纺织纤维发展和新型纤维应用.docx

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1、纺织纤维发展和新型纤维应用纺织纤维发展和新型纤维应用纺织纤维品种、产量和质量的发展，既关乎纺织业的发展，又涉及工业、农业、军工、国防、航天、航海、环境和交通运输等。科技创新和社会需求的不断提升，正促进着纺织纤维不断发展。新纤维的开发对纺织工艺、设备、器材和配件等也提出了新要求。研究纺织纤维的变化和发展趋势，开发新型纤维产品，具有重要的社会和经济意义。1世界纺织纤维的发展概况从1970年至今40多年来，世界纺织纤维得到飞速发展。据欧瑞康(Oerlikon)集团对1970年2006年全球纤维的供应量统计(见图1和图2),可看出化学纤维用量已明显超过天然纤维的供应量，近40年来化学纤维增长份额为54

2、%,棉、毛、丝天然纤维的增长份额为37.4%。图1表明20世纪90年代开始，化学纤维已成为最重要的一类纤维。图1全球纤维供应统计图2全球纤维产量图3表明化纤长丝供应量增长比短纤快,这主要归功于涤纶长丝的发展和产业用长丝的增加。图3纱线和纤维产量从1980年至2006年，化纤的年均增长率为4.1%,而天然纤维的年均增长率为2.4%,再生纤维年均增长率为5.6%,这与粘胶类短纤的增长有关。当今西欧、日本和美国整个化纤行业持续萎缩，据有关资料显示，1985年这些国家和地区的化纤总产量所占市场份额从53%下降至20%,而日本以外的亚洲地区占据了 72%的市场份额，其中羽来自中国大陆。2纺织纤维发展趋势

3、2.1 化纤的发展仍将大于天然纤维由于耕地面积减少，地价不断攀升，全球人口继续增加，粮食生产依靠种植；棉花等天然纤维供应量将持续减少。此外，也与化纤性能不断改善有关。2.2 化纤长丝发展远大于短纤纺织纤维已大量进入产业利用，如：交通运输、建筑、航空、航海、汽车、航天、军工和国防均以长丝为主。2.3 再生纤维将持续高速发展再生纤维一般都能生态降解，符合循环经济发展的要求，如再生纤维素纤维、再生蛋白质纤维等。符合环保要求的，必将持续发展，品质优异、功能较好的纤维将成为亮点，如天使纤维、Modal纤维等。2.4 应大力发展绿色纤维、生态纤维绿色纤维泛指不用农药，不施化肥，在生产、储存、销售等过程中无

4、污染的天然纤维。生态纤维常指生产过程中无污染环境、无毒液、毒气、毒物排出的纤维，纤维本身能自然分解。绿色纤维、生态纤维尚未建立可检测的国家标准，其概念还缺乏定性、定量的解释，有待完善。目前一般认为的天使纤维，生态有机棉等也只能称为准生态纤维。2.5 应限制或禁止污染环境的相关纤维的生产如丙纶纤维生产污染较大、不能生态降解且纤维易产生静电，可纺性差，染色性和导湿性也不好，全球市场2006年比2005年下降1.9%,见表1。目前主要用于制造地毯等，但在我国丙纶长丝束编织的手提袋却泛滥成灾，对土地严重污染，建议有关部门给予干涉。表1主要的人造纤维产量2.6 应大力发展差别化纤维对20世纪70年代的&

5、ldquo;纶”族纤维应通过改性实行差别化改造，提高使用价值和性价比。目前，国外庸纶差别化率已达50%以上。传统的“纶”族化纤有涤纶、懵纶、维纶、丙纶、氯纶等，其共有的缺点是回潮率低，吸湿、放湿性差，可依其特点，通过差别化改性，甚至成为仿真和超真天然类纤维。2.7 纳米复合纤维将成为今后发展的方向纳米技术通过特定材料超微化或二维化处理，使材料性质发生变异形成纳米晶粉或薄膜，再用物理或化学方法，如涂层、空隙渗透、膨化、溶剂介入、氧化、还原、渗透、嫁接等方法，从而使纤维具有高强度、高模量、高弹性、高导电、高储能、高透光、抗屏蔽、高保暖、抗细菌、阻燃、防臭等特殊功

6、能，这也是今后高科技纤维的发展方向。当前，石墨烯纳米复合纤维已成为发展的重点，其应用也日益广阔。2.8 积极发展高性能纤维高性能纤维比一般纤维具有高得多的强度、模量，有优异的耐高温、难燃性和化学稳定性，被称为第三代合成纤维，包括有机、无机两大类。世界各国都十分重视高性能纤维的发展，市场竞争激烈，因为其发展与国防、军工、航天、航海等发展密切相关。2.9 纤维发展应重视环保，可循环利用由于合成纤维一般都无法自然分解，用后易造成环境污染。世界各国都十分重视纤维的回收利用，据2014年统计，全球聚酯（涤纶）瓶回收量已达670万t,预计2020年将超过1500万3其他纺织品回收利用也全面开展。我国也已开

7、发涤纶回收利用技术，回收纤维经处理后可用于非织造布、服饰产品和充填物。因此，废旧纺织品的再生利用技术应进一步深入探索。3新型纤维分类和应用3.1 天然植物纤维3.1.1 木棉木棉属单细胞种子纤维，是最轻、最细的天然纤维。其中空度高达85%,线密度为0.9dtex3.2dtex,密度约为3.9g/cm3,平均长度为25mm35mm，表面光滑，无天然卷曲，耐酸碱、强度低，有光泽，呈微黄色，防菌、防蛀、防霉；但抱合力和可纺性差，加捻效率低，只能少量海纺，开发舒适保暖的内衣类高档织物。3.1.2 牛角瓜纤维牛角瓜纤维又称水晶棉纤维、树棉纤维，是近年发现的原创性纤维，它是一种灌木果实,状似牛角，每年能收

8、获多次纤维，长度为20.0mm40.5mm,平均长度为34.75mm,密度约为棉纤维的一半，线密度约为0.93dtex。与木棉相似，其可纺性差，有较强的抗菌能力，中空度达80%,宜少量混纺，用于制作保暖内衣等，用途受限。3.1.3 麻类新纤维传统麻纤维有芝麻、亚麻和黄麻等。当今麻类纤维采用新型脱胶技术，能改善其线密度和可纺性，改善麻纤维带来的刺痒感，充分发挥麻类优良的吸湿、排湿功能和抗菌、抑菌作用。如：由大麻无毒改进的汉麻，其放湿性优于芝麻，色洁白，可减少静电集聚，耐热性好,不易起毛、起球；圣麻以黄麻为原料，采用特殊的专利技术，使其纤维具有干湿强度高、透气、抑菌、防霉等特征，制成的织物滑爽、悬

9、垂性好，深受用户欢迎；此外，还有剑麻、罗布麻等，产量很低。3.1.4 天然彩棉天然彩棉是利用生物技术培育的新型纤维，具有色彩自然，手感柔和，无需染色、漂白,不会在衣服中残留有害金属离子和酸碱等有害物质。世界主要产棉国都致力于彩棉的研究,我国新疆甘肃已培育出15个系列、45种色泽的品种。但色谱尚不完善，色牢度较差，纤维线密度细、成熟度差、强度低、产量较低，因此发展较慢，尚需努力。3.1.5 菠萝叶纤维菠萝叶纤维是从菠萝叶片中提取的特细纤维，长度为0mm100mm,直径为真丝的四分之一，特点是滑爽、柔软、强度较低，不能单独纺纱，只能混纺制成织物，吸湿透气，滑爽如绸，抑菌防臭，宜做高档服装和床上用品

10、。3.2 动物纤维动物纤维近年来无显著变化，除传统的绵羊毛、蚕丝外，新动物纤维有山羊绒、兔毛、耗牛毛、绢丝、触丝，但可纺性都比较差，纺纱时需要添加和毛油、抗静电剂等表面活性齐I,生产成本较高，产品以混纺为主。其中，山羊绒、兔毛产品属高端产品，主要用于秋冬毛衣、大衣和西装。3.3 再生纤维素新纤维再生纤维素新纤维，是在粘胶纤维基础上发展形成的。粘胶纤维是我国第一代再生纤维素纤维，也是我国第一种化纤，已有百年历史，其原料为棉短绒制成的浆粕，生产工艺较复杂，其中黄化、脱硫工序对环境有污染，能耗、水耗大，发达国家已限制生产；但我国21世纪初还在快速发展。粘胶纤维主要特点是湿模量低、遇水易收缩变形，湿强

11、度低；但其可纺性好，常用于混纺。与粘胶纤维相似的再生纤维还有铜胺纤维、醋酯纤维等，醋酯纤维主要用作香烟的过滤嘴等。3.3.1 高湿模量纤维20世纪50年代，日本首先研制高湿模量粘胶纤维——虎木棉等，其湿模量大大改善。奥地利兰精公司于20世纪80年代研发了 Modal纤维，是以木浆为原料，克服粘胶纤维所有缺点，产品具有柔软、光滑、快干、高湿模量的特性，深受用户青睐，是第二代再生纤维素纤维。类似Modal纤维的具有高湿模量纤维的品牌产品有Formotex、Richcelk Viloft等。3.3.2 莱赛尔(Lyocell)纤维莱赛尔纤维是第三代再生纤维素纤维，港台地区注册

12、的商业名称为“天使纤维”o它以樟木浆粕为原料，用“溶剂纺丝法”生产，生产过程全封闭，溶剂循环使用，无环境污染。产品综合棉、涤纶、粘胶纤维的优点，基本符合生态纤维的要求,具有高强力、高模量、柔软、悬垂性好、吸放湿能力强等优点。莱赛尔纤维已在全球生产,有多种品牌，产品已实现系列化：G100型是原纤化型，易起毛、起球，适用于桃皮绒、绒类织物。A100型无原纤化型，适用于一般光洁织物。3.3.3 再生纤维素纤维的衍生新产品基于上述再生纤维素纤维的基理，当前已衍生如下新产品。a)以竹浆粕取代木浆粕的竹浆纤维，产品具有柔软、滑爽、吸湿等特点，稍有抗菌作用;b

13、)将超细珍珠粉或贝壳粉共混于粘胶液中制成的珍珠纤维，产品具有滑爽、润肤、抗紫外线等保健功能。3.4 蛋白质再生纤维3.4.1 牛奶蛋白纤维牛奶蛋白纤维由牛奶中提取的蛋白质酶素制成，含有多种氨基酸和天然保湿因子，手感柔软、光滑，抗菌率达80%,纤维密度小、有弹性和丝一样的光泽，抗日晒牢度优，抗起毛、起球。3.4.2 大豆蛋白纤维大豆蛋白纤维用大豆制成豆粕羟基和氟基高聚合物纺丝而成，可生物降解，密度小、手感柔软、抗皱性好、悬垂性优。3.4.3 玉米类蛋白纤维玉米类蛋白纤维以玉米、红薯、甜菜等淀粉提炼的乳酸为原料制成，具有蓬松、柔软和吸湿等特点。3.4.4 蚕蛹蛋白纤维蚕蛹蛋白纤维是以30%的蚕蛹蛋

14、白与70%的粘胶共混制成的一种复合纤维，兼有真丝和粘胶丝两种纤维的特性，可生物降解，具有导湿、透气、抗紫外线等护肤保健功能。蛋白质再生纤维的缺陷是易产生静电，纤维的抱合力差，一般易起毛、起球，适宜混纺,开发针织类产品。4差别化纤维差别化纤维一般指将传统纤维如以石油为原料的“纶”族纤维、天然纤维、再生纤维通过物理或化学方法改善其性能，提高其一项或多项功能，使之有更好的性能或性价比，或者针对某一种纤维为目标进行仿造或超越，提高其使用价值。主要分类如下。4.1 异形纤维通过改变纤维的横截面改善性能，如中空型纤维可改善保暖、柔软和吸湿效果；三角形可增加纤维的反光、闪光特性，使纤

15、维具有仿丝效果；扁平形可使纤维具有仿麻、仿丝效果等。4.2 细特纤维降低纤维线密度可增加成纱中纤维根数；增加比表面积以改善其可纺性；降低纺纱的线密度，充分发挥纤维表观效果和色彩，提高柔软性，适用仿丝织物、高密仿绒类织物、桃皮绒面料等。4.3 易染纤维某些纤维的可染性差，使染料适应性差、染色不鲜艳，可通过改性加以解决，扩大其产品用途，如开发阴离子可染涤纶、常压常温可染涤纶、酸性染料可染月青纶、可染彩色涤纶、易染丙纶等。4.4 阻燃纤维通过阻燃处理可开发阻燃粘胶、阻燃睛纶和阻燃涤纶等纤维。4.5 高收缩纤维通过对纤维高收缩改性，可使一般纤维收缩率达到20%以上，该纤维可用于开发膨体纱产品、拉舍尔毛毯等高收缩织物。4.6 抗静电纤维通过纤维抗静电改性，可减少或消除纺、织、染后加工中静电的影响，保障正常生产,清除隐患，确保安全。4.7 高吸湿、放湿性纤维多数合成纤维，如涤纶、丙纶等吸湿、放湿性能较差，影响服装舒适性，通过对纤维截面进行多孔性或多沟槽形改造，可增大纤维的吸湿、放湿功能，如杜邦公司Coolmax纤维截面有四条细