新型纺织纤维

新型纺织纤维一、PLA纤维聚乳酸纤维、玉米纤维PLA纤维的化学结构上属脂肪族聚酯，是一种崭新的纺织纤维。聚乳酸纤维PLA是以玉米、小麦等淀粉原料经发酵、聚合、抽丝而制成。有长丝、短丝、复合丝、单丝。PLA纤维之所以受到关注，并显示出越来越强大的生命力，关键在于它具有很好的生物降解性。图1聚乳酸纤维侧面图图2聚乳酸纤维横截面图性能PLA聚酯聚酰胺比重，g/cm21.271.381.14折射率1.41.581.57熔点，℃175265215Tg，℃577040吸湿率，%0.60.44.5燃烧热，KJ/g18.823.030.9强力，cN/dtex4.0-4.44.0-4.8g/d4.5-5.54.5-5.54.5-6.0伸长率，%25-3530-4040模量，Kg/mm2400-6001200300结晶度，%7050-60染料种类分散染料分散染料分散染料染色温度，℃100130100纤维优点●生物可分解,低污染●吸湿排汗性良好●抗起球性佳●弹性回复性良好●抗皱性佳●难燃性佳(LOI26~27)●低发烟性●防污染性●耐紫外线性●无毒性PLA纤维的染整特点•1)PLA纤维耐热性较差烧毛时纤维分子在高温下重新聚合，织物手感变硬。所以，纯PLA纤维的交织织物不宜烧毛，混纺织物可以轻烧毛或不烧。•2)PLA纤维不耐强碱，用强碱处理会导致纤维降解，严重影响强力。因此，前处理采用纯碱或酶退浆并在温和条件下进行．一般精练温度不超过70℃为宜。PLA纤维由于模量小，弯曲刚度小纤维本身较柔软不需要进行碱减量加工。•3)PLA纤维的玻璃化温度和熔点较低，在PLA纤维整个染整加工过程中热定形温度不可过高，一般染前热定形温度为120～130℃，染后热定形温度为135℃。PLA纤维的染整特点•4)PLA纤维适合用分散染料染色。可在100℃染色，纤维强力损失较小。由于PLA纤维的结构较涤纶松弛，染料上染纤维的速率很快，极易造成色花，所以，染色过程中应严格控制升温速度。分散染料染色后，还原清洗和皂洗时会有大量的染料流失，一般应选中高浓度、高上染率的分散染料。PLA纤维及其混纺织物适宜做竭染，不适宜连续轧染。•5)紫外线对PLA纤维织物的透过率高，为了减少紫外线对人体的伤害，有必要对PLA纤维的夏季服饰面料进行抗紫外线整理。对于阻燃要求很高的装饰布需对PLA纤维进行阻燃整理。二、PTT纤维聚对苯二甲酸丙二酯合成PTT的工艺路线与PET一样有两条：直接酯化法(PTA法)，酯交换法(DMT法)。分子构象图中显示的是PET、PTT、PBT的大分子构象，在结晶单元中PET、PBT的分子形式成直棒状，分子链也几乎展开。研究表明，PET的结晶单元在C轴上的长度是分子链完全展开时的98％，PBT为88％——96％，而PTT的结晶单元在C轴上的长度则是分子链完全展开时的75％。这是因为PTT具有像弹簧一样的分子结构。正由于这种结构，PTT的形变就象弹簧那样能够发生键角的改变和键的旋转。从分子结构上看，与PET和PBT的偶数个亚甲基单元相比，PTT的结构单元中含有奇数个亚甲基单元。研究表明，在许多缩聚高聚物中化学结构中的奇数或者偶数个甲基单元会影响高聚物的性能，即“奇碳效应”。Ward和Wilding的研究显示奇数亚甲基结构表现出较PET、PBT优良的回弹性，其回弹性不是按亚甲基的数量排列，而是PTTPBTPET。X衍射显示PTT的高回弹性来自于晶体结构，PTT纤维在刚开始伸长时，其晶体的晶格应变的数量几乎等同于宏观应变，而PET、PBT则不存在。但是，陈克权认为，以“奇碳效应”解释PTT的高回弹性过于勉强，认为大分子链在非晶相中是无规分布的，不可能形成“Z”字形构象；而在晶相中，“Z”字形构象的大分子链不可能受力首先发生构象变化。所以，PTT纤维高回弹性的结构原因仍然是有待进一步研究的方面。PTT纤维的染整特点•1)PTT纤维不能用强碱长时间高温处理(如退浆、煮练)，以免损伤纤维的弹力，采用酶退浆、冷堆法处理效果较好。•2)PTT纤维本身比较柔软，弹性好，不需要碱减量加工。PTT纤维与棉交织物进行丝光，有利于提高织物的吸附性能、得色深度和鲜艳度，使织物表面平整反光均匀，丝光NaOH浓度l90～210g／L。•3)PTT纤维的玻璃化温度45～65℃，熔点228℃，织物定形温度不能过高，控制在150～160℃、时间30s以保证织物弹力均匀，温度过高导致过缩和色牢度变差。PTT纤维的染整特点•4)PTT纤维织物整理时要控制好张力。长度方向要有足够的超喂，通常采用20％的超喂，以达到最大的伸长宽度方向上取决于整理前织物的宽度，为了使织物有舒适的弹性，要求有10％～15％的伸长。整理过程中添加适量的柔软剂，可使产品的回弹性得到明显改善。•5)PTT纤维的上染速率较快，染色时升温速度要慢防止染花。最适宜的染料是分散染料，染液pH值应控制在5～7范围内，染色温度100～110℃，时间30min，中深浓色染色完毕要进行还原清洗。三、COPET纤维COPET是一种由高熔点、高硬度结晶性聚酯硬链段和非结晶性低玻璃化转变温度的聚醚或聚酯软链段组成的嵌段共聚物。具有碱可溶性。通常与PET共混或用于超细纤维的生产。典型的化学结构：(D为二醇中的次甲基，x为聚醚中的醚结构单元数)：四、阳离子可染涤纶(ECDP、CDP、DP)阳离子可染涤纶(ECDP)在国内外的研究较为广泛，能适应于仿毛、仿丝绸等各种差别化纤维的应用开发。主要是在结构中引入可染色单体：间二甲酸苯磺酸钠通过缩聚引入大分子链五、TENCEL纤维与MODAL纤维(一)TENCEL纤维学名：Lyocell我国商品名：天丝组成：纤维素纺丝：溶剂法（NMMO）形态Tencel纤维纵面形态光滑且无沟槽。纤维聚合度、结晶度较高，大分子堆积比较有序，纤维缝隙空洞又少，纤维截面为圆形，所以纤维的强度较大，尤其是湿强，其湿强为干强的90％，较粘胶纤维有很大的提高，而粘胶纤维的湿强约为干强的50％一60％。有棉的“舒适性”、涤沦的“强度”、毛织物的“豪华美感”和真丝的“独特触感”及“柔软垂坠”，无论在干或湿的状态下，均极具韧性。Tencel更为独特的是具有原纤化特性，即天丝纤维在湿态中经过机械摩擦作用下，会沿纤维轴向分裂出原纤。通过处理后可获得独特桃皮绒风格。超分子结构模型Lyocell纤维染整特点•1)Lyocell纤维织物坯布中，较多使用PVA和淀粉或变性淀粉的复合浆料。因此，可用淀粉酶、氧化剂和碱除去淀粉或变性淀粉浆料，用精洗剂或煮练剂退掉PVA浆料。Lyocell纤维遇水后横向的溶胀要远远大于径向，并且织物变得非常硬，同时，应力分布不均匀使织物卷曲，所以，织物应保持平幅状态加工。•2)Lyocell纤维属于再生纤维素纤维，凡适用于纤维素纤维染色的染料都能用于Lyocell纤维染色。从颜色的鲜艳度色牢度及操作等方面考虑，活性染料是最合适的。活性染料的品种不同，Lyocell纤维染色后的原纤化程度也不同，使用双官能团或三官能团活性染料，可以明显地使Lyocell纤维在湿状态下耐摩擦性能提高，抑制纤维的进一步原纤化。Lyocell纤维染整特点•3)经初级原纤化后的织物表面形成的茸毛，影响织物外观，必须去除。酶处理是去除Lyocell纤维原纤的主要途径，采用酸性纤维素酶处理效果较好。酶处理有两种工艺．一是在染色前进行，二是在染色后进行。染色后进行生物酶整理，可以赋予织物一种洗旧感。但常见的是染前酶处理，对染料没有耐酶洗要求，容易操作。另一种去除Lyocell纤维原纤的方法是烧毛，利用绒毛和布身升温速率的差异，去除织物表面的微小纤维。•4)无论是光洁整理还是桃皮绒风格加工的Lyocell纤维，使用过程中，都需进行防原纤化处理，抑制纤维表面微小纤维的产生，防止起毛和起球，减少机洗时的擦伤，保持桃皮绒制品原纤化状态。防止原纤化的方法包括：改变纺丝液组成．如增加半纤维素含量．降低木质素含量．加入含两个或更多反应官能团的交联剂，增加纤维原纤间的共价交联作用．制备低原纤化纤维纤维后处理．用树脂或交联剂整理Lyocell纤维，降低纤维的溶胀和原纤化倾向，纤维的低溶胀和纤维原纤问的交联能有效阻止纤维表面微小纤维的再形成常用的树脂或交联剂大多数是N一羟甲基化合物。•5)对Lyocell织物的整理加工采用高温、高浴比．对减少刮擦伤及死皱的形成有好处对于表面光洁度要求较高的产品．可施加少量的树脂。在染整的最后一道工序对织物进行柔软加工．可明显提高织物的风格。（二）MODAL纤维•“Modal”纤维是奥地利兰精公司开发的再生纤维素纤维，属于新型粘胶纤维。•Modal纤维是一种新型高湿模量纤维素纤维，纤维干强大于棉纤维、粘胶纤维，湿强与棉纤维相近，比粘胶高近一倍。•纤维大分子聚合度在2500---4000之间，比棉小3倍左右，无定型区比棉稍高，纤维干模量低，这些大分子特性决定了它具有良好的吸湿溶胀性能，而且轻柔、滑顺。•湿模量较高，在水中纤维间的移动增多，摩擦系数增大，容易产生严重的原纤化倾向，表现为易起毛起球，使得服用性能大大降低。•由于Modal纤维具有高的湿强度。低的湿伸长度，较低的吸水度，故织物在服用时具有很好的尺寸稳定性。几种纤维素纤维比较五、甲壳素/甲壳胺纤维•自然界唯一一个阳离子天然高分子物•目前常见与纤维素共混纺丝1939年，最早采用与粘胶纤维素相同的方法纺丝．将甲壳素用二硫化碳黄化，粘胶液经喷丝孔挤入含34％硫酸胺和5％硫酸的凝固(再生)浴中，所得纤维用05％氨水溶液和水清洗后浸泡于15％甘油浴15min．取出挤干甘油，在张力下干燥甲壳素可以溶于三氯乙酸／卤代烃二元混合溶剂，其中卤代烃可以是氯化甲烷、二氯甲烷、1，2一二氯乙烷、1，1，1三氯乙烷和1，1，2一三氯乙烷等．三氯乙酸的浓度为25％-75％(wt％)，甲壳素的浓度为1％～10％．从喷丝孔喷至丙酮凝固液中，再用甲醇为清洗液纤维强度为167～3．1g／d．伸长率为87％-20％．纤维进一步在0．5g／LNaOH溶液中浸泡1h，可提高强度达2．25-3．2g／d．伸长率为19．2％-27．3％，Kifune等建议该纤维可用作吸收外科手术缝线Austin用5％LiC1／N，N一二甲基乙酰胺(DMAC)或LiC1／N一甲基一2吡碚烷酮(NMP)为溶剂，配成5％(Ⅵr／v)甲壳素溶液，在丙酮中凝固、洗涤和拉伸，最终用水清洗．强度为236-592Pa．甲壳素纤维的染整特点•1)甲壳素纤维混纺织物的染整工艺应注意碱剂和氧化剂的影响，加工中尽量减少机械摩擦。•2)对于甲壳素／棉混纺织物漂白条件不能全部按照棉纤维的漂白工艺进行漂白．因为甲壳素纤维泛黄严重且会溶解或发脆。洗衣粉对甲壳素纤维有增白作用．白度比甲壳素纤维本身要高得多。•3)甲壳素纤维吸湿性良好有很好的染色性能可采用直接、活性、还原、碱性及硫化等多种染料进行染色，色泽鲜艳、手感柔软，但由于甲壳素纤维在酸性溶液中易溶解，所以，不能在酸性浴中染色。由于甲壳素纤维含有NH2对阴离子型染料亲合力大、上染速度快，易染色不匀。因此与纯棉混纺的织物染色要注意竟染及匀染性问题。•4)印染加工过程对甲壳素纤维混纺织物的抗菌效果有一定影响。丝光和漂白的工艺控制对抗菌效果影响显著因此应正确制定印染工艺获得最佳抗菌效果。甲壳素纤维在混纺织物中的含量应合适以保证理想的抗菌效果。六、超细纤维以涤纶最常见，其他有PP、PA虽然超细纤维没有确切的规格。但通常被规定为线密度小于0．7dtex的纤维。减少喷丝板上聚合物的吐出量，并以大的拉伸比进行拉伸，能纺得超细纤维。然而，聚酯为例，聚合物的吐出量低于0．15g／min时．喷丝板下方刚吐出的单纤维在成纤过程中断裂，一般不能获得拉伸后线密度小于0．3dtex的未拉伸丝。5O年代末用熔喷纺丝法和闪蒸纺丝法制成了超细纤维。这些纤维有别于长丝，是长度不等的短纤维，除了在纺丝后立即制成非织造布外．未见用于其它用途。长丝型超细纤维的历史较短。DuPont公司专利叙述的花瓣形复合纤维，可能是潜在的超细长丝的第一个实倒，发表于1961年。该发明的目的是