新型纖維

1．綠色纖維
　　隨著社會的進展，人們對于人類的生存環(huán)境與質量的認識日益提高，開始小心愛護自然界動植物的多樣性與自然生態(tài)，重視地球上有限資源的合理利用與可再生循環(huán)。人們認為，21世紀理想的纖維必須具備三個條件；一是原料必須可以再生的；二是創(chuàng)造工藝應是有利環(huán)保的；三是終產品是可降解的，這種纖維稱為綠色纖維。目前的綠色纖維有Lyocell 纖維、聚乳酸纖維（PLA）、甲殼素纖維、海藻纖維等。
　?、?Lyocell纖維
　　Lyocell纖維是一種新型的纖維素纖維，除了具有纖維素纖維的全部天然性能，如良好的吸濕性、舒適的穿著性、自然的光澤、極好的上色性能與可生物降解性等；還具有很好的干濕強度，基本和聚酯纖維纖維相同，而濕強度遠遠大于粘膠與棉花。Lyocell 纖維的原材料來自于自然并可再生的速生林，不會對資源造成掠奪性開辟。Lyocell 纖維采納NMMO溶劑法生產，這是一種不經在化學反應的新工藝，NMMO溶劑可被歸收精制而重復使用，整個生產系統(tǒng)形成閉環(huán)歸收再循環(huán)系統(tǒng)，沒有廢物排放，對環(huán)境無污染，因此其生產過程是清潔的。
　　由于Lyocell 良好的性能，其產品能滿足人們歸回自然、崇尚自然的需求與對天然纖維素纖維的偏愛，所以該纖維一面世，即在范圍內受到普遍歡迎。目前英國、美國、奧地利、德國都已實現(xiàn)工業(yè)化生產，據(jù)能手預測，到2050年總產值將達到1600-2000萬噸。
　　我國東華大學自1994年起開始對Lyocell 纖維進行研究，現(xiàn)已搞成了一套100噸/年Lyocell 纖維的國產設備生產線。四川大學對NMMO的合成及NMMO的歸收進行了十余年的系統(tǒng)研究，目前NMMO已建成50噸/年的小規(guī)模生產裝置。
　?、?聚乳酸（PLA）纖維
　　聚乳酸（PLA）纖維是采納可再生的玉米、小麥等淀粉原材料，經發(fā)酵轉化成乳酸，再經聚合、熔融紡絲而制成的。PLA纖維在土壤或水中，會在微生物的作用下分解成CO2 與水，隨后在陽光的光合作用下，又會成為淀粉的起始原材料。由于這是個循環(huán)過程，很多能手把PLA纖維稱為"21世紀的環(huán)境循環(huán)材料"。
　　PLA纖維具有和聚酯纖維相似的性能與真絲般的光澤，其歸潮與芯吸性都優(yōu)于聚酯纖維，因此其布料的舒適性很好；它雖然不是防火的，但確具有低可燃性與低發(fā)煙量；它的彈性恢復與卷曲保持性很好，因此其面料具有很好的保形性與抗折縐性，并且手感與懸垂性很好；它的上色性能很好，可在常壓下用分散染料沸染，并且具有良好的抗褪色與抗紫外線。
　　PLA纖維可制成長絲、短纖、復絲與非織造布等多種產品。由于它的良好的性能，被廣泛用于醫(yī)療衛(wèi)生（醫(yī)用縫線、外科手術植入材料、創(chuàng)面敷料、尿布、衛(wèi)生巾等），工作裝（內衣、休閑衣），家具裝飾布，人造草坪，地質工用紡織品等。據(jù)預測，今后它的用途將更為廣泛。
　　PLA是在1932年由杜邦公司發(fā)明的，近年來西方工業(yè)發(fā)達國家的PLA纖維的進展十分迅速，到2001年PLA的產品將達到12.5萬噸/年。我國的南開大學、華南理工大學、浙江省醫(yī)學科學院、青島大學都已對PLA進行了研究，但目前還沒有工業(yè)化生產。
　　⑶甲殼素纖維
　　甲殼素纖維是將蝦、蟹、昆蟲等甲殼動物的甲殼粉碎干燥后，經化學與生物處理后可得到一種殼聚糖，將其溶于適當?shù)娜軇┲?，采納濕法紡絲工藝制成的。這種纖維呈現(xiàn)堿性并具有高度的化學活性，耐熱耐堿耐腐蝕，但可生物降解，且它和人體有極好的生物相容性，可被生物體內的溶化酶分解而被汲取，還具有消炎、止血、鎮(zhèn)痛、抗菌，促進傷口愈合等作用,所以用甲殼素纖維制成的紡織品可以防治皮膚病，并能抑菌、防臭、吸汗保濕，穿著也很舒適，用其制成的醫(yī)用敷料可止血，促進肉芽新生，具有鎮(zhèn)痛、止血與治愈效果,其它還可用它制做人造皮膚。

2．滌綸新品種
　　滌綸是化學纖維中重要的纖維之一，具有很多優(yōu)良的性能，但一般滌綸也存在一些缺點，為此人們針對滌綸的缺點，通過分子結構改性，合成新的滌綸。
　?、?ECDP纖維
一般聚酯纖維纖維布料需要高溫高壓上色，這不僅生產效率低，而且生產成本較高。針對滌綸這一缺點，人們在常規(guī)聚酯纖維二元單體的基礎上增添少量3、5-間苯二甲酸二甲酯磺酸鈉（SIPM）作為第三單體，再增添少量肯定分子量的聚乙二醇作為第四單體，通過縮聚方式聚合，并經熔融紡絲所制得的聚酯纖維新品種，就是ECDP纖維。
　　ECDP纖維可用陽離子染料在常壓沸染條件下上色，上色不僅方便，而且上染率高，色譜廣，色彩明艷。ECDP纖維和一般聚酯纖維相比，手感更為柔軟，纖維力學性能更趨向于中強中伸型或低強高伸型，服用性能更為優(yōu)良；但其大的缺點是耐熱性較差，反復熨燙后強力損失較明顯。目前ECDP纖維已廣泛用于和棉混紡化纖織物或純紡的工作裝與裝飾布料中。
　?、?PEN纖維
　　PEN纖維是聚酯家族的又一個新成員，其進展正在國外悄然興起。由于其強度、摸量、耐熱性與耐水解等基本性能優(yōu)于聚酯，因此被稱為聚酯產業(yè)的"希翼之星"。
　　PEN纖維是萘二甲酸二甲酸二甲酯（NDC）和乙二醇通過縮聚，再經熔融紡絲而制成的。其突出的強度與剛性、以及熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性、抗紫外線性、耐化學藥品性、耐水解等優(yōu)良的性能，使其能夠用于輪胎簾子線、高溫場合的地毯、高溫氣體過濾器、絲網印刷與電氣絕緣材料等。
　　⑶ PTT纖維
　　PTT纖維是以1、3-丙二醇作為第二單體，經聚合、熔融紡絲而制成的新一代滌綸。PTT纖維兼具聚酰胺與聚酯的優(yōu)點，即有聚酯的耐化學性又有聚酰胺纖維的良好歸彈性，不但有很好抗污性，還有良好的易染性、耐磨性。被能手們預測為21世紀主要的新纖維品種之一。
　　PTT纖維是工作裝與家用裝飾領域十分理想的纖維材料，由于其良好的歸彈性，可以取代氨綸用于彈性布料，而且使用起來更方便，性能更好，用這種纖維制成的裝飾布或地毯等具有永久的抗污能力，還有優(yōu)良的手感和膨松性。
　　目前PTT的聚合物工業(yè)化迅速進展。美國、歐洲、日本、韓國、中國臺灣等都已開始工業(yè)化生產PTT纖維，預計2010年PTT纖維的總需求量將達110萬噸。我國PTT開辟目前幾乎還是一片空白，大連理工大學、中國紡織大學、中石化集團等正在進行研究，且已列為我國紡織近期殛待研發(fā)的重點項目。

　　3．高性能纖維
　　隨著科學技術的進展，纖維材料的應用范圍早已打破了工作裝與裝飾領域，高性能纖維不僅用于航天、航空及軍事等尖端領域，而且已擴展到了體育、衛(wèi)生、汽車工業(yè)、建造業(yè)、農業(yè)、海洋開辟、能源、環(huán)境愛護等各個行業(yè)。由高性能纖維作為強化材料組成的尖端貼合材料在21世紀將更加深入地進入更加廣闊的領域，促進技術經濟更快地進展。
　　高性能纖維主要包含：碳纖維、Nomex、高強聚乙烯纖維、PBO纖維、聚酰亞胺纖維等。
　?、?碳纖維
　　碳纖維從其生產原材料來分類，可分為粘膠基碳纖維、聚丙烯睛（PAN）基礎纖維與瀝青基碳纖維。
　　碳纖維品種規(guī)格可分為通用型GP與高性能型HP。高性能又分為高強型HT、高模型HM、超高強型UHT、超高模型UTM、超高強高模型UMS。
　　碳纖維在物理性能上具有強度大，模量高的特點；有由于碳纖維盡全是由碳元素組成的，因此它不燃燒，化學性能穩(wěn)定，不受酸、鹽等溶媒侵蝕；碳纖維的線膨脹系數(shù)小，在高溫下機械性能變幻?。惶祭w維有良好的導電性，可反射電磁波，電磁波密封性能好，X射線通過性能良好。
　　由于碳纖維具有這些優(yōu)良的性能，使它應用范圍極為廣闊。用碳纖維制成的貼合材料，可用于航天、航空、汽車業(yè)等，這種層壓材料強度高，耐沖擊，分量輕，可以大副減少航天器、飛機、汽車等的運行能源消耗，從而降低運行成本；其它在風力發(fā)動機的機翼、海洋油田支架平臺、升降架及管結構、石油開采器材軟質螺旋管、劍桿織機的劍桿、劍頭、釣魚桿、高爾夫球棒、網球拍框、滑雪板、賽車車架、賽艇，在建造業(yè)替代鋼筋等方面，碳纖維都有廣泛的應用。
　?、?Nomex
　　Nomex主要有間位Nomex與對位Nomex（聚對苯二甲酰對苯二胺），其中對位Nomex在性能上更優(yōu)越一些，因此應用更廣些。對位Nomex代表品種是Kevlar與Technora。
　　Nomex除了在物理性能上具有高強高模的特點外，還具有耐高溫、耐沖擊、低比重、加工性能好等優(yōu)點，Nomex以其耐沖擊力的優(yōu)點和拉伸強度高的碳纖維組合成為高性能的尖端層壓材料，用于航天、航空業(yè)，由于其耐沖擊力的性能，使Nomex大量用于防彈背心、防彈頭盔等防護用品；其它它還廣泛用于制做繩索、網、簾子線、輸贈帶等工業(yè)用品。
　?、?高強聚乙烯纖維
　　高強聚乙烯纖維是以二、三百萬超高分子量的聚乙烯溶液凝膠狀紡絲而得的纖維。高強聚乙烯纖維的比重是全部高性能纖維中小的，因此它具有高的比強度；其它它的比模量與耐沖擊性能比Nomex還要好；同時它還具有耐低溫、耐疲勞、耐磨，抗紫外線及電絕緣等優(yōu)良的性能。這些優(yōu)良的性能使它和碳纖維、Nomex并列為當今的三大高性能纖維。
　　高強聚乙烯纖維廣泛用于國防軍需、航空、航天、安全防護、海洋工程、體育器材、電力通訊、醫(yī)用材料等領域，如作為貼合材料的增強纖維，用于防彈衣、防彈頭盔；或和Nomex并用制做高強、耐磨、耐疲勞的繩索、釣魚線、魚網、防護網等；由于高強聚乙烯分量輕、耐疲勞，它還大量用于各種震動板；其它在雷達架層壓材料，土工建造中也用它作補強材料。
　?、?聚苯并雙惡唑（PBO）纖維
　　PBO纖維是由4、6-二氨基苯酚鹽酸鹽和對苯二甲酸以多磷酸為溶劑進行縮聚而制得的。PBO纖維在性能上具有四個特點，即高強、高模量、耐熱性、防火性。其強力、量模為Kevlar 纖維的2倍，并兼具有間位Nomex的耐熱防火的性能。PBO纖維的限氧指數(shù)為68，在有機纖維中防火性高。PBO纖維柔軟性良好，織成的布料柔軟性近似于聚酯纖維纖維面料，對于紡織編織加工極為有利。PBO纖維的耐藥品性，耐切割性較好，作為愛護材料有良好的效果。PBO的缺點是耐光性差，受紫外線照耀影響纖維的強度，因此使用時應避光。
　　PBO纖維的用途可分兩類，即耐熱性的應用與力學特性增強材料的應用。耐熱材料應用中適宜用作制鋁工業(yè)與玻璃工業(yè)創(chuàng)造過程出料時的緩沖墊料；還可用于消防滅火防護服、爐前工作服、焊接工作服等耐熱工作服；高溫過濾用耐熱過濾材料。而力學特性增強材料的應用范圍很廣，可用于輪胎、運輸帶、膠管等橡膠制品的補強材料，混凝土的補強材料，防切傷的愛護服、安全手套、安全欄、賽車服、飛行員服等各種休閑服與活動性休閑裝備，用PBO纖維制作的貼合材料可用于導彈、航天器、飛機、賽艇、震動板等。
　?、删埘啺防w維
　　聚酰亞胺纖維是由均苯四酸二酐與芳香族二胺聚合得到聚酰胺酸預聚體，再通過溶液紡絲而制得的纖維。聚酰亞胺纖維具有良好的機械力學性能，強度高；它的耐高輻射性極強，用高能的γ射線照耀8000次后，纖維強度與電性能基本不變；其它它的耐熱性極強，不僅耐高溫，而且耐低溫；該纖維的電絕緣性極為優(yōu)秀；聚酰亞胺無毒，具有防火性。
　　聚酰亞胺纖維面料可用于宇航、核動力立、可燃氣體過濾器、強熱源輻射熱的絕熱屏地毯、高溫阻燃愛護服、賽車防燃服、裝甲部隊的防護服與飛行服等。聚酰亞胺纖維層壓材料可廣泛地用于高科技行業(yè)，如航空電纜、高溫絕緣電器、航空火箭發(fā)動機噴管，原子能設施中的結構材料，航空發(fā)動機的結構材料等。
　　高性能纖維普遍存在價格高的缺點，影響在民用上的應用，信任隨著高性能纖維技術的進展，其價格會逐漸降低，使其應用前景更為廣泛。

4．高功能纖維
　　隨著社會與科學技術的進展，人們的物質生活水平越來越高，人們開始追求舒適、幸福的生活空間，對于工作裝材料除了要求接近自然，給予真絲柔軟感與纖細感、光澤優(yōu)雅以外，還要求具有特殊的功能，如吸濕透氣、抗靜電、防微波、防紫外、抑菌防臭、防火、保健醫(yī)療等功能。高功能纖維就是為滿足這一需求而進展起來的新一代化纖。
　　高功能纖維按其功能屬性可分為四類：
　　① 物理性功能：如導電性、抗靜電性、高絕緣性、電磁屏蔽性、
耐高溫性、絕熱性、阻燃防火性、耐光耐候性、防紫外性等。
　?、诨瘜W性功能：如光降解性，消臭功能等。
　?、畚镔|分別性功能：如中空分別性、反滲透性、微孔分別性、離
子交換性、高吸水性等。
　?、苌镞m應性功能：如抑菌性、芳香性、生體適應性、人工透析性、生物汲取性、生物相容性等。
　　高功能纖維普通都是應用高分子化合物改性、特殊異形截面化、超細纖維化、混纖化、表面處理等纖維創(chuàng)造高技術制得的。高功能纖維品種繁多，在這只能作一簡要介紹。
　?、?超細纖維
　　超細纖維起初是為仿制真皮制品、真絲而研究開辟仿制的細纖度纖維，纖度在1.11-2.22 dtex左右,隨著紡絲成型技術的提高，可紡制出更細的纖維（0.111-0.222dtex）。日本如今采納高新技術，已能紡制成0.001dtex的超微細纖維。
　　纖維越細就越柔軟，用超細纖維可以制做用于高檔時裝、休閑服、運動服的仿真絲布料、仿麂皮；由超細纖維織制的高密面料，由于外層表面形成超細凹凸的結構，能使水滴象在荷葉上來歸滾動一樣而達到阻水功能，但同時還具有透濕透氣功能。
　　⑵ 抗靜電纖維與導電纖維
　　針對化學纖維布料易起靜電問題，人們研制出抗靜電纖維與導電纖維?？轨o電纖維主要是采納抗靜電劑和成纖的高聚物共混、貼合紡絲的辦法制得的。其抗靜電效果顯著、耐久，具有有用性。但普通抗靜電劑都是親水性聚合物，對濕度依賴性很大，在相對濕度較低的環(huán)境下，抗靜電性能就急劇下降?？轨o電纖維主要用于解決普通工作裝的靜電問題。
　　導電纖維根據(jù)導電成分不同，可分為四大類：
　?、俳饘賹щ娎w維：主要導電成分有銀、銅、鎳、鋁、不銹鋼等，其創(chuàng)造辦法或是采納直接噴鍍法或化學鍍法，將金屬鍍在纖維表面而制成導電纖維；或是將金屬拉成金屬纖維，如不銹鋼纖維。
　?、谔亢趯щ娎w維：可以將炭黑和高聚物混合后紡絲；或在纖維表面涂上炭黑；或和高聚物制成皮芯結構；或由丙烯腈纖維、瀝青系纖維炭化處理制得。
　?、蹖щ姼叻肿有屠w維：將導電高分子材料（如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等）直接紡絲或通過化學反應使導電高分子吸附沉積于高聚物表面。
　?、芙饘倩衔镄蛯щ娎w維：將是有良好導電性的金屬化合物（如硫化銅、硫化亞銅、碘化亞銅等）和成纖的高聚物混合紡絲或通過吸附法及浸漬化學反應使金屬化合物覆蓋于纖維表面。
　　這些導電纖維可以通過和一般纖維混紡化纖織物而織制成抗靜電面料或導電布料，也可和一般紗交錯制成抗靜電面料或導電布料。這種布料廣泛用于無塵、抗靜電、防爆工作服及工業(yè)用材料；在半導體、周密儀器、生物醫(yī)學領域有著廣泛的市場。這里有些導電纖維除具有抗靜電導電功能外，還同時具有防微波或抑菌防臭功能。
　?、?抑菌防臭纖維
　　隨著人們物質文化生活水平的提高，人類期盼健康、追求舒適的心愿日益增長，進展具有衛(wèi)生保健功能的抑菌、防臭纖維已成為性的進展趨勢。
　　抑菌防臭纖維普通可通過把抑菌劑和成纖聚合物共混紡化纖織物絲，或將抑菌劑接枝到纖維上，或采納皮芯結構將抑菌劑摻到芯層，或在并列型貼合結構中把抑菌劑摻到其中一個并列組分內等辦法制成。常用的抑菌劑有無機類、季胺鹽類、胍類、酚類、有機金屬化合物類，脂肪酸系列及天然系列。其中甲殼胺是一種天然抑菌劑，對人體無害且能在自然界循環(huán)再生，備受矚目。近年在無機類中，納米材料的應用又異軍突起，這方面的情況在納米材料中再作介紹。
　?、?防火纖維
　　因化學纖維維制品燃燒引起火災已成為現(xiàn)代社會中重大災害之一，嚴峻威脅著人類生命財產的安全。各國均已制定了法規(guī)，規(guī)定公共場所用纖維用品，老人、兒童、殘疾人的工作裝等都要達到肯定的防火標準。這進一步促進了防火纖維的研究開辟。
　　防火纖維可以通過將防火劑和成纖維高聚物的單體共聚紡絲制成；或通過成纖高聚物單體接枝共聚防火單體，紡絲制成；或者將防火劑和成纖高聚物共混紡化纖織物絲制成。防火劑中有效元素有：磷、氮、銻、溴、氯、硫等。不同防火劑的防火機理普通是不同的。
　?、?抗紫外線纖維
　　近年在氣象預報中增添了遮光指數(shù)，人們對紫外線輻射的關懷急劇高漲。紫外線（UV）可導致皮膚老化變黑生斑，甚至誘發(fā)皮膚癌變，抗紫外纖維便應運而生。
　　抗紫外線纖維主要是將TiO2微粒（普通粒子大小在0.2-0.7μm 左右）和成纖聚合物共混紡化纖織物絲制成的。使用TiO2微粒不僅能阻擋紫外線，還使光透過率大大降低，使布料感到涼快。
　　⑹ 吸濕透氣纖維
　　普通化學纖維是疏水性的，穿著不舒適。采納物理或化學的辦法可以開辟眾多具有吸濕透氣的纖維。如中空多微孔纖維，除了中空部分的毛細孔作用可吸水透氣外，纖維表面還有許多微孔，增添吸水排汗的速度。用這種纖維做的布料，質量輕、干爽保暖,是一種相當流行的布料。又如將特殊的高吸濕聚合物和尼龍6混合共紡制得的纖維，吸濕與放濕特性大大提高，水分與汗汽在纖維中擴散速度很高，用這種纖維做衣裳，透濕比一般尼龍纖維的衣裳提高2倍，悶熱感下降，人體舒適性提高了。
　　隨著科學技術的進展，功能性纖維越來越豐富，人們的要求也越來越高，人們不僅要求單項功能的纖維，更要求同時具有多項功能的纖維，這也是功能性纖維的一個進展方向。

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