粒徑粉碎到I.0um以下，才能保證纖維的可紡性另一要點是極微小的添加齊li 粒子可發(fā)

17、散性，在與PET共混時能均勻地分散在熔體之中，并對纖維的物理機械性能不產(chǎn)生不良作用。這是紡制好遠紅外纖維的兩個關鍵性技術。2.7抗靜電纖維(導電纖堆)抗靜電原理抗靜電原理:抗靜電原理抗靜電原理:改善高聚物纖維吸濕性能抗靜電方法抗靜電方法:通過共聚在聚合物中引入親水基團，提高吸濕性能，降低比電阻。嵌段共聚物是由化學結(jié)構不同，以末端相連的鏈段所組成的大分子聚合物在嵌段共聚物中，軟鏈段和硬鏈段組成具有網(wǎng)絡能力的序列結(jié)構，即使共聚物處于熔體狀態(tài)，這些網(wǎng)絡結(jié)構仍能在一定程度上保持原樣，從而使共聚物表現(xiàn)為良好的彈性和高粘度。如在PET的生產(chǎn)過程中，加入適量聚乙二醇(PEG)，經(jīng)共同縮聚而制得PET-PEG

18、嵌段共聚物，以此作為改性劑加入到PET中混合紡絲，用以改進滌綸產(chǎn)品的抗靜電性和吸濕性。改性劑比例改性劑比例:選取PEG的加入比例為2 5的共聚物作為改性劑，按20的比例同CDP切片(經(jīng)固相縮聚增粘)混合，干燥后進行紡絲，拉伸后測試體積比電阻、吸濕率和染色飽和值等指標，并同普通滌綸的相應指標進行比較，結(jié)果如上表所示加入所制嵌段共聚物的纖維的體積比電阻為158*108.cm同時吸濕性和染色性能同PET相比也有很大改進導電纖維類型導電纖維類型:A:以炭熏為導電物質(zhì)的黑色導電化纖；B:以氧化化鎂、氧化鋅和二氧化鈦等白色粉體材料為導電物質(zhì)的白色導電化纖應用范圍應用范圍:導電纖維主要用于制作防護材料、工作服和裝飾性導電材料，其色調(diào)優(yōu)于黑色導電纖維，應用范圍更為廣泛。28高阻光纖維(高鈦白粉含量)纖維特征纖維特征:聚酯等合成纖維本身是透明的，對于采用較細的纖維所織造的薄型織物，其透明性在某些場合成為缺點，為克服這個缺陷而開發(fā)的高阻光(不透光)纖維用在窗簾、內(nèi)衣、游泳衣等領域具有良好的不透明性和防污性。 方法方法:將二氧化鈦等無機白色微粒子添加到紡絲熔體中去，但為了獲得良好的不透明性而增加微粒子的添加量的同時，對紡絲性能、設備磨損和纖維質(zhì)量有影響.要采取一定的手段克服