紡織新材料二(三、四)

1、第二章 新型天然纖維2.1 改性羊毛 表面變性羊毛 拉細(xì)羊毛 超卷曲羊毛 彩色羊毛 對羊毛進(jìn)行變性處理的目的主要是解決羊毛的輕薄化、防縮、機(jī)可洗及消除刺扎感等問題。（一）表面變性羊毛羊毛變性處理主要是使羊毛纖維的直徑能變細(xì)，手感變得柔軟、細(xì)膩，吸濕性、耐磨性、保溫性、染色性等均有提高，光澤變亮。這種羊毛又稱絲光羊毛和防縮羊毛。絲光羊毛和防縮羊毛同屬于一個家族，兩者都是通過化學(xué)處理將羊毛的鱗片剝除，而絲光羊毛比防縮羊毛剝?nèi)〉镊[片更徹底。兩種羊毛生產(chǎn)的毛紡產(chǎn)品均有防縮、可機(jī)洗效果，絲光羊毛的產(chǎn)品有絲般光澤，手感更滑糯，被譽(yù)為仿羊絨的羊毛。用氧化劑或堿劑使羊毛鱗片變質(zhì)或損傷，羊毛失去縮絨性，但羊毛內(nèi)

2、部結(jié)構(gòu)及機(jī)械性質(zhì)沒有太大改變。這種處理法以含氯氧化劑用的最多，其基本過程為： 浸酸氯處理（使鱗片膨化溶解） 脫氯處理 拉細(xì)處理的羊毛長度伸長、細(xì)度變細(xì)約20%。拉細(xì)羊毛具 有絲光、柔軟效果，其價值成倍提高，但是拉細(xì)羊毛的 斷裂伸長率下降。 拉細(xì)羊毛的基本原理是毛纖維在高溫蒸汽濕透條件下拉 伸、拉細(xì)，改變羊毛纖維的超分子結(jié)構(gòu)，使其有序區(qū)大分 子由螺旋鏈轉(zhuǎn)變?yōu)榍坻?，形成平行曲折鏈的整齊結(jié)晶結(jié) 構(gòu)；而無定形區(qū)大分子無規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠓肿由熘钡?曲折鏈的基本平行結(jié)構(gòu)。羊毛形態(tài)也變成伸直細(xì)長無卷曲 的纖維，改變了羊毛纖維原有的卷曲彈性和低模量特征， 提高了彈性模量、剛性，減少了直徑，增加了光澤，本身

3、 提高了絲綢感，由于直徑變細(xì)，可紡線密度變小，適合生 產(chǎn)更輕薄型接近絲綢的面料。 （二）拉細(xì)羊毛 由于羊毛拉細(xì)后一系列物理性能發(fā)生了重大變 化，所以產(chǎn)品設(shè)計、紡紗、織造、染整、成衣工 藝均需有重大改變。產(chǎn)品輕薄、滑爽、挺括、懸 垂性良好、有飄逸感、呢面細(xì)膩、光澤明亮、反 光帶有一定色度。穿著無刺扎、刺癢感，無粘貼 感，成為新型高檔服裝面料。羊毛拉細(xì)技術(shù)的比較澳大利亞 將一定質(zhì)量的毛條經(jīng)輸理、扭轉(zhuǎn)施以一定的捻度并拉伸至160%，然后進(jìn)行定形處理成為拉細(xì)毛條。根據(jù)報道，該技術(shù)可使直徑為22m纖維減小34m，長度增加15%左右，斷裂強(qiáng)度增加30%，因大分子鏈取向度提高，纖維斷裂伸長率有一定下降。日本

4、 從羊毛單纖維拉伸試驗(yàn)入手，采用各種方法探索了羊毛拉伸技術(shù)，最后確定了先對羊毛用蛋白酶脫鱗處理，然后在蒸汽中機(jī)械拉伸的工藝路線，現(xiàn)已向市場推出了名為“克拉利納”的多種高附加值新型機(jī)織、針織紗和毛織物。 通過對羊毛外觀卷曲形態(tài)的變化，改進(jìn)羊毛以及產(chǎn)品的有關(guān)性能，使羊毛可紡性提高，可紡支數(shù)增大，成紗品質(zhì)更好。其方法可分為機(jī)械方法和化學(xué)方法。 化學(xué)方法如采用液氨溶液，使之滲入具有雙側(cè)結(jié)構(gòu)（正偏皮質(zhì)層）的毛纖維內(nèi)部，引起纖維超收縮而產(chǎn)生卷曲。 機(jī)械卷曲主要有兩種方法： 采用填塞箱機(jī)械使纖維產(chǎn)生卷曲，再經(jīng)過定型使羊毛卷曲狀態(tài)穩(wěn)定下來。 國際羊毛局開發(fā)的羊毛超卷曲加工法：將毛條經(jīng)羅拉牽伸裝置拉伸，然后在自

5、由狀態(tài)下松弛，再在蒸汽中定型使加工中產(chǎn)生的卷曲穩(wěn)定下來。這種處理只適合具有雙側(cè)結(jié)構(gòu)的細(xì)羊毛。（三）超卷曲羊毛拉伸-松弛卷曲加工處理前后羊毛性質(zhì)對比指 標(biāo)未處理處理后變化率%卷曲數(shù)（個/cm）2.162.6221.3卷曲率（%）3.738.54129.0剩余卷曲率（%）2.897.21149.5卷曲彈性率（%）77.6884.899.3斷裂強(qiáng)度（cN/tex)18.720.610.2斷裂伸長率（%）43.4440.40-7.0初始模量（cN/tex)29234618.5（四）彩色羊毛 據(jù)報道，世界最大產(chǎn)毛國澳大利亞由身長藍(lán)色毛的綿羊經(jīng)配種繁殖了蘇塞克斯種的彩色綿羊，這群羊繁殖數(shù)代羊毛沒有褪色且毛

6、質(zhì)優(yōu)良?？茖W(xué)家分析，這是羊體內(nèi)主導(dǎo)基因所決定，找出主導(dǎo)基因則有望培育繁殖彩色綿羊，將會在彩色纖維家族增添天然彩色羊毛。天然彩色棉天然彩色棉的發(fā)展天然彩色棉的形態(tài)特征天然彩色棉的物理性能天然彩色棉天然彩色棉天然彩色棉天然彩色棉天然彩色棉天然彩色棉的化學(xué)組成與分子構(gòu)型天然彩色棉結(jié)晶結(jié)構(gòu)天然彩色棉天然彩色棉成紗質(zhì)量天然彩色棉天然彩色棉天然彩色棉天然彩色棉加工和使用中的問題一門全新技術(shù)混紡要注意色差加工對日曬色年度的影響彩色棉制品的洗滌方法天然彩色棉鑒別方法第三章 新型纖維素纖維 Tencel的紡絲特點(diǎn) Tencel纖維的物理性能 Tencel纖維紗線 Modal纖維特性與產(chǎn)品開發(fā) Tencel染色及

7、后整理 Lyocell纖維屬于精制纖維素纖維，其生產(chǎn)專利歸荷蘭Akozo Nobel公司所有，得到Akozo Nobel公司短纖生產(chǎn)許可證的公司有：奧地利的蘭精（Lenzing)公司和英國的考陶爾茲（Courtaulds)公司，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。 1993年Courtaulds公司生產(chǎn)出商品名為Tencel的短纖，開始向世界銷售。 1997年蘭精公司生產(chǎn)出商品名為Lenzing Lyocell的短纖維。 新型纖維素纖維的加工技術(shù)較粘膠纖維有改進(jìn)，被譽(yù)為21世紀(jì)的“綠色纖維”。前言Lyocell纖維的生產(chǎn)者、品種及商標(biāo)生產(chǎn)者地點(diǎn)（國別）商 標(biāo)類型/用途AcordisMobile（美國）/Grim

8、sbyMobile/Grimsby（英國）TencelAcordis Lyocell紡織用短纖維工業(yè)用短纖維Lazing AgHeiligenkreuz（奧地利）Lenzing Lyocell短纖維Akozo NobelObernburg（德國）Newcell長絲TITKRudolstadt（德國）Alceru短纖維/長絲俄國研究所Mytishi（俄國）Ocel試驗(yàn)產(chǎn)品東華大學(xué)上海（中國）研究中（一）Tencel纖維的生產(chǎn)工藝生產(chǎn)原料：針葉樹為主的木質(zhì)漿粕溶劑：NMMO（N-甲基嗎啉-N-氧化物，又稱氧化胺），它是一種無毒、無腐蝕性的有機(jī)溶劑。NMMO溶解纖維的機(jī)理是：纖維素的羥基首先與胺氧化

9、物之間形成較強(qiáng)的氫鍵，生成絡(luò)合物，該絡(luò)合物在過量NMMO中溶解。 生產(chǎn)工藝：將漿粕與NMMO充分混合后，于 90充分溶脹，在120 減壓下除去絕大部分水分，使其充分溶解，加入一定的添加劑和穩(wěn)定劑，形成一定濃度的紡絲液，經(jīng)過濾、脫泡后，從噴絲孔擠出，采用噴濕紡絲法紡入到含溶劑的水溶液凝固浴中，即沉淀析出纖維素并形成纖維，再經(jīng)洗滌、拉伸、干燥、卷曲、切斷，即形成可供紡織的纖維素纖維。其工藝流程如圖所示。紡絲特點(diǎn)：與粘膠法相比，Tencel的生產(chǎn)工藝流程大為縮短，僅包括漿粕混合、熱溶解、過濾、擠出紡絲、拉伸、水洗、敢作等工藝，省去了粘膠纖維制造過程中大量的處理工藝，如堿化、壓榨、粉碎、老成、黃化、熟

10、成以及復(fù)雜的后處理過程等，溶劑可完全回收，廢水無害，數(shù)量較少，對環(huán)境影響小。成本的高低取決于高價NMMO溶劑的有效回收和循環(huán)利用。 Tencel纖維由于聚合度高、結(jié)晶度高、纖維截面為圓形，因此，與其他纖維素纖維及天然纖維相比，具有高強(qiáng)度、高濕模量、干強(qiáng)濕強(qiáng)接近等特點(diǎn)。（二）Tencel纖維的物理性能1、Tencel纖維聚合度2、Tencel纖維的結(jié)晶度 Tencel纖維與其他纖維素纖維結(jié)晶度比較纖維名稱結(jié)晶度（%）Tencel纖維50普通粘膠纖維30波里諾西克纖維48高濕模量粘膠纖維443、Tencel纖維的結(jié)構(gòu) Tencel纖維的生產(chǎn)方法屬于濕法，即干噴濕紡法。普通粘膠纖維是在凝固浴中噴絲，

11、 Tencel纖維是在空氣中噴絲，然后立即浸入水中凝固成絲。由于是在空氣中牽伸，因此Tencel纖維的分子取向性好，分子排列的緊密程度高于粘膠纖維許多，強(qiáng)度變高。 Tencel纖維最大的特點(diǎn)是易產(chǎn)生原纖化。 原纖化產(chǎn)生的原因：Tencel纖維具有高結(jié)晶度，纖維截面均一，但原纖間結(jié)合較弱且沒有彈性，如受機(jī)械摩擦，纖維外層會發(fā)生斷裂，形成長度約14微米的毛茸，特別在濕態(tài)情況下，更易產(chǎn)生，嚴(yán)重時還會纏結(jié)成棉粒。 原纖化具有雙重效應(yīng)。不均勻的局部原纖化會形成產(chǎn)品外觀不均勻，導(dǎo)致品質(zhì)差異、色相差異以及棉粒疵點(diǎn)等。原纖化的均勻產(chǎn)生可使織物呈絨面表觀，成為桃皮絨風(fēng)格的織物，也能使牛仔服更具自然感和陳舊感。利

12、用原纖化的特性，還可制成非織造過濾材料和特種紙張。由此可見，對原纖化問題，必須人為地加以控制和利用。 Acordis公司已開發(fā)出一種新的無原纖化的Lyocell纖維，品牌號為“A100”。其懸垂性極好，染色性能也好。Lyocell的長絲纖維Newcell的原纖化程度明顯比Tencel纖維減少。 （三）Tencel纖維紗線1、Tencel纖維質(zhì)量檢驗(yàn) 檢驗(yàn)項(xiàng)目：每包質(zhì)量（270kg）、聚合度、纖維油劑附著量、強(qiáng)度、 伸度、白度、卷曲數(shù)、卷曲率、染色性、短纖形狀等。2、Tencel纖維可紡線密度棉紡紗：纖維線密度0.17tex，可紡紗的線密度有58.3tex、29.2tex、 19.4tex、14

13、.6tex、11.7tex；纖維線密度0.11tex，可紡紗 有9.7tex、7.3tex、5.8tex。精紡毛紗：纖維線密度0.24tex，可紡紗有29.419.2tex。氣流紗：纖維線密度0.17tex，可紡紗83.3tex、58.3tex、36.4tex、 29.2tex。混紡紗：與棉混紡可紡19.4和4.6tex紗；與毛混紡可紡29.4和19.2tex 的精紡紗以及62.5和41.7tex的粗紡紗。3、Tencel纖維紗與其他纖維紗性能對比 Tencel短纖紗的物理性能與棉紗相類似，與其他纖維素纖維紗相比，顯著特點(diǎn)是強(qiáng)度高，伸度稍低，如表中IPI值所示那樣，紗非常均勻且漂亮。4、使用T

14、encel纖維紗應(yīng)注意事項(xiàng)（四）Modal纖維特性與產(chǎn)品開發(fā)Modal纖維是奧地利蘭精公司生產(chǎn)的新一代纖維素纖維，由山毛櫸木漿粕制成。Modal纖維具有光亮型和暗光型兩種。此外，蘭精公司還開發(fā)了具有新型纖維功能的Modal纖維，如應(yīng)用納米技術(shù)開發(fā)的Modal抗菌纖維、 Modal抗紫外線纖維、與Lyocell 纖維混紡的 Promodal纖維、彩色Modal纖維及超細(xì)Modal纖維。Modal纖維2000年進(jìn)入我國市場，2001年上半年原料進(jìn)口數(shù)量已超過2000年全年的進(jìn)口數(shù)量總和，開發(fā)的產(chǎn)品也增加到數(shù)百種。Modal纖維具有棉的柔軟、絲的光澤、麻的滑爽，吸水透氣性都優(yōu)于棉，且染色性好，色澤鮮

15、艷明亮。1、 Modal纖維特性2、 Modal與棉混紡織物的開發(fā)（五）Tencel染色及后整理大豆蛋白纖維 大豆蛋白纖維的發(fā)展 大豆蛋白纖維性能 大豆蛋白纖維紡紗 大豆蛋白纖維印染加工特點(diǎn) 大豆蛋白纖維織物濕熱舒適性能（一）大豆蛋白纖維的發(fā)展 再生蛋白質(zhì)纖維是從天然動物牛乳或植物（如花生、玉米、大豆等）中提煉出的蛋白質(zhì)溶解液經(jīng)紡絲而成。分為再生動物蛋白纖維和再生植物蛋白纖維。大豆蛋白纖維是一種再生植物蛋白質(zhì)纖維。國外早期的再生蛋白質(zhì)纖維研制情況如下： 再生蛋白纖維的研究歷史較早，大約在19世紀(jì)末和20世紀(jì)初國外就開始了研究。1894年，在明膠液中加入甲醛進(jìn)行紡絲，制得明膠纖維。1935年和1

16、936年，意大利SNIA公司和英國Courtaulds公司分別開發(fā)了酪素纖維。1938年，英國ICI公司制備了花生蛋白纖維，商品名為Ardil。1938年，日本油脂公司開發(fā)了以大豆為原料的纖維。1939年，Corn Product Refining 公司制得玉米蛋白纖維。1945年左右，美國杜邦、日本研究了大豆蛋白纖維，商品名分別為 Soylon 和 Sikool。1948年，美國Varginia Carol Chemical 公司開發(fā)了玉米蛋白纖維Vicara。1969年，日本東洋紡公司研制和試生產(chǎn)了牛奶蛋白纖維，命名為Chinon（希農(nóng)）。牛奶蛋白纖維 由日本東洋紡公司開發(fā)，以新西蘭牛奶為

17、原料與丙希腈接枝聚合物的再生蛋白纖維“Chinon”，它是世界上唯一實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)的酪素蛋白纖維。 牛奶蛋白纖維具有天然絲般的光澤和柔軟手感，有較好的吸濕和導(dǎo)濕性能、極好的保溫性，穿著舒適，但纖維呈淡黃色，耐熱性差，在干熱120以上易泛黃。玉米蛋白纖維 由美國DuPont公司研制，將玉米蛋白溶解于溶劑中可進(jìn)行干法紡絲；將球狀玉米蛋白質(zhì)溶解于堿液中并加入甲醛等交聯(lián)劑可進(jìn)行濕法紡絲。 玉米蛋白纖維具有耐酸、耐堿、耐溶劑性和防老化性能，切不蛀不霉，它具有棉的舒適性、羊毛的保暖性和蠶絲的手感特性。（二）大豆蛋白纖維性能大豆蛋白纖維紡紗特點(diǎn) 大豆蛋白纖維在紡紗時靜電現(xiàn)象比較嚴(yán)重，因此，必須給濕，加表面活性劑，以提高大豆蛋白纖維的抗靜電。 與其他纖維相比，大豆蛋白纖維表面光滑，纖維之間抱合力差，因而需要加抗滑劑，增加纖維之間的抱合力，使之達(dá)到紡紗要求。大豆蛋白纖維印染加工特點(diǎn) 大豆蛋白纖維織物的前處理工藝采用淀粉酶退漿和雙氧水漂白法。 染色用染料選用弱酸性染料、直接染料和活性染料對純大豆蛋白纖維織物和大豆