新型紡織纖維

1、新型紡織纖維 及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)（上） 報(bào)告人：楊報(bào)告人：楊 建建 忠忠 教授、博士教授、博士報(bào)告主要內(nèi)容：報(bào)告主要內(nèi)容： 新型紡織纖維的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀新型紡織纖維的開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀 新型紡織纖維的性能新型紡織纖維的性能 新型紡織纖維的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)新型紡織纖維的產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 新型紡織纖維新型紡織纖維面料面料的發(fā)展的發(fā)展趨勢(shì)趨勢(shì)差別化纖維異形纖維易染纖維高吸水吸濕纖維復(fù)合纖維超細(xì)纖維高收縮纖維抗靜電纖維三角（三葉、T型）形纖維多角（五星、五葉、六角、支型）形纖維扁平、帶狀（狗骨、豆形）纖維中空（圓形、三角、梅花）形纖維并列型、皮芯型、海島型復(fù)合纖維多層型、放射型復(fù)合纖維易染聚酯纖維酸性染料可染聚丙烯睛纖維易染聚丙烯纖維新型

2、纖維的分類(lèi)功能纖維分離纖維耐熱纖維其他纖維傳導(dǎo)纖維屏蔽纖維膜分離用中空纖維過(guò)濾介質(zhì)用纖維吸附分離纖維導(dǎo)光纖維導(dǎo)電纖維耐熱纖維防燃纖維新型纖維的分類(lèi)電磁波屏蔽、中子吸收、噪聲隔絕纖維發(fā)光纖維醫(yī)用保健纖維生物降解纖維水溶性纖維變色纖維耐輻射纖維超導(dǎo)纖維新型纖維的分類(lèi)高性能纖維有機(jī)高性能纖維無(wú)機(jī)高性能纖維芳香族聚酰胺雜環(huán)聚合物聚四氟乙烯纖維超高分子量聚乙烯超高分子量PVA、PAN纖維碳纖維硼纖維硅-碳纖維陶瓷纖維硅-鈦-碳-氧纖維差別化纖維 差別化纖維是指在原來(lái)纖維組成的基礎(chǔ)上進(jìn)行物理的或化學(xué)的改性處理，使其在性能上獲得一定程度改善的纖維。 通常采用三條途徑進(jìn)行改性： 1）物理改性，一般采用改變纖維

3、高分子材料的物理結(jié)構(gòu)使纖維性質(zhì)發(fā)生變化。 2）化學(xué)改性，采用共聚、接枝或交聯(lián)等方法，使纖維獲得某些特性。 3）工藝改型，是指通過(guò)提高工藝技術(shù)水平、改變纖維生產(chǎn)工藝和過(guò)程來(lái)達(dá)到改性的目的。 差別化纖維又可以分為異形纖維、復(fù)合纖維、超細(xì)纖維、易染纖維、高吸水吸濕纖維、高收縮纖維、抗靜電纖維七大類(lèi)。異形纖維 異形纖維是指這種化學(xué)纖維的橫截面成特殊的形狀，而不像一般化學(xué)纖維那樣為圓形或近似圓形。 異形纖維具有如下一些優(yōu)良特性： 風(fēng)格特性?xún)?yōu)異、光澤好、蓬松性和透氣性好、抗起球性和耐磨性好、耐折皺性和抗抽絲性好、吸水性強(qiáng)、染色性好。 例如CoolDry纖維通過(guò)特殊工藝紡制成的具有特殊表面溝槽的異形纖維，其

4、十字形橫截面，橫截面面積填充率在6080%之間，纖維比表面積比圓形截面增加4050%，因而毛細(xì)效應(yīng)和透氣性很高。再加上蓬松的紗線結(jié)構(gòu)，使透氣性大大增加，能迅速釋放皮膚產(chǎn)生的濕氣，同時(shí)外層清涼空氣透入里層。 十字截面的異形纖維提供高效排汗導(dǎo)濕功能，快速向外轉(zhuǎn)移汗水，劇烈運(yùn)動(dòng)中仍可保持身體干爽。 并列型復(fù)合纖維最重要的特征是能夠產(chǎn)生類(lèi)似羊毛、三維的、永久性自卷曲。這種三維立體狀的卷曲具有極優(yōu)的卷曲彈性和抱合性能，其制成的產(chǎn)品具有外觀蓬松、手感柔軟而豐滿、彈性與回彈性好、保暖性強(qiáng)等特點(diǎn)。在非織造布中可用于加工絮棉、襯墊、地毯基材等。復(fù)合纖維 復(fù)合纖維又稱(chēng)多組分纖維、共軛纖維、組合纖維及異質(zhì)纖維。它是

5、由兩種或兩種以上的高聚物和具有不同分子量、不同性能的同一高聚物經(jīng)復(fù)合紡絲法制成的化學(xué)纖維。 復(fù)合纖維按照組分?jǐn)?shù)分為雙組分纖維和多組分纖維兩大類(lèi)，目前開(kāi)發(fā)的主要是雙組分纖維。而雙組分纖維又可根據(jù)纖維內(nèi)兩種組分相互間的位置關(guān)系再分為并列型、皮心型、海島型和剝離型四種。雙組份纖維PE/PETLPET/PETLPET/PET皮層熔點(diǎn) 130130180芯層熔點(diǎn) 252252252皮芯型復(fù)合纖維利用兩種組分性質(zhì)差異，經(jīng)拉伸、熱處理后產(chǎn)生收縮差，使纖維產(chǎn)生永久性三維自卷曲。其還可以制成特殊用途的纖維，如導(dǎo)電、優(yōu)質(zhì)簾子線、熱黏合、三維自卷曲纖維等。 海島型復(fù)合纖維可利用溶劑把“海”組分溶解掉，得到超細(xì)纖維；

6、如果把“島”組分溶解掉，可以得到多孔中空纖維。采用這種纖維制成的產(chǎn)品具有手感柔軟，潔凈度高，透氣透濕性好，吸水性強(qiáng)，可用于加工保暖絮絨填充料和黏合法非織造布等。1970年日本東麗公司推出海島纖維制造的人造麂皮織物，標(biāo)志著海島型復(fù)合超細(xì)纖維工業(yè)化的開(kāi)始。隨后日本帝人、可樂(lè)麗等公司，歐洲德國(guó)、荷蘭、意大利等國(guó)家也相繼開(kāi)發(fā)海島超細(xì)纖維，仿麂皮、仿桃皮絨面料風(fēng)靡全球。2002年下半年，隨著大量麂皮絨訂單涌入我國(guó)以及海島纖維本身高附加值和高利潤(rùn)，國(guó)內(nèi)也掀起一股海島纖維熱。海島纖維主要用于生產(chǎn)仿麂皮織物、超細(xì)皮革、衣用市場(chǎng)、鞋用市場(chǎng)、高檔裝飾用布（如皮革家具、汽車(chē)座套）、各類(lèi)箱包，還可以用作高級(jí)擦拭布和皮

7、革基布。 超細(xì)纖維 超細(xì)纖維的主要特征是單纖維細(xì)度細(xì)，直徑小，同時(shí)纖維的比表面積明顯增大。因此，超細(xì)纖維本身及其形成的產(chǎn)品能顯示出許多獨(dú)特的性能： 1）手感柔軟而細(xì)膩 2）柔韌性好 3）光澤柔和 4）織物的高密結(jié)構(gòu)和高清潔能力 5）保暖性強(qiáng) 6）高吸水性和吸油性 7）由于超細(xì)纖維的比表面積大大提高，是酶、離子交換劑等活性劑的良好載體，可提高其活性效率，并可用于滲透膜和生物 醫(yī)學(xué)（人造血管、人造皮膚等）領(lǐng)域。超細(xì)纖維布料超細(xì)纖維一般是指單絲細(xì)度小于0.44dtex（0.4旦）的化學(xué)纖維。如：杜邦公司生產(chǎn)的超細(xì)尼龍Tactel纖維，直徑小于1Om。 高收縮纖維是指在沸水中收縮率為35%-45%的合

8、成纖維。常見(jiàn)的高收縮纖維有高收縮型聚丙烯腈纖維（腈綸）和聚酯纖維（滌綸）兩種。在非織造布中，高收縮纖維一般用于生產(chǎn)人造皮毛、人造鹿皮、合成革及地毯等。高收縮纖維收縮前收縮后如高收縮纖維HSF是通過(guò)熱水、蒸汽或熱風(fēng)處理可以產(chǎn)生比普通纖維更高收縮率的特殊品種。單根纖維的收縮能通過(guò)一步收縮處理（熱水、熱風(fēng)等）完全體現(xiàn)。HSF能與其他纖維混合生產(chǎn)高密度、更柔軟的針刺或水刺無(wú)紡合成革基布等。 功能纖維主要是指對(duì)能量、質(zhì)量、信息具備儲(chǔ)存、傳遞和轉(zhuǎn)化能力，對(duì)生物、化學(xué)、聲、光、電及磁具有特殊功能的纖維。功能性纖維功能性纖維包括: 導(dǎo)電纖維離子交換纖維蓄熱調(diào)溫纖維防輻射纖維中空纖維分離膜（空心纖維）阻燃纖維醫(yī)

9、用保健纖維水溶性纖維水溶性纖維是聚乙烯醇（PVA）纖維，由于其大分子鏈上有許多羥基，因此具有水溶性，在一定溫度的水中纖維能全部溶解。水溶維綸廣泛用于造紙、醫(yī)用無(wú)紡布、女用衛(wèi)生棉、紡高支紗、制無(wú)捻紗、作繡花底布等方面。 水溶性纖維 利用水溶維綸毛條伴紡生產(chǎn)高支輕薄型毛織物，不需強(qiáng)調(diào)使用高品質(zhì)羊毛，只是在紡紗過(guò)程中加入一定比例的維綸水溶毛條伴紡，既達(dá)到紗線截面纖維根數(shù)，又提高了紗線的可紡性能。經(jīng)過(guò)上機(jī)織造后，在后整理過(guò)程中去除維綸，從而得到輕量、蓬松的毛織物，提高毛織物的檔次。其伴紡機(jī)理是用1020的水溶維綸毛條與羊毛條進(jìn)行混并紡紗，制成織物，然后在染整階段把水溶維綸去除，可使羊毛支數(shù)提高20左右

10、，從而得到高支毛織物。 陜西省自然科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目低溫水溶性纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)性能及其應(yīng)用的研究陜西省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目低溫水溶性纖維性能及其應(yīng)用的研究低溫水溶性纖維性能及其應(yīng)用的研究 Amicor是英國(guó)阿考迪斯公司生產(chǎn)的抗菌纖維，母體纖維為聚丙烯腈。有兩類(lèi)Amicor抗菌纖維： AB纖維（抗細(xì)菌纖維）和AF纖維（抗真菌纖維）。AB抗細(xì)菌纖維能有效抑制許多細(xì)菌的繁殖，如：金黃葡萄球菌、鼠傷寒沙門(mén)氏菌、大腸桿菌和克雷伯氏肺炎菌等。AF抗真菌纖維能有效抑制真菌的繁殖。 該纖維衣服在穿著過(guò)程中這些表面的抗菌劑會(huì)移動(dòng)到它周?chē)?，使布料產(chǎn)生抑菌圈。抗菌劑溶出到纖維表面后，就形成了從內(nèi)部抗菌劑顆粒(濃度較高)

11、到纖維表面(濃度較低)的濃度梯度，使抗菌劑不斷擴(kuò)散和補(bǔ)充到纖維表面。純Amicor面料的抗菌測(cè)試數(shù)據(jù)Amicor抗菌纖維抗菌纖維 紡織品要達(dá)到吸濕排汗功能的方法可采用：纖維截面異形化:Y字形、十字形、W形和骨頭形等，增加表面積，纖維 表面有更多的凹槽，可提高傳遞水氣效果；中空或多孔纖維:利用毛細(xì)管作用和增加表面積原理將汁液迅速擴(kuò)散出去。纖維表面化學(xué)改性:增加纖維表面親水性基團(tuán)(接技或交聯(lián)方法)，達(dá)到迅 速吸濕的目的。親水劑整理:直接用親水性助劑在印染后處理過(guò)程中賦于織物或纖維紗線 親水性。采用多層織物結(jié)構(gòu):利用親水性纖維作內(nèi)層織物，將人體產(chǎn)生之汗液快速 吸收，再經(jīng)外層織物空隙傳導(dǎo)散發(fā)至外部，達(dá)

12、到舒適涼爽性能。 吸濕排汗纖維 吸濕排汗纖維有：新光合纖Cooltech、 中興紡織股份有限公司的產(chǎn)品Coolplus、 南亞塑膠工業(yè)股份有限公司的Delight纖維、 遠(yuǎn)東紡織股份有限公司的吸濕排汗纖維滌綸Topcool纖維、 日本旭化成株式會(huì)社生產(chǎn)的Technofine纖維(W型結(jié)構(gòu)的PET)， 杜邦公司的Coolmax纖維等。 Coolmax纖維是杜邦公司研制的、專(zhuān)利技術(shù)的四溝道（Tefra-Channe）纖維材料，使纖維及纖維之間形成最大的空間，保證最好的透氣性，把皮膚表面散發(fā)的濕氣快速傳導(dǎo)至外層纖維。純棉與其相比雖可吸汗，但其排汗能力不高，而普通化纖在吸汗的能力上有很差，Coolma

13、x纖維在吸汗和排汗方面都很出色。 Coolmax纖維材料可用于襯衫、褲子、襪子、內(nèi)衣、帽子、背包。Coolmax纖維皮膚濕氣空氣Coolmax纖維Coolmax面料吸濕排汗工作原理Coolmax纖維的特點(diǎn)：1、可以把身體產(chǎn)生的熱濕氣導(dǎo)出，調(diào)節(jié)身體溫度，既產(chǎn)生熱調(diào)節(jié)效應(yīng)，使你保持涼爽。2、快干，干燥速度是純棉的5倍。3.、耐久，易護(hù)理，允許多次洗滌、不縮水、不變形，不霉變。4、感覺(jué)柔軟、舒適、透氣，不會(huì)帶來(lái)皮膚的不適。 Coolmax面料用在大運(yùn)動(dòng)量的場(chǎng)合，可以使皮膚表面蒸發(fā)加速。如果用于運(yùn)動(dòng)服，可以使皮膚保持持續(xù)干爽，減少體能消耗，以增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)及耐力。高吸水吸濕纖維 高吸水吸濕纖維指疏水

14、性合成纖維經(jīng)物理變形和化學(xué)改性后，在一定條件下，在水中浸漬和離心脫水后仍能保持15%以上水分的纖維。在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度條件下，能吸收氣相水分，回潮率在6%以上的纖維，稱(chēng)之為高吸濕纖維。 如日本尤尼契卡公司研制的高吸水吸濕纖維“Hygra” ,其吸水能力為自重的3.5倍，它系將有特殊網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的吸水聚合物包履錦綸的芯鞘型復(fù)合纖維，兼有吸水性和放水性。這種纖維的吸放濕能力和吸放濕速度均優(yōu)于天然纖維，而且放濕速度比吸濕速度更快。適宜制作絮片、襯墊、醫(yī)用衛(wèi)生材料及尿布、衛(wèi)生巾等。T-400纖維T-400纖維特點(diǎn)是： 由兩種不同的聚酯成份制成的雙組分纖維 自動(dòng)卷曲，兩種組分收縮率不同 從筒子上退繞后形成卷曲 可

15、以在染色和后整理中保持卷曲這種纖維比過(guò)去的滌綸纖維有更好的彈性回復(fù)性，避免了松弛現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)該產(chǎn)品還具有良好的保型性和抗皺性。它主要被用于制作輕質(zhì)織物和熱定型纖維制品等。實(shí)驗(yàn)顯示，由此制作的服裝更加適合戶外運(yùn)動(dòng)，并且比其他同類(lèi)產(chǎn)品更適于機(jī)洗。新型彈性纖維T-400是杜邦公司針對(duì)Lycra纖維在紡織品應(yīng)用中受到一定的限制，而研制成的一種新型彈性纖維產(chǎn)品。T-400不屬于氨綸家族，是由收縮率不同的聚酯成份組合在一起，形成一種雙組份的聚酯纖維。T-400能提供微彈性，含有T-400的服裝不僅穿著合體貼身，而且運(yùn)動(dòng)時(shí)感到舒適、靈便，且在多次穿著后仍能保持原有形狀。用T-400纖維制成的服裝耐洗滌，

16、有良好的尺寸穩(wěn)定性，經(jīng)向收縮率不超過(guò)3.3%;，緯向收縮率不超過(guò)2.5%。T-400纖維優(yōu)點(diǎn)： 彈性回復(fù)性。優(yōu)于PBT，3GT及其它變形紗。 易護(hù)理：可水洗，抗褶皺，保持褶裥。 平滑的外觀。 柔軟的手感。 固有的化學(xué)穩(wěn)定性。 與滌綸兼容的彈力纖維。 耐水洗。 染色效果好。 拉伸強(qiáng)力高。T400纖維用在輕型機(jī)織物和針織物中都很理想。 高性能纖維是指具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、難然性及突出的化學(xué)穩(wěn)定性纖維，是近年來(lái)高分子纖維材料領(lǐng)域發(fā)展迅速的一類(lèi)特種纖維。高性能纖維高性能纖維有機(jī)高性能纖維無(wú)機(jī)高性能纖維芳香族聚酰胺雜環(huán)聚合物聚四氟乙烯纖維超高分子量聚乙烯超高分子量PVA、PAN纖維碳纖維硼

17、纖維硅-碳纖維陶瓷纖維硅-鈦-碳-氧纖維碳纖維圖為全碳纖維超級(jí)跑車(chē) 碳纖維是比鋁輕、比鋼強(qiáng)、比人頭發(fā)細(xì)、含碳量在 90% 以上的纖維狀碳材料。目前它的制備方法可分為兩種：一種是有機(jī)纖維前驅(qū)體法，另一種是氣相生長(zhǎng)法。目前工業(yè)化生產(chǎn)的主要是前種方法，由有機(jī)纖維（原絲）在一定的張力、溫度下，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的預(yù)氧化、炭化處理等過(guò)程制成。 高性能纖維 高性能纖維是指具有高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、耐腐蝕、難然性及突出的化學(xué)穩(wěn)定性纖維，是近年來(lái)高分子纖維材料領(lǐng)域發(fā)展迅速的一類(lèi)特種纖維。碳纖維的應(yīng)用高技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用 超導(dǎo)纖維： 1911 年人類(lèi)發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)現(xiàn)象，目前全球性的“超導(dǎo)熱”力求使其實(shí)用化，這將給人類(lèi)的生產(chǎn)和

18、生活帶來(lái)許多好處。所謂超導(dǎo)是指在超低溫（如液氮， -196 ，液氦， -296 ）條件下某些材料的電阻為零，這就意味著通電時(shí)不會(huì)因電阻存在而發(fā)熱，可獲得強(qiáng)大的電流。超導(dǎo)材料品種繁多，其中之一是以碳纖維為芯材而產(chǎn)生的超導(dǎo)現(xiàn)象。 超導(dǎo)材料可望用于磁懸浮列車(chē)、超導(dǎo)電機(jī)、超輸電、核聚變反應(yīng)堆、超導(dǎo)計(jì)算機(jī)集成電路等方面。 碳纖維是適應(yīng)宇航、航空、原子能等尖端工業(yè)技術(shù)發(fā)展的需要而研制開(kāi)發(fā)的一種新材料，具有高拉伸強(qiáng)度、高拉伸模量、低密度、耐高溫、抗燒蝕、耐腐蝕、高導(dǎo)電和熱導(dǎo)、低熱膨脹、自潤(rùn)滑和生物體相容性好等綜合性能，是理想的耐燒蝕、結(jié)構(gòu)和功能性復(fù)合材料組元，已成為開(kāi)發(fā)各種高性能復(fù)合材料 (ACM) 不可缺

19、少的原料，是發(fā)達(dá)國(guó)家夢(mèng)寐以求的第四代工業(yè)原材料。 文體運(yùn)動(dòng)器材的應(yīng)用 碳纖維增強(qiáng)塑料是制造高級(jí)運(yùn)動(dòng)器材的新型材料，已得到廣泛應(yīng)用，其中羽毛球拍、網(wǎng)球拍、釣魚(yú)竿和高爾夫球桿已成為四大系列產(chǎn)品。 碳纖維復(fù)合材料（ CFRP ）在這一領(lǐng)域的應(yīng)用，除了它具有輕質(zhì)、高比強(qiáng)度和高比模量等特性外，它還具備了適合運(yùn)動(dòng)器材的特種功能。例如，耐疲勞、吸能減振、耐候性，以及設(shè)計(jì)自由度大的等特性。 一般產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用 土木建筑領(lǐng)域 :碳纖維具有輕量、高強(qiáng)、剛性、耐腐蝕性、疲勞強(qiáng)度 和電磁波透過(guò)性等，廣泛應(yīng)用于混凝土的補(bǔ)強(qiáng)、代鋼筋、結(jié)構(gòu)物的補(bǔ)修和補(bǔ)強(qiáng)等民用工業(yè)領(lǐng)域 壓力容器 : 主要包括壓縮天然氣 (CNG) 、消防員用呼

20、吸器和碳纖維纏 繞的罐類(lèi)。 汽車(chē) :2000 年后，國(guó)外各大汽車(chē)公司為開(kāi)發(fā)面向新世紀(jì)的節(jié)能環(huán)保型汽車(chē)，普遍開(kāi)發(fā)了 CFRP 的各種汽車(chē)部件，德國(guó) BMW （寶馬）開(kāi)發(fā)了 CFRP 車(chē)體板和其它部件，所用碳纖維為 ZOLTEK 公司的大絲束 PAN 基碳纖維，目標(biāo)是 5 年內(nèi)生產(chǎn)出 CFRP 系列汽車(chē)。 海上油田 ,風(fēng)力發(fā)電 ,電子工業(yè) 等芳香族聚酰胺芳綸1414 芳綸纖維全稱(chēng)為聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺，英文為Aramid fiber，是一種新型高科技合成纖維，具有超高強(qiáng)度、高模量和耐高溫、耐酸耐堿、重量輕等優(yōu)良性能，其強(qiáng)度是鋼絲的56倍，模量為鋼絲或玻璃纖維的23倍，韌性是鋼絲的2倍，而重量?jī)H為鋼絲的1/5左右，在560度的溫度下，不分解，不融化，有“人造鋼絲”之稱(chēng)。 早在1968年美國(guó)杜邦公司就開(kāi)始了芳香聚酰胺樹(shù)脂的合成及成纖工藝研究，于1972年杜邦公司實(shí)現(xiàn)了聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺纖維的工業(yè)化生產(chǎn)，稱(chēng)為B纖維，規(guī)模為2000噸/年，1973年改為Kevlar纖維。 芳綸具有優(yōu)異的力學(xué)性能，抗張強(qiáng)