海岛纤维的生产方法及研究进展
海岛超细复合纤维的开发和生产
丝 型 、 丝 型 等 各类 针 织 、 织 物 ， 合 于 制作 多 涤 机 适
种 功 能性 服 装 ， 高 档 运 动 服装 、 暖 服装 、 如 保 Ｔ恤
衫 、 闲装 以及 内衣 等 ， 着广 泛 的应 用 领域 。福 休 有 纺纤 公 司从 ２０ ０ ３年底 在希 尔斯 生 产 线 上 开 始 开 发这 种海 岛型 复合 超 细纤维 。
了保证 海和 岛能很 好地 复合 并从 喷丝板 中顺 利喷
收 稿 日期 ：０ ６— ８—３ ２０ ０ ０
作者简介： 刘礼水 ， ，９ ９年 ４月生 ， 男 １６ 高级工程师 ，９ １年毕 １９ 业于天津纺织工学院化纤专业 。现任涤纶厂副厂长。
２０ ０７年第 ２ ７卷第 ２期
刘礼水． 海岛超细复合纤维 的开发和生产
结 晶度及 软化 点 ， 防止切 片进入 螺杆 后 软化 粘连 ， 造成 环结 阻料 。降低 水 分 可 以 防止 酯 键 水 解 ， 避 免熔 体 混有 微 量 水 分 ， 成水 泡 ， 形 造成 纺 丝 飘 丝 、 毛丝 、 断头 。因此要 求 干切 片含水 在 ３ ｐ ｍ 以下 。 ０ｐ 工 艺 条 件 为 ： Ｅ 预 结 晶 温 度 ：１０Ｃ 一 ＰＴ ６ｏ １５ ， ７ ℃ 干燥 温 度 ：２ １０—１５ 。Ｃ Ｐ Ｔ预 结 晶温 ８℃ ＯＥ 度小 于 １５ ， 燥 温 度 ：０ ３℃ 干 １０～１５ 。干 燥 时 间 ２℃
维 纶 通 讯
２０ ０ ７年 ６月
海 岛 超 细 复 合 纤 维 的 开 发 和 生产
刘礼 水
（ 福建 纺 织化 纤 集 团有 限公 司 ， 建永安 福
［ 摘
３００ ） ５０ １
要］ 介绍利用希尔斯纺丝生产线及 其工 艺纺制 Ｐ Ｙ海岛型超细复合 纤维 ， 为在 ｇ＇ＩＳ Ｓ型拉 Ｏ 认 Ｉ ２Ｄ Ｆ 超细复合纤维 生产
海岛纤维报告-滕海霞
新纤维材料调研报告海岛纤维滕海侠（纺织服装系 09现纺班）摘要：海岛纤维是一种高附加值、高技术的新型复合纤维，对海岛超细纤维的发展概况、生产方法、特点和应用进行了综合论述。
分析研究了四种海岛纤维的结晶度、结晶速度、晶粒大小、玻璃化温度与染色性能的关系．结果表明：结晶度小。
结晶速度慢，晶粒尺寸大，玻璃化温度低等等均有利于纤维染色性能的提高．总体来说海岛纤维可以分为两大类，一类是长丝，一类是短丝。
根据岛屿分布规律及纺丝工艺的不同可分为定岛和不定岛两种根据采用的聚合物类型和后加工工艺的不同，海岛纤维又分为溶剂溶海型和水解玻璃型。
其生产方法是多种多样的，有复合法纺丝法，直接纺丝法，喷射纺丝法、闪蒸纺丝法、聚合物共混纺丝法、离心纺丝法、原纤化法和湍流法等。
具有高覆盖性、手感柔软、穿着舒适织物光泽柔和等特性。
超细纤维与普通纤维相比，线密度小，比表面积大，微结构和形态结构也不同，容易造成染色不匀，染色不深等问题．影响海岛纤维染色性能的因素有很多．对纤维来说，首先是纤维的化学结构，主要有化学组成、分子立体结构等；其次是超分子结构，主要是结晶度、晶粒大小、无定形区大小和孔隙大小及分布等；再就是纤维的形态结构，主要是纤维的粗细、截面形状、皮芯结构等．用海岛纤维生产的仿麂皮绒是一种柔软而富有弹性，透气性、保暖性、抗皱性等各项性能优良的仿真皮面料。
这种面料质轻透气、抗菌防霉、舒适典雅，可广泛用于制作男女上衣、风衣、马夹、女裙等，还可用来制作各类箱包、鞋以及高档装饰用布，如果经过染色、印花、贴膜、压花等多种形式的整理，还可制成千姿百态的时尚产品。
因此，海岛复合纤维的开发必须将纺丝技术与织造、染整及服装加工结合起来，形成上下游一条龙，提高整体开发能力，惟此，海岛纤维产品才能具有生命力。
关键词：海岛纤维；超细纤维；染色性能；结构形态前言1 海岛纤维简介海岛纤维于20世纪70年代问世，进入90年代后，海岛纤维技术得到了进一步的发展和提高，技术日趋成熟。
超细海岛型纤维的制备与应用
超细海岛型纤维的制备与应用徐 红1,张宝华2,樊爱娟2(1.济南正昊化纤新材料有限公司,山东济南250100;2.上海大学环境化工学院,上海200072)摘 要:概述了超细海岛型纤维的含义、制备原理和技术以及在各领域的应用情况。
关键词:海岛纤维;超细纤维;制备;应用中图分类号:TS102.64 文献标识码:A 文章编号:100122044(2003)0420008202Preparation and Application of Super 2f ine Sea 2island FiberXU Hong 1,ZHAN G Bao 2hua 2,FAN Ai 2juan 2(1.Jinan Zhenghao New Fiber Material Co.,Ltd.,Jinan 250100,China ;Shan ghai University ,Shanghai 200072,China )Abstract :The meaning of super 2fine sea 2island fiber is described in the article ,and also described are theprinciple and technology of the preparation and the application of the fiber.K ey Words :Sea 2island fiber ;Super 2fine fiber ;Preparation ;Application1 海岛型纤维简介海岛型复合纤维又称为超共轭纤维或基质原纤型纤维,上世纪70年代初由日本东丽公司首先开发。
海岛纤维是一种多成分体系,从纤维的横截面看是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分包围着,好像“海”中有许多“岛屿”。
其“岛”成分和“海”成分在纤维轴向上是连续、密集、均匀分散的。
从整根纤维看,它具有常规纤维的纤度。
双组分海岛型超细纤维及其染整工艺研究
双组分海岛型超细纤维及其染整工艺研究篇一：双组分海岛型超细纤维是一种由两种不同原料组成的超细纤维,其制备方法一般采用熔融纺丝法。
这种纤维具有细度细、柔软、弹性好、耐磨性高等特点,广泛应用于纺织、造纸、建筑材料等领域。
本文将介绍双组分海岛型超细纤维的制备方法、特性及其染整工艺研究。
一、双组分海岛型超细纤维的制备方法双组分海岛型超细纤维的制备方法一般采用熔融纺丝法。
该方法首先需要将原料进行混合,然后在高温下熔融,通过高速旋转的纺丝仪将其纺成超细纤维。
在制备过程中,需要严格控制混合比例、温度、时间等因素,以确保制备出的质量稳定。
二、双组分海岛型超细纤维的特性双组分海岛型超细纤维具有以下几个特性:1. 超细度细:双组分海岛型超细纤维的细度通常在0.2-0.5μm之间,比天然纤维更细,具有更高的精度和表面质量。
2. 柔软性:双组分海岛型超细纤维具有较好的柔软性,能够模拟天然纤维的质感,具有良好的手感和舒适度。
3. 弹性好:双组分海岛型超细纤维具有良好的弹性,在使用过程中不易变形,且具有较好的回弹性。
4. 耐磨性:双组分海岛型超细纤维具有良好的耐磨性,能够抵御日常使用中的磨损。
5. 化学稳定性:双组分海岛型超细纤维对环境的影响较小,具有较高的化学稳定性。
三、双组分海岛型超细纤维的染整工艺研究双组分海岛型超细纤维的染整工艺一般采用染化法。
该方法需要将制备好的超细纤维进行染色,以获得所需的颜色和纹理效果。
在染整过程中,需要严格控制染料、媒染剂、离子液体等成分的浓度和比例,以确保染色质量。
双组分海岛型超细纤维具有超细度细、柔软性、弹性好、耐磨性高等特点,应用于纺织、造纸、建筑材料等领域。
本文介绍了双组分海岛型超细纤维的制备方法、特性及其染整工艺研究,为相关应用提供了参考和借鉴。
篇二：双组分海岛型超细纤维是一种由两种不同成分的纤维混合而成的材料,具有纤维直径小、比表面积大、吸附能力强、具有优异的光学、电学、力学和生物相容性等特点,在纺织品、医药、保健等领域具有广泛的应用前景。
海岛型复合超细纤维生产及关键技术研究
碱 溶液 中即可水 解 ，避 免 了使 用有 机溶 剂 ，减 少 了环境 道 、喷丝 板 。熔体 通 道 包括 了砂 池及 分配 板 。砂 池 采 用 污染 。本文 采用 两种成纤 聚合物 （Ｅ ／ ＯＰ Ｔ分 别作 两个平 行砂 腔 ，操 作 简便 、过 滤层 深 、受热 均一 ；分 配 ＰＴ Ｃ Ｅ） 为 “ ” 和 “ ” 组 分 。再 按 不 同 的 配 比 进 行 熔 融 纺 板保证 了熔体合理分配，确保高聚物先进先出的原则。 岛 海
Ｏ０ — ｄ ｅ 之 间的海 岛型复合 超细 纤维 。 ．１ ０４ ｔｘ 可纺 性 良好 ，组 件 的初始压 力应 大于 １ ＭＰ 。 ４ ａ ２２３ ＿．复合 比例
１原 料 的选 择
岛组 分 （Ｅ ） Ｐ Ｔ指标 ：特 性粘 度 为Ｏ６ ±Ｏ０ １ ｌ ．３ ．０ ／ ｄ ｇ， Ｏ ３１ 组 分 （ ０Ｐ Ｔ 指 标 ：特 性 粘 度 为 ０ ４ ． ％ 海 Ｃ Ｅ ） ．５—
含量 为 ０３ ％。 ．１
体 。２ 组 分分 别进 人 复 合 纺丝 组 件 经 滤砂 、分配 板 、 种
２复合纤维纺丝工艺
２１ 丝 工 艺 路 线及 流 程 ．纺 Ｐ Ｔ 片预结 晶一干 燥一螺 杆挤 压机熔 融 、 Ｅ切
主
ＣＯＰ Ｅ
喷丝 板 至 喷丝 口出丝形 成 复合 纤维 。常规 纺 丝 中 ，我们 采用 测定 无 油 丝黏 度 降 的方 法来表 征 纺 丝过程 中聚合 物 大分 子 的降 解程 度 ，在 海 岛纤 维 的生产 中可 以 同样 以无
择 、两组份 配 比、干燥 、纺丝 、卷绕 、加 弹等 ，并对相 关 的关 键技 术进行 研 究及 分析 。
关键 词 ：海岛型 超细纤维 生产 关键技术
海岛纤维的制备
海岛纤维的横截面
海岛纤维溶去海组分后获得超细纤维，去除岛组分则 可得到呈蜂窝结构的多孔中空纤维。
超细纤维
中空纤维
海岛纤维的分类
? 海岛纤维有长丝和短丝两种。 ? 长丝是原纤有规则地连续分布在基质中，经过切断后也可
制得各种长度的短纤； ? 短丝是原纤不连续地分布在基质中，但其主轴与纤维轴一
致。
1. 海岛纤维的发展历程
COPET切片干燥采用充填塔式连续干燥工艺，干燥温度要求在165℃ 以下，干燥时间控制在8h之内，否则COPET在长时间高温条件下因热降 解而发生切片粘连结块，很难达到工艺要求的切片干燥均匀度和含水率， 不利于纺丝。
PA6切片可采用低露点（-80℃）、低温空气干燥工艺，干切片含水 在85μg/g以下。
海岛纤维的制备
刘瑛 材料物理与化学
2013010774
主要内容
?前言 ?海岛纤维的发展历程 ?海岛纤维的特性 ?海岛纤维的制备 ?海岛纤维的应用 ?总结
海岛纤维的定义
前言
海岛纤维，又称为超共轭 纤维、基质原纤型纤维，是由 一种聚合物材料构成的芯组分 （又称“岛”相或分散相）以 纵向连续的形式分散于另一种 聚合物材料构成的海组分（也 称“海”相或连续相）中而形 成的。又因分散相原纤在纤维 截面中呈岛屿状态，因此称为 海岛纤维。
以碱溶性改性聚醋(COPET)/尼龙（简称PA6）海岛复合 超细短纤维为例，COPET/PA6是以COPET为“海”组分， 以PA6为“岛”组分，通过共扼复合纺丝技术及碱减量处理 工艺生产出线密度为3.5~4.4dtex的超细纤维。
COPET/PA6海岛复合超细短纤维生产工艺流程图
主要工艺条件
3.1.1 预结晶及干燥
3.1.3 纺丝温度ห้องสมุดไป่ตู้
涤纶海岛丝工艺
涤纶海岛丝纤维的工艺流程
涤纶海岛纤维生产工艺一般是将两种不同的高聚物分别放在干燥装置中，按不同工艺要求去除高聚物中的水，通过双螺杆挤压机熔融后，聚合物熔体按比例经过不同计量供料，进入纺丝箱体中复合纺丝组件，使一种组分有秩序地分布在另一组分中，然后由纺丝组件喷丝板喷出，经冷却成形、拉伸，通过卷绕装置卷成丝筒，即POY海岛丝。
涤纶海岛丝纤维检验时，海岛丝在未开纤时与一般的DTY纤维在外观上无明显区别。
DTY海岛丝只有在后处理开纤工序后，才呈现出超细纤维的特性。
DTY海岛丝检验方法如下：
1.显微镜鉴定法：根据其开纤前的横截面形状为“岛”被“海”包覆的特征，通过显微镜即可鉴定。
2.快速检验法：通过两手反复交替向外拉伸、松弛后，观察丝的状态，其外观形状为FDY&DTY两组不同复合，这可初步判断为DTY 海岛丝。
中国海岛丝交易网。
海岛纤维
3. 海岛超细纤维的应用
• 3.1 高密防水织物
3.2 高性能吸滤材料
3.3高性能清洁布
• 3.4 此外还可以做人造血管等功能材料．做 高级磨料用于一些高档仪表的磨光，另外 在化工和医药上还有特殊用途。某些加油 功能作用物质的超细纤维在化学反应时可 以用于催化或作为一些反应的基体。如可 用于染色污水的光催化消色处理。
海岛纤维
XXXXXXXX 某某某
海岛纤维是将一种聚合物分散于另一种 聚合物ห้องสมุดไป่ตู้，在纤维截面中分散相呈“岛”状 态，而母体则相当于“海”，从纤维的横截 面看是一种成分以微细而分散的状态被另一 种成分包围着，好像海中有许多岛屿。
1. 海岛纤维生产方法及分类
根据岛屿分布规律不同可分为定岛和不 定岛两种。 • 定岛型：纤维岛屿分布是均匀和固定的， 一般采用复合法纺丝。 • 不定岛：岛屿不固定，也不够均匀。粗细 相差很大。最细的比定岛型的细，但粗的 可以在0．1 dtex以上，主要采用共混纺丝。 • 目前前采用复合法纺丝的较多，因为它可 以制得各种性能稳定的超细纤维。
2. 海岛超细纤维特点
具有一般纤维不可能有的特性 a、高覆盖性： 随着纤维纤度的降低，直径变细，单位重量纤维的表面 积增加。 b、手感柔软、穿着舒适： 由于纤维超细，纤维更加柔软，制成织物，可产生毛细 管的芯吸作用，使织物吸附更多水分，并可将这些水分 移至织物表面，使其蒸发，增加了穿着的舒适感。 c、织物光泽柔和： 超细纤维的直径越小，纤维的曲率半径越小，其表面反 射的散射光占的比例越大，使织物表面的色调比较柔和。
生产海岛超细纤维有两种方法
生产海岛超细纤维有两种方法
生产海岛超细纤维有两种方法，如下：
一种是定岛法：它是通过双组份复合纺丝技术制成的，在纺丝分配板前都是单独形态存在，各走各的管道，其纤维的横截面是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分所包围，很像海中的岛屿，其岛与海成分在纤维的长度方向上是连续密集均匀分布的。
岛数固定、均匀且有规则，纤度一致且能达到0.04旦。
纺丝后是以常规纤度存在，只有在后加工用溶剂将海成分溶解掉，才可真正得到束状的超细纤维束，目前用在长丝上比较多。
二是不定岛法：它是通过双组分混溶纺丝技术制成的，其纤维的横截面也是一种成分以微细而分散的状态被另一种成分所包围，其单根纤维中的岛在微观上是不可控制的、在纤维的长度方向上是非连续密集分布的。
岛数不固定、纤度有差异但总体纤维更细，最细可以达到0.001旦。
纺丝后也是以常规纤度存在，只有在后加工用溶剂将海成分溶解掉，才真正得到束状的极超细纤维束。
由于其岛部分是经过拉伸而形成极超细纤维，所以目前尚不能生产长丝，而只能是生产短纤维。
双组分海岛型超细纤维及其染整工艺研究
双组分海岛型超细纤维及其染整工艺研究篇一：双组分海岛型超细纤维是一种由两种不同材料组成的纤维,具有独特的结构和性质。
这种纤维的主要原料是聚丙烯和海藻提取物,其中海藻提取物可以增强纤维的拉力和耐磨性。
本文将介绍双组分海岛型超细纤维的制备方法、结构特征、染整工艺以及应用前景。
1. 制备方法双组分海岛型超细纤维的制备方法可以采用物理法制得和化学法制得两种方式。
(1)物理法制得物理法制得方法利用聚丙烯纤维的溶解性,将海藻提取物添加到聚丙烯溶液中,通过混合、蒸镀等工艺步骤得到海岛型超细纤维。
该方法简单快捷,但制备出来的纤维质量较差。
(2)化学法制得化学法制得方法将聚丙烯和海藻提取物进行反应,制备出海岛型超细纤维。
该方法可以制备出高质量的超细纤维,但需要较高的反应条件和反应时间。
2. 结构特征双组分海岛型超细纤维的结构特征是具有两个不同材料的纤维单元。
其中,聚丙烯纤维是一种线性聚合物,具有较高的结晶度和取向度,可以形成各种形态的晶系和晶格。
海藻提取物是一种海藻提取物,具有较高的拉力和耐磨性,可以增强纤维的强度和耐久性。
3. 染整工艺双组分海岛型超细纤维的染整工艺可以采用以下几种方式:(1)熔融染整将双组分海岛型超细纤维熔融,加入适量的染料和助剂,进行染整。
这种染整方法可以实现颜色的深浅变化和色彩调整,但生产效率较低。
(2)分散染整将双组分海岛型超细纤维分散在染液中,加入适量的染料和助剂,进行染整。
这种染整方法可以实现颜色的均匀分布和生产效率较高,但成本较高。
(3)固色染整将双组分海岛型超细纤维固色在助剂中,进行染整。
这种染整方法可以实现颜色的持久性和生产效率较高,但成本较高。
4. 应用前景双组分海岛型超细纤维具有独特的结构和性质,在纺织、造纸、涂料等领域有广泛的应用前景。
(1)纺织领域双组分海岛型超细纤维可以用于纺织面料,如纤维布、涂层布等,可以实现颜色的深浅变化和色彩调整,提高面料的美观度和质感。
(2)造纸领域双组分海岛型超细纤维可以用于造纸原料,可以提高纸张的拉力和耐久性,改善纸张的性能和外观。
海岛纤维的制备
PA6/LDPE海岛共混纤维制备工艺流程图
3.2.1 切片质量
切片的质量直接影响丝的可纺性和产品质量，主要包括切片黏度、 单体和水分含量。PA6 作为成纤物质，对工艺的影响最大。通过大量实 验，我们总结出合适的切片指标要求。其中，PA6的水分含量要小于 0.06%，灰分小于20mg/kg；而LDPE切片的水含量要小于0.10%，灰分 含量小于0.01%。
3.2.3 纺丝温度
熔融纺丝时，纺丝温度的高低直接影响到熔体黏度的大小。同时还 对熔体细流的冷却固化效果、初生纤维的结构、拉伸性能、海岛界面结 构都有很大影响。在生产过程中，纺丝温度过高，会使熔体黏度降低甚 至热分解，使组件压力降低或出现波动，条干不匀率增大，毛丝及断头
增多；若纺丝温度过低，会使熔体黏度过高，并发生局部破裂，可纺性
线密度 /dtex 3.5~4.4 长度/mm 断裂强度/ 断裂伸长 （cN•dtex-1） 率/% 51±5 4.5±1 ≤50 COPET/ PA6 30/70 卷曲数/(个 /25mm) ≥16
3.2 共混纺丝法
指将两种或两种以上的聚合物切片或熔体混合进行熔 融纺丝，或将两种或两种以上的聚合物溶液或乳液混合进 行溶液纺丝的纤维成型方法，所得纤维即为共混纤维，又 叫双组分纤维或多组分纤维。
海岛纤维最早在20世纪70年代初开发，最初主要用来生产 仿麂皮绒织物 1970年，日本东丽公司首先向市场推出了溶离型超细纤维 （海岛型超细纤维）制造的人造鹿皮织物“ECSAINA"， 标志着海岛型复合超细纤维工业化生产的开始。 1972年，日本中纺公司也成功开发了溶离型涤-锦复合纤维， 商品名为“BELIMA”。 近年来日本、韩国、中国台湾、美国和意大利等都进行了 开发生产。日本、美国、欧洲地区海岛纤维均已工业化生 产，技术相对完善，韩国、我国台湾也有一些相当具有代 表性的产品。 我国在20世纪70年代初开始研究海岛复合超细纤维，但到 90年代才有实质性进展，“七五”期间列入了国家科技发 展计划项目。
浅谈海岛超细纤维
浅谈海岛超细纤维生产工艺......................................qdst这里它主要说的是海岛型超细纤维，其实超细纤维还有很多种，比如分裂型、深染型、色牢度型、具有柔软手感和色彩鲜艳、橘瓣分割型、扁平分割型、橘瓣分割型双色效果型、环保型等等，非常之多。
海岛型复合纤维是一种共轭复合纤维，20世纪70年代初由日本东丽公司首先开发。
它是一种多组分体系纤维，从纤维的横截面看是一种组分在纤维横截面以微细而分散的状态，构成所谓的“岛相”，而另一组分以连续的状态包围分散的组分而形成所谓的“海相”。
其“岛”组分和“海”组分在纤维轴上是连续、密集的。
复合纤维未开纤之前，它具有常规纤维的纤度，而后采用某种方式把“海”组分去掉，就可以得到束状的超细纤维，其以独特的柔软性、悬垂性、透气性和吸湿性，赋予产品良好的舒适效应和触感，博得了广大消费者的青昧；而将这种海岛复合纤维的“岛”组分去掉就可以得到中空纤维。
海岛超细纤维作为超细纤维家族中的一员，以其优良的性能而逐步被纺织和非织造企业、合成革企业所接受，由其制得的仿鹿皮绒、桃皮绒、拭净布、超细纤维皮革基布受到海内外消费者的青睐。
特别是2003年以来，随着纺织品中大量麂皮绒订单涌人中国、合成革产业的迅猛发展，超细纤维合成革、海岛纤维及其产品、生产的高附加值、高利润等因素，国内掀起了“海岛”热。
由于近几年石油原料的涨价，化纤原材料成本的迅猛增涨，使得传统的化学纤维的利润空间越来越小，而且后续纺织产品对高性能，功能化要求的推动，也影响了常规化纤产品的发展，然而海岛超细纤维的需求却是保持30％以上的增长率。
作为传统的纺织业大国，由于海岛纤维进口有限、国产化产品不多和技术不成熟等因素，我国海岛纤维的市场售价扶摇直上，在高额利润的刺激下，我国不少企业有意进人该行业，出现一大批在建及拟建项目。
一、海岛超细纤维的生产技术海岛纤维有共轭复合纺丝法和共混纺丝法两种生产方法。
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海岛纤维的生产方法及研究进展黄洁希,张玲(广东省化学纤维研究所,广东广州510245)摘要:介绍了海岛纤维的吸湿性、高密性以及柔顺性的特点,简述了海岛纤维的生产方法和研究进展,为化纤行业及相关人员开展海岛纤维的研究提供了参考。
关键词:海岛纤维;生产方法;开纤;研究进展中图分类号:TS342.94文献标志码:Bdoi:10.3969/j.issn.1672-500x.2019.01.009收稿日期:2019-01-24作者简介:黄洁希(1993-),男,广东汕头人,助理工程师,从事化学纤维研究与开发工作。
基金项目:广东省省属科研机构改革创新领域项目(2017A070701036)文章编号:1672-500X (2019)01-0034-05第48卷第1期化纤与纺织技术Vol.48No.12019年3月Chemical Fiber &Textile TechnologyMar.20190前言近年来,随着纺织技术水平和纺织业需求量的不断提升,海岛型复合超细纤维日益成为十分重要的新型纺织材料之一。
海岛型复合超细纤维即海岛纤维,又称超共轭纤维或基质原纤型纤维。
在上世纪70年代初期,日本东丽公司首先研究和开发了海岛纤维,自此掀起了一番超细纤维研制热潮。
海岛纤维因其性能优良、应用广泛,高附加值的新型高性能复合纤维制品能够满足人们对于纺织材料方面的更高要求,也能满足纺织市场的不同需求。
目前,海岛纤维处于高速发展时期,具有广阔的发展前景。
1海岛纤维简介海岛纤维是用两种热力学非相容性的聚合物按一定比例来进行共混或复合纺丝后制得的复合纤维,两组份中的一种聚合物以微细且分散的状态(“岛”组分)被另一种聚合物以连续相的状态(“海”组分)包埋着,在纤维截面上分散相原纤呈现岛屿状分布,仿佛“海”中有许多“岛屿”。
海岛纤维可依据岛屿的分布状态规律从而分为定岛型和不定岛型海岛纤维。
定岛型海岛纤维相对于不定岛型海岛纤维来讲,虽然纤维纤度稍逊于不定岛型海岛纤维,但其岛屿分布固定且纤度均匀,性能更加稳定,并且色牢度也会更强,绒毛手感舒适且具有书写效应,仿真皮风格较好,通常采用复合纺丝法纺制而成。
不定岛型海岛纤维的岛屿数量、大小、分布及纤度都存在随机性,且其岛屿不固定,均匀性也较差,粗细程度偏差很大,由于不定岛超细纤维海岛结构及其岛数目的不稳定性与不匀性,易造成超细纤维的纤度不匀,色牢度较差,在染整过程中比较容易影响产品的染色效果,一般采用共混纺丝的方法来制备。
2特点综述与专论*将海岛纤维的“海”组分溶离开纤后,可得到纤度小于0.55dtex 的“岛”组分超细纤维,这是其他常规的纺丝方法无法得到的。
由于单丝极小的纤度,海岛超细纤维及其织物表现出与常规化纤产品不同的物理性能。
(1)吸湿性:海岛超细纤维单丝纤度小,纤维比表面积大,且纤维间的空隙产生了芯吸作用,因此具有很强的吸湿能力。
(2)高密性:通过纺织工艺,调整海岛超细纤维之间的空隙,可以得到高密织物,高密织物具有优异的拒水性能[1],将纤维间隙控制在水滴直径和水蒸气微滴直径之间,使人体皮肤表面蒸发的水蒸气能透过织物,而外界的水滴无法穿过织物,可作为防水透气的织物,用于高档运动服装。
(3)柔顺性:海岛超细纤维直径的细化会降低纤维的刚性,提高纤维的柔顺性,并且由于纤维直径小,纤维表面反光点小,反射的散射光占比高,纤维呈现出光泽柔和的效果,因此海岛超细纤维常被用于仿真丝产品[2]。
3生产方法3.1纺丝方法目前市场上海岛纤维常用“岛”组分材料有聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等,根据“海”“岛”两组分熔体的表观黏度和纺丝温度的匹配性,以及“海”组分的易被溶解剥离程度,常选用的“海”组分材料有碱溶性聚酯(COPET)、聚乙烯(PE)、聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等。
海岛纤维的纺丝方法主要有复合纺丝法和共混纺丝法两种,除此之外,还有离心纺丝法、直接纺丝法、喷射纺丝法、原纤化法和湍流法等[3]。
3.1.1复合纺丝法复合纺丝法是生产定岛型海岛纤维的主要方法。
根据实际生产需求,将“海”“岛”两组分原料进行预结晶、干燥处理,各自经过独立的螺杆挤出机熔融、过滤、计量后,进入纺丝箱体中,最终在海岛复合纤维纺丝组件汇合,汇合后的熔体经喷丝板出丝后,再经过冷却、上油、拉伸、定型、卷绕成为成品长丝,长丝经过切断可制成相应的海岛复合短纤维。
以COPET/PA6定岛型海岛纤维长丝生产为例,其纺丝流程如图1所示。
3.1.2共混纺丝法共混纺丝法常用来生产不定岛型海岛纤维,与复合纺丝法生产定岛型海岛纤维不同,共混纺丝法制备的不定岛型海岛超细纤维纤度不均,最小纤度一般可达0.001dtex,最大可达0.1dtex 以上。
“海”“岛”两组分原料经过混合造粒或直接混合后进入螺杆挤出机熔融挤出,熔体进入箱体后在单组分纺丝组件纺丝,再经过上油、拉伸、卷绕为长丝。
长丝经过切断工艺可制成相应的海岛短纤维。
以聚酰胺6/低密度聚乙烯(PA6/LDPE)不定岛型海岛短纤维为例,其纺丝流程如图2所示。
图1COPET/PA6海岛复合长丝生产流程图第1期黄洁希等:海岛纤维的生产方法及研究进展35图2PA6/LDPE 海岛短纤生产流程图3.2开纤方法开纤是利用“海”“岛”两组分对溶剂溶解度的不同,溶解“海”组分成为超细纤维,或溶解“岛”组分成为中空纤维,是海岛纤维重要的工艺环节之一。
根据开纤的对象不同,开纤可分为织物开纤和海岛纤维开纤。
海岛纤维开纤是直接将纤维成品丝“海”组分或“岛”组分溶解去除,织物开纤则是将纤维加工成织物,对织物进行开纤处理。
目前常用的开纤方法有溶剂溶海型(苯减量法)和水解剥离型(碱减量法)。
苯减量法是采用甲苯等有机溶剂,在特定温度下,溶解“海”组分(或“岛”组分),保留“岛”组分(或“海”组分),如PE/PA6常用苯减量法开纤,利用100~120℃时,PE 能大部分溶于甲苯溶液,而PA6基本不溶的特性,将PE/PA6浸没在100~120℃中进行开纤,制得PA6超细纤维。
苯减量法存在着溶剂、“海”组分的回收问题和超细纤维上残留溶剂的去除问题,并不是十分理想的开纤方法。
碱减量法是采用热碱水解溶离开纤,如COPET/PA6采用碱减量法开纤,COPET 组分在NaOH 溶液中易被水解,而聚酰胺的碱稳定性好,在热碱中COPET/PA6经溶解剥离后可得PA6超细纤维。
碱减量法虽避免了有机溶剂的使用,缓解了超细纤维上残留溶剂的去除问题,但仍存在溶剂、水解产物的回收问题[4]。
无论是苯减量法还是碱减量法,两者都存在着溶剂的污染问题,不符合环保的生态理念。
现在已有生产厂家采用水溶性材料作为“海”组分生产海岛纤维,如采用水溶性PVA 作为海相组分,采用PET 或PA 作为岛相组分,将纤维浸入热水中,即可将海组分溶解,得到集束状的超细纤维,解决了传统PVA 溶解的有机溶剂带来的污染问题[5-6]。
也有厂家致力于设备工艺改进,尽量减少海岛纤维中被溶解剥离组分的占比,能减少资源的浪费,在降低生产成本的同时,也减缓海岛纤维生产过程给环境带来的负担。
4研究进展自20世纪70年代初海岛纤维问世以来,海岛纤维的研究热度便经久不衰,各学者对海岛纤维的原料、设备、工艺进行探索,已取得了阶段性的进展。
选用不同的“海”、“岛”组分,经开纤后可得材质不同、性能各异的海岛超细纤维。
崔宁等人采用超支化聚苯硫醚和线性聚苯硫醚混合物作为海岛纤维的“岛”组分,用聚酯类聚合物作为“海”组分,经开纤后得到聚苯硫醚超细纤维。
超支化聚苯硫醚的加入能减少线性聚苯硫醚分子之间的缠结,降低熔体的熔融温度,从而可以选择如COPET 之类的低熔点易溶聚酯[7]。
姜再兴等人用海岛纤维纺丝组件制备高强度碳纤维。
将聚丙烯腈(PAN)用二甲基亚砜溶解成岛组分溶液,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)溶液作为海组分溶液,通过纺丝、牵伸、凝固、去溶剂处理制得初级海岛纤维,初级海岛纤维经过后拉伸、开纤处理后得PAN 超细纤维,将PAN 超细纤维碳化后得到拉伸强度大于6.6GPa、拉伸模量大于324GPa 的超细碳纤维[8]。
倪春健等人以聚丙烯(PP)为“岛”组分,以热塑性聚合物,如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为“海”组分,制备海岛纤维。
以开发的PET/PP 海岛纤维为例,聚丙烯组分的加入降低了海岛纤维的密度(0.95~1.20g/cm 3),PET/PP 海岛纤维兼化纤与纺织技术第48卷36具“岛”组分聚丙烯的轻量性和表层PET优异的染色性和耐热性,与常规轻量纤维相比有独特的优点[9]。
通过改进海岛组件,在生产中可以增加单根海岛纤维中“岛”的数量,并且开纤后“岛”组分纤维的纤度可达纳米级。
美国Hill公司采用超微细旦纤维纺丝技术纺制海岛超细纤维,设计了一种精密喷丝板,每根纤维含900个“岛”,经开纤后,“岛”组分纤维的直径仅300 nm[10]。
日本帝人纤维公司以涤纶为“岛”组分,通过喷丝板设计和可形成超量“岛”断面的聚合物技术,生产出单根纤维“岛”数量约1000的海岛纤维,经开纤后,得到高强度的涤纶纳米纤维NANOFRONTTM。
在海岛纤维中添加功能性改性母粒,可增添原先海岛纤维所不具备的功能,满足人们对产品多样化的需求,拓展海岛纤维在生活和工业中的应用。
孙海波等采用复合纺丝制备PET/ COPET海岛纤维,在纺丝过程中,向海岛纤维加入生物质石墨烯,制得的生物质石墨烯海岛纤维具有抑菌、抗菌和远红外保健功能[11]。
董瑞华等人将PA6切片、LDPE切片和经过干燥工艺处理的阻燃母粒进行共混纺丝,制得的纤维阻燃效果好,且阻燃效果持久[12]。
受自然界中蝴蝶翅膀绚丽多彩的反射颜色启发,已有学者开展纤维结构色的相关研究。
由于自然界中产生结构色的结构尺度都在光的波长量级,而经过设备工艺改进的海岛纤维的“岛”组分直径能达到纳米级别,因此目前海岛纤维是开展纤维结构色研究的最佳材料。
通过设备工艺调整纤维内部的微纳米结构,使其对入射光进行有选择性干涉、衍射,控制纤维反射的颜色,可以减少染剂的应用,减少染色环节对环境的污染。
但该工艺较为复杂,限制了生产应用,目前研究尚处于起步阶段。
Kim Y S 开发一种三角形排列形状的海岛纤维,“岛”组分直径远低于常规海岛纤维的“岛”纤维,通过调整海岛比例和纤维直径来呈现不同的颜色[13]。
韩旗,李家文等人通过实验对比了正方形、三角形和蜂窝状海岛纤维,发现蜂窝状海岛纤维能减少外界光入射角度带来的虹彩效应[14]。
海岛超细纤维制成的合成革基布与传统合成革基布相比,具有优异的柔软性、吸湿透湿性能。
陕西科技大学的徐娜等人用乙烯基改性的胶原蛋白对巯基化海岛超细纤维合成革基布进行后处理,增加了纤维表面的胶原蛋白,能进一步加强海岛纤维合成革基布的吸湿透湿性[15]。