新型紡織纖維

及其產品開發(下〕

報告人：楊建忠教授、博士報告主要內容：新型紡織纖維的開發現狀新型紡織纖維的性能新型紡織纖維的產品開發新型紡織纖維面料的開展趨勢PBO纖維PBO是聚對苯并苯并雙惡唑纖維(Poly-p-phenylenebenzobisthiazole)的簡稱，是20世紀80年代美國為開展航天航空事業而開發的復合資料用加強資料，是含有雜環芳香族的聚酰胺家族中最有開展出路的一個成員，被譽為21世紀超級纖維。PBO是由4，6-二氨基苯酚鹽酸鹽(二氨基間苯二酚鹽酸鹽)與對苯二甲酸以多磷酸(PPA)為溶劑進展溶液縮聚而制得，也可利用P2O5脫水進展縮聚，PPA既是溶劑，也是縮聚催化劑，反響式如下：PBO作為21世紀超性能纖維，具有非常優良的物理機械性能和化學性能，其強力、模量為Kevlar(凱夫拉)纖維的2倍并兼有間位芳綸耐熱阻燃的性能，而且物理化學性能完全超越迄今在高性能纖維領域處于領先位置的Kevlar纖維。一根直徑為1毫米的PBO細絲可吊起450千克的分量，其強度是鋼絲纖維的10倍以上。PBO纖維的各項性能與其它纖維的比較如下：性能指標斷裂強度模量斷裂伸長率密度回潮率LOI裂解溫度纖維品種N/texGPa%g/cm3%℃zylonHM3.72802.51.560.668650zylonAS3.71803.51.54268650對位芳族聚酰胺1.951092.41.454.529550同位芳族聚酰胺0.4717221.384.529400鋼纖維0.352001.47.800--碳纖維2.052301.51.76---高模量聚酯3.571103.50.97016.5150PBO纖維的優良性能決議了它的運用領域非常寬廣：

(1)長絲的運用，可用于輪胎、膠帶(運輸帶)、膠管等橡膠制品的補強資料；各種塑料和混凝土等的補強資料；彈道導彈和復合資料的加強組分；纖維光纜的受拉件和光纜的維護膜；電熱線、耳機線等各種軟線的加強纖維；繩索和纜繩等高拉力資料；高溫過濾用耐熱過濾資料；導彈和子彈的防護設備、防彈背心、防彈頭盔和高性能航行服；網球、快艇、賽艇等體育器材；高級擴音器振動板、新型通訊用資料；航空航天用資料等。

(2)短切纖維和和漿粕的運用，可用于摩擦資料和密封墊片用補強纖維；各種樹脂、塑料的加強資料等。

(3)紗線的運用，可用于消防服；爐前任務服、焊接任務服等處置熔融金屬現場用的耐熱任務服；防切傷的維護服、平安手套和平安鞋；賽車服、騎手服；各種運動服和活動性運動配備；Carrace飛行員服；防割破配備等。

(4)短纖維的運用，主要用于鋁材擠壓加工等用的耐熱緩沖墊氈；高溫過濾用耐熱過濾資料；熱防護皮帶等。

聚苯硫醚(PPS)纖維又名聚對苯硫醚纖維、聚苯撐硫醚纖維。由荷蘭初次研制勝利，商品名賴通(Ryton)，直至1983年才批量投入消費。其化學構造式為硫原子和對位被取代的苯環交替陳列組成，是阻燃性纖維種類之一。

聚苯硫醚纖維是以硫化鈉和二氯苯為單體，在N—甲基吡咯烷酮或含堿金屬羧酸鹽(如醋酸鈉等)的有機性溶劑中縮聚而得的。聚苯硫醚纖維聚苯硫醚纖維具有以下一些特性：優良的紡織加工性耐化學穩定性好熱穩定性優良PPS〔聚苯硫醚〕針刺氈濾料聚苯硫醚纖維的主要用途工業上燃煤鍋爐袋濾室的過濾織物.聚苯硫醚纖維織物可長期地暴露在酸性環境之中，可在高溫環境中運用，是能耐磨損的少數幾種纖維之一，過濾效率較高，用于工業燃煤鍋爐織物的聚苯硫醚過濾織物，在濕態酸性環境中，在接觸溫度為232℃和溫度190℃以下，其運用壽命可達3年左右。用該纖維制成針刺氈帶用于造紙工業的烘干上，是較為理想的耐熱和耐腐蝕資料。同時也可用于制造電子工業的特種用紙。這種纖維的針刺非織造布或機織物可用于熱的腐蝕性試劑的過濾，其單絲或復絲織物還可用作除霧資料。另外，還可用作枯燥機用帆布、縫紉線、各種防護布、耐熱衣料、電絕緣資料、電解隔膜、摩擦片(剎車用)、復合資料，也可與碳纖維交錯來加強PPS樹脂，可堅持其單向強度。

新一代化學纖維隨著科學技術的開展和人們對環保事業的注重，對化學纖維的性能要求越來越高。近20年來，研制勝利具有時代特征的新一代化學纖維，有的是環保型的，有的是彈性極佳的紡織原料，也有的是產業用理想的紡織原料。這些化學纖維的開發勝利及運用，擴展了紡織品運用原料的范圍，豐富了紡織品的運用領域。環保纖維——Lyocell纖維環保性Lyocell再生纖維素纖維系利用NMMO(N-甲基嗎琳-N-氧化物，亦即N-Methylmorpholine–N-Oxide,簡稱NMMO，對纖維素的溶解特性，將纖維素溶解得到粘度適宜的紡絲液，經拉伸、水洗、切斷、上油、枯燥、溶劑回收等經濕式紡絲制程制成Lyocell纖維，是一種不經化學反響而消費纖維素纖維的新技術，該纖維屬天然纖維，消費用溶劑無毒，生理學性能好，消費制程中不會產生污染，且其纖維具有生物可分解，因此有利于環境維護，被稱為環保型纖維素纖維。在20世紀80年代末實現了工業化消費，到目前全世界消費Lyocell纖維的年產量已達15萬噸以上，是近10年來開展速度較快的一種新纖維。Lyocell纖維具有良好的吸濕性、溫馨性、光澤性、染色性和生物分解性。Lyocell纖維還具有強伸度性，適宜與其它纖維混紡。

在染整方面，適用的染料多元化，且染色上色率高；運用于衣服方面，運用溫馨吸濕、保濕性好、濕強度佳、剛性模數高、熱穩定性好、耐久性佳等特性，最特別之處在于經過原纖化處置技術后手感可以到達豐厚感。

Lyocell纖維具有以下特點：(1)單纖維強力雖高，但纖維纖度細，斷裂伸長率偏小，紡制過程中易損傷。(2)纖維手感順滑，卷曲數少，抱合力差，成卷時易于粘卷，梳理時棉網易墜。(3)原料的含油率適量，能滿足紡紗要求。(4)纖維與機械部件之間的摩擦小，須條不易控制，易呵斥斷頭。大豆蛋白纖維屬于再生蛋白纖維類，是采用化學、生物化學的方法從榨掉油脂的大豆渣中提取球狀蛋白，通過添加助劑，改變蛋白質空間結構，與聚乙烯醇(PVA)共混制成紡絲原液，經濕法紡絲而成。目前主要有常熟江河天絨絲纖維有限公司和紹興嘉利綠纖有限公司生產的大豆纖維。大豆蛋白纖維該纖維單絲纖度細，比重輕，強伸度較高，耐酸耐堿性較好，具有羊絨般的柔軟手感，蠶絲般的優雅光澤，棉纖維的吸濕和導濕性及穿著溫馨性，羊毛的保暖性。大豆纖維可在棉紡、絹紡、毛紡、(羊絨)等消費設備上紡紗，能與其它天然纖維和化學纖維混紡交錯開發針織產品(內衣、外衣、襪子等)和機織產品(服裝面料·床上用品等)。此纖維本身呈現米黃色，難以漂白；色澤艷麗度較差，耐濕熱性差，在染整加工中留意溫度控制等關鍵技術問題。甲殼素是一種天然生物高分子聚合物，廣泛存在于昆蟲、甲殼類動物(蝦、蟹等)的硬殼中，它在自然界中的含量僅次于纖維素。甲殼胺是甲殼素的脫乙酚化產物，與纖維素的化學構造類似，都是六碳糖的聚合體，根本單元是乙酸葡萄糖胺。甲殼胺用稀酸溶解后紡絲制得的甲殼胺纖維是自然界中獨一帶正電荷的再生纖維。因此該纖維被人們稱作為“保健型纖維〞。

甲殼素纖維纖維縱向不平整，橫截面近似多邊形，但沒有皮芯層構造；在纖維中含有羥基和氨基官能團，兼有纖維素和蛋白質纖維的官能團，具有相當的生物活性、生物相容性，生物可降解性和優良的抗菌性能。它被廣泛用作醫用纖維制品，它與棉、毛、絲、麻、粘膠等混紡制成保健紡織品，當甲殼胺纖維含量在10%-30%范圍，已有很好的抑菌性能和保健護理性能。PTT纖維在1941年己有這種聚酯消費專利，由于消費1、3丙二醇(PDO)原料本錢很高，不斷未實現工業化消費。直到1995年德國Degussa公司工業化消費了1、3丙二醇，使本錢大大降低，隨后美國Shell公司在1995年5月推出了CorterraPolymer產品，建成了年產500萬鎊丙二醇和年產1200萬鎊PTT消費線，“〞商品名為“Conerra〞，有長絲和短纖維種類。還有美國杜邦公司消費的PTT纖維稱"Sorona〞、日本旭化成公司的“Solo〞、韓國SK化學公司、臺灣華隆和中國也有PTT消費。2004年11月加拿大聚合物建了世界上最大的年產9.5萬噸PTT纖維的消費廠。易染性聚酯纖維(1)在分子構造中引進可染性基團(第三單體)如:分子中引進陽離子可染基團的陽離子染料可染滌綸CDP或HCDP和分子中引進陽離子基團的酸性染料可染型滌綸;(2)改動分子規整性的聚對苯二甲酸1、3丙二醇酯(PTT)纖維和聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)纖維。PTT纖維是聚酯纖維家族中的一類新產品，該纖維與常規滌綸PET纖維相比較，它的軟段部分是丙二醇而不是乙二醇。因此它的軟段部分的碳—碳鏈較長，這就使該纖維本身具有彈性，并且與PET纖維相比，PTT纖維玻璃化溫度低約15℃，這種纖維兼具聚酯纖維和聚酰胺纖維的特性。除抗污性強外，其染色性能優于尼龍。手感柔軟，伸長性同彈性纖維一樣好，能用通常的分散深料染色和印花，不需運用特殊化學品，染色物具有干爽，挺括等特點。PTT纖維的優點如下：PTT纖維具有彈性優良、模量較低、手感柔軟、易染色等特點，是一種開展前景很大的聚酯纖維。

由于PTT纖維丙二醇的引入，使其分子鍵具有Z字型折線構造，從而使得PTT纖維比滌綸和尼龍有更好的優點，集多種特性于一體，成為織物的理想選擇。

消費原料乳酸是從玉米淀粉制得，故也稱為玉米纖維。PLA纖維是在美國著名的谷物公司Cargill公司研制勝利的玉米聚乳酸樹脂的根底上，在1997年該公司和美國DowPolymers公司合股成立了CargillDowPolymers公司，全力開展了聚乳酸原料，到2002年聚乳酸年產已達14萬噸，消費的PLA纖維商品名為Ingeo。日本鐘紡、尤尼契卡和可樂麗公司消費的PLA纖維商品分別為Lactron、Terramac和Plastarch，美國杜邦公司和孟山都等公司也開場開發PLA纖維。聚乳酸纖維〔玉米纖維〕〔PLA纖維〕〔1〕聚乳酸纖維側面圖聚乳酸纖維橫截面圖聚乳酸纖維〔PLA纖維〕〔2〕PLA纖維是以淀粉制得之乳酸為原料，屬于完成自然循環型，具有生物降解性的纖維。該纖維完全不運用石油等化工原料，其廢棄物在土壤和海水中的微生物作用下，可分解成二氧化碳和水，不會污染地球環境。熄滅PLA纖維，幾乎沒有一氧化氮，其熄滅熱是聚乙烯和聚丙烯的三分之一左右，"LACTRON"是至今所研發出生物降解性纖維中融點最高的。聚乳酸的自然循環系統如下圖：聚乳酸纖維的特性：聚乳酸纖維不但有高結晶性，還和聚酯、聚苯乙烯樹脂具有同樣的透明性。因其具有高結晶性和高取向性，故具有高耐熱性和高強度。表一列出鐘紡的聚乳酸纖維與其他纖維的性能比較，圖二也表現出聚乳酸纖維的特性曲線聚乳酸纖維的特性曲線:(6)折射率低、染色制品顯色性好;(7)易染性，染色溫度低于滌綸。PLA纖維也存在一些缺陷:耐磨性差，熔點低(約175C)。(1)有較好的親水性、毛細管效應和水的分散性;(2)模量和彎曲剛度是滌綸一半，故手感柔軟;(3)有良好的回彈性、抗皺性和保形性;(4)限氧指數較高(LOL24-29)，熄滅后自滅性好、熄滅發煙量低，有較好阻燃性;(5)有防紫外線才干，紫外線吸收率低;“PLA〞纖維與聚酯和聚酰胺纖維性能比較

高濕模量纖維：由于普通粘膠纖維濕強力低、模量小，在濕態時易變形、保形性差等弱點，許多國外公司開發了新的高濕模量纖維，如:日本東洋紡公司的“波里諾西克〞〔Polynosic〕纖維、Lenzing公司用木漿消費的Modal、中國丹東東洋特種纖維引進日本東洋紡公司波里諾西克纖維的紡絲技術消費的“麗賽〞〔Richcel〕纖維。

高濕模量纖維具有以下特點：高濕模量纖維具有初始模量高，織物有身骨，濕態變形小，尺寸穩定性好，織物平滑，懸垂性好，吸濕導濕性好，色澤艷麗，富有光澤，并具有較好的耐堿性，與棉混紡織物可進展絲光加工，是制造內衣、外衣服裝的中高檔新資料。高濕模量纖維竹漿粘膠纖維采用化學方法將竹材制成竹漿粕，將漿粕溶解制成竹漿粘膠溶液，然后經過濕法紡絲制得竹漿粘膠纖維。這種竹漿纖維已批量工業化消費，例如:吉林化纖集團有限責任公司(下屬的河北藁城化纖公司)、上海化纖漿粕總廠、上海月季化學纖維、四川成都天竹竹資源開發等消費竹漿粕及竹漿纖維。

具有以下特點：目前消費的竹漿纖維在某些性能上不同于普通粘膠纖維，竹漿纖維具有可紡性好、纖維吸濕導濕透氣性好、手感柔軟、織物懸垂性好、染色性能優良、光澤柔亮等特點。開發的竹纖維紡織面料服裝具有質地輕、穿著清涼爽快，并有抗紫外線、抑菌防臭防霉等保健功能。。竹漿粘膠纖維含牛奶蛋自纖維從20世紀90年代初開場國內外努力于開發再生動物和植物蛋白纖維，日本東洋紡公司以新西蘭牛奶為原料與丙烯腈接技共混制成再生蛋白纖維Chinon，上海正家牛奶絲服飾在1995年研制開發出牛奶纖維長絲，最近山西恒天紡織新纖維科技研制了牛奶短纖維，它們都是以丙烯腈為單體的牛奶蛋白纖維。另一種是深圳優倪克公司推出的以聚乙烯醇為基體的牛奶蛋白纖維。

具有以下特點：牛奶絲具有蠶絲般光澤和柔軟手感，有較好的吸濕和導濕性，較好的強度和延伸性，是一種制造內衣的優良資料。但因纖維耐熱性差、耐堿性差、色澤艷麗度較差、價錢較貴，影響了牛奶纖維大量推行運用。如山西恒天紡織新纖維科技消費的含牛奶蛋白纖維，獲得了國際生態紡織品Oko-TexStandard100綠色纖維認證(認證號038210)，它與羊毛、羊絨、蠶絲、棉、竹、天絲、莫代爾等有很好的混紡性，能開發保暖型、涼爽型、高檔內衣及家紡用品，具有綠色、保健、溫馨性能。含牛奶蛋白纖維蛹蛋白絲由四川宜賓絲麗雅股份試消費，將蠶蛹蛋白提純配制成溶液按比例與粘膠共混，采用濕法紡絲構成具有皮芯構造的含蛋白纖維。纖維具有較好的吸濕性、透氣性，手感柔軟、懸垂性好;但濕強力較低，纖維本身呈現較深黃色，會影響紡織品色澤艷麗度。可采用活性、酸性、中性等染料染色，在染整加工中要留意它對酸、堿的敏感性，合理制定加工工藝。將豬毛、羊毛等廢毛溶解，經提純和改性與棉漿或木漿或竹漿溶液共混，在紡絲中參與納米級二氧化鈦，經濕法紡絲制成一種抗菌再生蛋白纖維。這種新纖維的加工技術由中科院過程研討所開發，在天鵝化纖集團公司試紡，還處于研發階段。蠶蛹蛋白纖維納米抗菌再生蛋白纖維Seacell纖維也稱海藻纖維，是將海藻與Lyocell纖維結合而成的一種創新纖維。海藻種類很多，能用于纖維制造的有褐藻、紅藻、綠藻幾種，海藻中含有許多礦物質、碳水化合物、氨基酸、脂肪和纖維素等物質。海藻用在化裝品中可促進皮膚血液循環，激活細胞新陳代謝，具有維護皮膚柔嫩、結實、光滑效果，還具有消炎止癢功能，海藻中含有胡蘿卜素，可被采用治療癌癥等.

具有以下特點：Lenzing公司在制造Seacell纖維過程中，首先將海藻粉末制成小于9μm的微細顆粒，將其粉末加在纖維素的NMMO溶液中，或在纖維素溶解前參與，構成由纖維素、海藻、溶劑(NMMO)和水組成的分散紡絲液，經過干濕法紡絲加工制得Seacell纖維。其強度與普通LyocelI纖維相近，具有較好的可紡性。采用電鏡分析，Seacell纖維具有明顯的橫向取向，晶區取向低，截面呈現多孔性構造。對Seacell纖維活性檢測，證明海藻的活性成分在纖維制造過程中沒有被破壞，并與多孔纖維基體結合。當運用時，Seacell纖維中海藻的活性物質在濕環境中會從纖維中漸漸釋放出來，使皮膚具有安康保健作用。海藻纖維〔Seacell纖維〕新型紡織面料的多元化開發現今國際紡織面料的開展趨勢是開發溫馨性、采用各種加工工藝形勝利能性新型面料及其他多元化紡織產品。(1)<多異多反復合化纖長絲織物實際研討及其運用>工程，姚穆院士：榮獲2001年國家科技提高一等獎。(2)<賽絡菲爾雙組分紡紗及其系列產品>，楊建忠：榮獲2001年國家科技提高二等獎。軍港綸襯衣賽絡菲爾面料利用織物構成的加工工藝開發

利用兩種或者兩種以上的紡織品復合構成多層復合織物，使普通的單一組織構造產品更加富有特征。復合織物種類繁多，加工工藝各不一樣，有組織構造的復合接結、縫合、粘接和涂層，有不同的性質不同特點的幾種層次織物復合構成一體的織物等。采用絲光工藝的絲光棉紡織品。如無錫天然紡織、光輝走杰出織造等公司將優質長絨棉經燒毛、絲光處置構成各類絲光棉、絲光棉與真絲交錯、雙絲光針織面料等。在毛紡織品產品開發方面，江蘇陽光集團開發出蛹蛋白薄花呢、蛋白絲薄花呢、毛紡印花面料等新品，并且采用超細羊毛等原料研制出超細羊毛花呢產品。在絨織物開發方面，國內有多個廠家推出了各種絨類產品，如江蘇茶梅燈心絨集團的各類燈心絨，江蘇陽光集團的絲毛燈心絨、德國的仿毛、長毛絨等。絲光棉新品

具有抗菌、除臭、促進人體微循環等功能的各類面料，逐漸成為各國尤其是日本、東南亞地域以及我國大陸和臺灣等地紡織企業新產品開發的重點。

山東云龍集團推出層壓復合織物新型紡織品，具有防水、防污、防液體、透氣/濕、抗菌等功能。昆山華成織染公司消費了會呼吸、阻燃、超潑水性、中空保暖、高透濕/氣、防靜電/塵等系列產品。利用天然纖維的功能性進展新產品開發。如山東煙臺新潮實業開發的羅布麻紡織品可以降低高血壓，山西綠洲紡織品開發的大麻及大麻混紡產品具有抗菌效果。還有利用蟹殼物質加工而成的甲克素纖維紡織品也具有良好的抗菌、保健功能。防紫外線面料的開發不僅有助于防止皮膚癌的產生，還拓寬了紡織品的用途。浙江紹興豪語紡織開發的抗紫外線的面料除了具有對紫外線的遮蓋性，還具有防止透明、觸感疏松柔軟和高度清涼性。各種功能性面料的開發后加工技術結合開發各類爛花織物運用多種工藝技術消費制得，如印花爛花絨類、提花加爛花的綃和緞類、植絨加爛花類、針織爛花類等。閃光織物主要有金屬鍍膜、涂層織物、金銀粉印花等。錦絨同步爛花對織物外表進展變化、打摺、機械打壓、打孔等，成為面料開發的常用手段。需求特別提出的是，利用涂層來賦予面料超自然的流行特征成為國際紡織品開發的一種新趨勢。在面料上采用提花加印花、涂層等多種工藝手法或者采用不規那么的刺繡和線跡也是一種時髦。面料外表具有熱轉移紙效果以及具有類似無規那么的裂痕狀、脆皮狀或者破壞狀效果，而利用不同構造和顏色產生的立體條紋圖案和具有建筑風格的雕塑感圖案也遭到人們越來越多的青睞。目前市場上的時髦面料1〕彈性面料類，主要采用氨綸、萊卡等纖維與其他纖維復合制織而成，這類織物的主要纖維可以是合成纖維、棉纖維、粘膠纖維及真絲等。2〕閃光效果類面料，包括采用閃光原料如亮片絲、金銀絲、鍍膜絲等消費的面料，以及利用經、緯異色而產生閃光效果的面料。3〕仿真類合成面料，如仿棉型、仿毛型、仿麻型、仿真絲型、仿鹿皮型、仿皮革等面料。4〕環保型面料，這類面料主要采用環保型纖維原料為主制織而成。彈性面料閃光面料仿真絲面料環保面料海外紡織品設計趨勢主要表達在以下幾個方面：一織物雙色效果的表現，如經緯間不同顏色的組合搭配、加織金銀絲或者粗獷的疙瘩絲、色織與色紡等；海外紡織品設計趨勢六紋樣設計變