第一節(jié) 超細(xì)纖維的定義
超細(xì)纖維的定義說(shuō)法不一,又稱微纖維,細(xì)旦纖維,極細(xì)纖維,英文名稱microfiber。一般把纖度0.3旦(直徑5微米)以下的纖維稱為超細(xì)纖維。(可研報(bào)告)
第二節(jié) 超細(xì)纖維的生產(chǎn)技術(shù)
超細(xì)纖維的生產(chǎn)有直接紡絲、復(fù)合紡絲、共混紡絲、噴射紡絲、閃蒸紡絲、離心紡絲等多種方法,本文著重介紹三種主要方法。
1、直接紡絲法
直接紡絲法是通過(guò)優(yōu)化紡絲工藝對(duì)傳統(tǒng)紡絲方法的改進(jìn)。在熔體紡絲時(shí)要適當(dāng)降低聚合物粘度,提高熔體純凈度,降低噴絲板下方的環(huán)境溫度使冷卻加速并提高冷卻吹風(fēng)的均勻程度。利用直接紡絲無(wú)須化學(xué)或機(jī)械處理即可直接獲得單一組分的超細(xì)纖維,生產(chǎn)成本低,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,但對(duì)紡絲組件和工藝條件要求很高,紡絲時(shí)易發(fā)生斷頭或毛絲。
2、復(fù)合紡絲法
合紡絲法又可分為機(jī)械(或化學(xué))剝離法及溶解(或水解)剝離法,前者所得為裂離型超細(xì)纖維,后者即目前市場(chǎng)廣為應(yīng)用的海島型超細(xì)纖維,二者最大的區(qū)別在于前者剝離后兩種組分都保留在纖維中,而后者剝離后纖維中只保留島組分。
2.1 復(fù)合紡絲—(化學(xué))剝離法
該方法是將兩種親和性有差異的聚合物通過(guò)復(fù)合紡絲制備成橘瓣型、米字型、中空型等復(fù)合纖維,然后利用兩組分的相容性和界面粘結(jié)性較差的特點(diǎn)采用機(jī)械或化學(xué)剝離得到超細(xì)纖維。該方法的關(guān)鍵是如何提高兩組分的分割數(shù),以達(dá)到超細(xì)化的要求。目前常采用PA和PET制備復(fù)合纖維,然后采用苯甲酸處理使PA組分收縮而剝離。
2.2 復(fù)合紡絲—(水解)剝離法
海島型復(fù)合纖維是70年代初開(kāi)發(fā)的一種新型纖維,從纖維的橫截面看是一種微細(xì)而分散的島組分被另一種海組分包圍著,海組分與島組分在纖維軸向上是連續(xù)、均勻的,將所得復(fù)合纖維采用合適的溶劑溶解或水解除去其中的海成分即可得到只保留島成分的超細(xì)纖維。早期的海島型復(fù)合纖維采用PET或PA作為島組分,海組分大多采用PS或PE,然后用苯、甲苯等有機(jī)溶劑除去海組分,但這樣帶來(lái)了環(huán)境污染、易燃易爆等問(wèn)題,限制了它的發(fā)展。90年代以來(lái)人們致力于水溶性聚酯(COPET)的 研究 ,用其作為海組分,在熱水或熱堿液中即可水解,避免了使用有機(jī)溶劑,減少了環(huán)境污染。
3、共混紡絲法
該方法是利用非相容高聚物體系共混紡絲,由于兩組分組成比與溶體的粘度比有一定的關(guān)系,可使一種組分形成分散相,另一種組分形成連續(xù)相,分組相以微纖狀分散在基體相中,即所謂“不定島”式海島型共混纖維,將其中海組分溶解或水解掉即可得到超級(jí)細(xì)纖維。
第三節(jié) 超細(xì)纖維開(kāi)發(fā)動(dòng)向與發(fā)展趨勢(shì)
超細(xì)纖維是化學(xué)纖維發(fā)展的一大突破,它的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了紡織工業(yè)“劃時(shí)代”的新產(chǎn)品。隨著全球經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,能源危機(jī)與環(huán)境污染越來(lái)越受到人們的關(guān)注。如何保持經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展是目前需要迫切解決的問(wèn)題,而超細(xì)纖維的持續(xù)發(fā)展以及超細(xì)纖維材料在常規(guī)和高性能產(chǎn)品的日益拓展,將會(huì)不斷進(jìn)入更多新的應(yīng)用領(lǐng)域。
根據(jù)美國(guó)紡織纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(USTIA)的最新預(yù)測(cè)報(bào)告指出,超細(xì)纖維材料 研究 的發(fā)展與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和資源、環(huán)境的發(fā)展緊密相關(guān),所以新的生長(zhǎng)點(diǎn)和交叉點(diǎn)將會(huì)不斷涌現(xiàn),這既促進(jìn)了超細(xì)纖維的發(fā)展又豐富了新材料科學(xué)的內(nèi)涵。其開(kāi)發(fā)動(dòng)向與發(fā)展趨勢(shì)有:
一是恢復(fù)生態(tài)的替代措施。進(jìn)入21世紀(jì)以后,世界各國(guó)加大了環(huán)境保護(hù)的力度,實(shí)行了退耕還林、退牧還草等恢復(fù)生態(tài)的措施,致使天然皮革產(chǎn)量年年下降。在這種形勢(shì)下,一是為了彌補(bǔ)天然皮革的不足,二是為了滿足人們更高層次的需求,超細(xì)纖維合成革被逐步用來(lái)替代一部分真皮。在日本等一些國(guó)家和地區(qū),技術(shù)的發(fā)展使得超細(xì)纖維合成革已大量取代了資源不足的天然皮,而一些采用人造革及合成革做成的箱包、服裝、鞋以及車(chē)輛和家具的裝飾,也日益獲得市場(chǎng)的肯定,其應(yīng)用范圍之廣、數(shù)量之大、品種之多,傳統(tǒng)天然皮革根本無(wú)法做到。
二是研發(fā)范圍不斷擴(kuò)大。未來(lái)超細(xì)纖維材料 研究 與相關(guān)學(xué)科不斷交叉、滲透,新的學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)不斷出現(xiàn),從傳統(tǒng)的化纖學(xué)科及其相關(guān)的物理、化學(xué)學(xué)科滲透到材料學(xué)科、能源學(xué)科、復(fù)合材料學(xué)等領(lǐng)域。
三是更加注重仿生態(tài)環(huán)保性能。自然界生物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中,利用最簡(jiǎn)單的成分、最普通的條件獲得了最穩(wěn)定的微觀材料結(jié)構(gòu),人們可以從這種微觀分級(jí)結(jié)構(gòu)中得到啟發(fā),通過(guò)生物擬態(tài)或者仿生設(shè)計(jì)制備出性能更優(yōu)越的超細(xì)纖維及其復(fù)合材料,充分發(fā)揮仿生超細(xì)纖維可再生、可降解利用的優(yōu)勢(shì),特別是節(jié)約、降耗、降能是未來(lái)超細(xì)纖維發(fā)展的必然趨勢(shì)。
四是更加重視基本性基與功能設(shè)計(jì)。超細(xì)纖維的最大特點(diǎn)是其優(yōu)異的基本性基與功能;未來(lái)的超細(xì)纖維及其材料的開(kāi)發(fā) 研究 不但注重其基本性基的改進(jìn),還注重賦予其新的功能,注重復(fù)合化、高性能化、功能化。
五是第三次熱潮的產(chǎn)業(yè)用途。超細(xì)纖維的開(kāi)發(fā)今后肯定會(huì)在所有的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)得到發(fā)展。這種先導(dǎo)型的高技術(shù)纖維,將會(huì)成為一種重要的材料。預(yù)計(jì)若第三次熱潮來(lái)臨,重點(diǎn)將是在產(chǎn)業(yè)用途方面。產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域、裝飾用領(lǐng)域?qū)Ω吖δ芎投喙δ艿牟粩嘧非?,都將成為超?xì)纖維產(chǎn)品不斷拓展、不斷開(kāi)發(fā) 研究 的驅(qū)動(dòng)力。預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)超細(xì)纖維產(chǎn)品將會(huì)大量用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天、海洋等領(lǐng)域。
六是服用領(lǐng)域的主導(dǎo)產(chǎn)品。對(duì)于現(xiàn)代服裝,已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)以材質(zhì)取勝的時(shí)代,采用新型超細(xì)纖維開(kāi)發(fā)的面料可以極大提高服裝的附加值。關(guān)注科技纖維的發(fā)展,把握其特性,實(shí)現(xiàn)面料的科技新和高檔化,將成為服用領(lǐng)域紡織產(chǎn)品的突破口。與普通纖維相比,超細(xì)纖維具有柔軟、光澤柔和、織物覆蓋力極強(qiáng)及服裝生理效果好等優(yōu)點(diǎn)。服用纖維領(lǐng)域?qū)π缕焚|(zhì)、新風(fēng)格、新功能的不斷追求,必然是超細(xì)纖維將成為“服用新合纖”的主導(dǎo)產(chǎn)品之一。
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