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小知识:特种纤维的介绍
 
来源:中国玻璃纤维工业协会        发稿时间:2010-04-22 10:36:59        发稿编辑:幻境
  特种纤维一般是指具有高强度高模量并且耐高温的纤维,但也没有严格的定义。一般而言,大家公认的特种纤维有:芳纶(聚对苯二甲酰对苯二胺,PPTA,Kevlar),碳纤维,超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维,聚苯并噻唑(PBT)纤维,芳香族聚酯纤维等。

  芳纶纤维是由聚对苯二甲酰对苯二胺(PPTA)的液晶溶液经干喷湿纺工艺成型而制得,按分子结构称为“芳香聚酰胺纤维”,美国商品名为Kevlar纤维。早在1968年美国杜邦公司就开始了芳香聚酰胺树脂的合成及成纤工艺研究,于1972年杜邦公司实现了聚对苯二甲酰对苯二胺纤维的工业化生产,称为B纤维,规模为2000吨/年,1973年改称为Kevlar纤维。芳纶具有优异的力学性能,抗张强度280kg/mm2,模量为6480 kg/mm2(kevlar 29)和13300 kg/mm2(kevlar 49),断裂伸长率为2.3~4.0%,比重轻(d=1.44g/c m3),而且耐高温(可在250℃以下使用)。

  芳纶纤维主要应用于飞机、火箭、导弹等航空、航天等器具中使用的复合材料,此外还用于汽车、船舶、防弹衣、滑雪板等应用领域的复合材料,以及绳缆,耐高温过滤材料等。

  碳纤维是以合成纤维或人造纤维为原料,在张力下经热处理预氧化成不熔纤维,进 一步在惰性气氛下高温烧制碳化(或称石墨化)而成。其原料主要有聚丙烯腈纤维(PAN),粘胶纤维和沥青纤维(Pitch).碳纤维技术于1959年首次出现于美国,1964年英国人对碳纤维技术进行了重大改进,形成了现在的碳纤维工业技术。碳纤维具有优异的力学性能,抗张强度为360-720 kg/mm2,模量为2.4万-3万kg/mm2,断裂伸长率为1.5-2.0%,耐高温(可在380℃左右使用), 但比重稍高于芳纶 (碳纤维比重为1.76-1.8g/c m3).碳纤维主要应用于飞机,火箭,导弹,卫星等航空航天器具中使用的复合材料,也可用于赛车,船舶,防弹衣,滑雪板,钓鱼杆,网球拍等需要高强度力学性能用品的制造。

  超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维的制造技术国际上出现于1978年,国内于1985年左右开始了超高分子量聚乙烯的成纤技术研究。现在的超高分子量聚乙烯纤维(分子量为100万-500万)是采用凝胶纺丝-超高倍牵伸技术制备的,目前此技术在国内已工业化。商品的超高分子量聚乙烯纤维性能为:抗张强度2.4-3.8GPa/mm2,抗张模量88-166GPa/mm2,断裂伸长率2.7-3.6%,比重0.97-0.98 g/c m3。但其熔点在150℃左右,因此使用温度在100℃以下。超高分子量聚乙烯纤维主要用于制作防弹衣,降落伞,强力绳索,高级包装材料等。也用于制造使用温度较低的复合材料。

  国内还未见工业化的聚苯并噻唑(PBT)纤维和芳香族聚酯纤维。

  特种纤维具有重要的军事用途,其制造技术及研发情况,均属各国技术保密内容。但进一步提高特种纤维的性能,改进特种纤维的制造工艺应是它们的研发趋势。

  【导湿快干纤维】

  以往多以棉等亲水性原料制成舒适性面料,利用此类纤维的吸水性吸去皮肤上的汗水,但是吸足汗水而湿透的内衣织物会粘附在皮肤上也使人不舒服。

  导湿性针织物,它能把皮肤上的汗水快速从织物内层引导到织物外表,并散发到空气中去,保持贴身层处于干燥,同时面料又具有良好的延伸性和弹性。因此,现在已形成了为运动服、T恤和内衣开发新型导湿快干面料的市场趋势。

  目前导湿快干型纤维主要有:Dupont公司的Coolmax(四沟槽)、日本东洋纺的Triactor(Y型截面,)、日本三菱公司开发的具有良好吸湿性能的微孔聚酯纤维和日本"钟纺"合纤公司开发的吸汗速干Y型截面涤纶丝等,我国仪征化纤也开发了COOLBST导湿快干纤维。

  【 竹纤维 】

  竹纤维是以竹子为原料的新型纤维素纤维,包括竹原纤维和竹浆纤维。竹原纤维是通过对天然竹子进行类似麻脱胶工艺的处理,形成适合在棉纺和麻纺设备上加工的纤维,生产的织物真正具有竹子特有的风格与感觉;竹浆纤维则是以竹子为原料,通过粘胶生产工艺加工成的新型粘胶纤维,在显现粘胶纤维特性的同时,也体现出竹子特有的有手感柔软、滑爽、悬垂性好、飘逸、凉爽等优点。

  在我国由于竹子的资源非常丰富,因此对竹纤维的开发,将开辟一个纤维领域广阔的空间。

  目前,我国的竹纤维开发走在了世界前列,其中竹浆纤维已经形成工业化生产,并已开发出了一批颇具特点的服装面料。

  【 PBT、PTT系列纤维 】

  PTT和PBT属于涤纶纤维,是常用的涤纶PET的同族产品。PTT、PBT纤维与常用涤纶的不同在于这两种纤维由于聚合体中的软段成份PTT是丙二醇,PBT是丁二醇,而不是常用涤纶PET的乙二醇。

  由于聚合体中软段成份的不同,使得PTT、PBT纤维的性能与常用的涤纶PET有很大的不同。其一,纤维本身具有弹性,其弹性可与氨纶包覆丝相仿,一般的织物弹性可达20%左右。其二,它们的染色温度可从常用涤纶的130℃左右大幅下降到110℃左右,甚至对于中浅色可以在100℃内染色。其三,由于纤维本身有良好的弹性,织物的弹性比常用涤纶要好得多。

  由于该类产品既具有氨纶类弹性织物的优点,又比氨纶类弹性织物的价格要低;并使织物中具有了涤纶成份,使得织物的尺寸稳定性好,从而受到客户的欢迎。

  【Modal(莫代尔)纤维素纤维】

  Modal"纤维的原料采用欧洲的榉木,经打浆、纺丝而成,原料100%是天然的,对人体无害,能自然分解,对环境无害。

  莫代尔"MODAL"织物的特点:

  1、 莫代尔的特点是将天然纤维豪华质感与合成纤维的实用性合二为一。具有棉的柔 软、丝的光泽,麻的滑爽,而且其吸水、透气性能都优于棉,具有较高的上染率,织物颜色明亮而饱满。

  2、 莫代尔可与其他纤维混纺,如棉、麻、丝等以提升这些布料的品质,使面料能保持柔软、滑爽。

  3、 莫代尔织物经过多次水洗后,依然保持原有的光滑及柔顺手感、柔软与明亮。

  4、 由于MODAL纤维的优良特性和环保性,已被纺织业一致公认为是21世纪最具有潜质的纤维。

  【新型纤维Tactel】

  "Tactel"纤维是杜邦公司生产的自身具有弹性和异型截面形状的尼龙66纤维,因此,这种纤维织成的面料具有很好的吸湿排汗功能和一定的弹性。

  Tactel与棉、涤交织混纺,经染整加工而成的高档服装面料,具有较佳的舒适与透气性和抗撕裂强度,色泽鲜艳有光泽、手感柔软、滑爽、外观华丽,是制作夹克、休闲时装和运动装的最佳面料。

  【超细复合纤维】

  超细复合纤维是化纤领域的最新成果,由于其独特的柔软性、悬垂性、透气性和吸湿性,已博得广大消费者的青睐。其产品在80年代定位于高档次、高价位,自90年代以来,超细复合纤维及产品在品种和产量上得到了迅速发展,产品市场正在迅速扩大。

  利用超细复合纤维开发的典型产品有仿麂皮、仿真丝、第二代人造革、防水透气超高密织物及高性能清洁布,保温、过滤、吸液和离子交换等材料。

  目前,日本、美国、欧洲地区均已工业化生产,近年来,台湾省、韩国、仪征化纤等相继开始生产超细复合纤维及其织物,产品已趋于中档化。典型的超细复合纤维有菊瓣型复合纤维和海岛型复合纤维。

  【PLA聚乳酸纤维】

  早在80年代就有设想:将来玉米将不再仅仅作为粮食而存在。今天,这种设想已变为现实。美国粮食公会和卡吉尔?道Cargill-Dar聚合物公司与日本钟纺纤维公司共同推出了一种新型的环保纤维--由玉米制成的聚乳酸纤维PLA纤维。

  在过去的两年间,卡吉尔?道聚合物公司开发了能从玉米中产出PLA纤维的工艺,并由钟纺纤维公司联合岛津制作所共同开发出了商品名?quot;LACTRON"的PLA纤维。由于它是由玉米淀粉发酵形成的乳酸为原料,经脱水反应制成的聚乳酸溶液纺丝后所制成的可生物分解的合成纤维,所以"LACTRON"又被称为"玉米纤维"。

  由于PLA纤维不使用石油等原料,又能用生物分解,故不必担心环境受到污染。PLA纤维的燃烧值较低,几乎与纸相同,而且燃烧后不会生成氮的氧化物等气体,对垃圾焚烧炉的损害也比较轻。其实此种纤维可回收后作为土壤改良剂再利用,据日本《纤维科学》杂志介绍"LACTRON"的初始原料淀粉再生循环周期短,为1-2年。

  "LACTRON"的纤维形态有单丝、复丝和切断纤维等,可用于纺纱织物和非织造布。它在衣料上可作内衣、运动衣等。目前,日本钟纺纤维公司已将PLA纤维与棉、羊毛混纺,或将其长纤维与棉、羊毛或粘胶等生物分解性纤维混用,纺制成衣料用织物,生产具有丝感外观的T恤、茄克衫、长袜及礼服。这些产品有优良的形态稳定性,如与棉混纺,几乎与涤棉具有同等的性能,处理方便;光泽较涤纶更优良,且有蓬松的手感;与涤纶同样富有疏水性,对皮肤不发粘;如与棉混纺做内衣,有助于水份的转移,不仅接触皮肤时有干燥感,且可赋于优良的形态稳定性和抗皱性;经测试,"LACTRON"编织布对人体皮肤无任何刺激性。

  【"天绒"纤维:大豆蛋白纤维】

  大豆蛋白纤维是以将大豆浸出过油的废粕为原料,利用生物工程新技术,把豆粕中的球蛋白提取提纯,通过助剂、生物酶的作用,使提纯的球蛋白改变空间结构,再添加羟基和氰基高聚物,配制成一定浓度的蛋白纺丝液,经熟成后,用湿法纺丝工艺纺成单纤0.9~3.0dtex的丝束,通过醛化稳定纤维的性能,再经过卷曲、热定型、切断即可生产出各种长度规格的纺织用高档纤维。

  大豆蛋白纤维可称上新世纪的"绿色纤维"。它主要原料为来自于自然界的大豆粕,原料数量大且具有可再生性,不会对资源造成掠夺性开发。在大豆蛋白纤维生产过程中不会对环境造成污染,由于所使用的辅料、助剂均无毒,且大部分助剂和半成品纤维均可回收重新使用,而提纯蛋白后留下的残渣还可以作为饲料,其生产过程完全符合环保要求。大豆蛋白纤维既具有天然蚕丝的优良性能,又具有合成纤维的机械性能,它的出现既满足了人们对穿着舒适性、美观性的追求,又符合服装免烫、可洗穿的潮流。

  用该种纤维织成的织物有以下特点:

  1、外观华贵:服装面料在外观上给人们的感觉体现在光泽、悬垂性和织纹细腻程度三个方面。大豆蛋白纤维面料,具有真丝般光泽,非常怡人,其悬垂性也极佳,给人以飘逸脱俗的感觉,用高支纱织成的织物,表面纹路细洁、清晰,是高档的衬衣面料。

  2、舒适性好:大豆蛋白纤维面料不但有优异的视觉效果,而且在穿着舒适性方面更有着不凡特性。以大豆蛋白纤维为原料的针织面料手感柔软、滑爽、轻、如真丝与山羊绒混纺感觉;其吸湿性与棉相当而导湿透气性远优于棉,保证了穿着的舒适与卫生。

  3、染色性好:大豆蛋白纤维本色为淡黄色很象柞蚕丝色。它可用酸性染料、活性染料染色,尤其是用活性染料染色,产品颜色鲜艳而有光泽,同时日晒、汗渍牢度又非常好,与真丝产品相比解决了染色鲜艳与染色牢度差的矛盾(真丝产品日晒、汗渍牢度极差,很容易掉色)。

  4、物理机械性能好:该种纤维的单纤断裂强度在3.0cNdtex`1以上,比羊毛、棉、蚕丝的强度都高,仅次于涤纶等高强度纤维,而纤度已可达到0。9dtex。目前,用1。27dtex的棉型纤维在棉纺设备上已纺出6dtex的高质量纱,可开发高档的高质高密面料。由于大豆蛋白纤维的初始模量偏高,而沸水收缩率低,故面料尺寸稳定性好。在常规洗涤下不必担心织物的收缩,抗皱性也非常出色且易洗快干。

  5、保健功能性:大豆蛋白纤维与人体皮肤亲和性好且含有多种人体所必须的氨基酸,具有良好的保健作用。在大豆蛋白纤维纺丝工艺中加入定量的杀菌消炎作用的中草药与蛋白质侧链以化学健相结合,药效显著且持久,避免了棉制品用后整理方法开发的功能性产品药效难以持续的缺点。

  大豆蛋白纤维的出现填补了我国作为纺织大国在纺织原料开发方面的一项空白。它的出现必将在棉纺、毛纺、绢纺领域掀起新产品开发的浪潮,对纺织企业带来新的发展机遇。

  【"牛奶丝" 】

  所谓"牛奶丝"是根据天然丝质本身所含蛋白质较高的原理,将液态牛奶去水、脱脂、加上揉合剂制成牛奶浆,再经湿纺新工艺及高科技手段处理而成,是继第一代天然纤维与第二代合成纤维后的第三代新型纤维。它比棉、丝强度高,比羊毛防霉、防蛀性能好,还有天然的抑菌功能。

  牛奶丝针织品属于天然织物,又含有丰富蛋白质,因此它的吸水性、透气性较一般针织品优越,与人体接触不会发生不良反应,更不会像一些化学纤维织物使穿着者有发痒等过敏现象。