新型环保纤维_玉米纤维

纤维类别 比重 ( g cm- 3) 熔点 # 强力 ( g 旦- 1 ) 回潮率( % ) 回复( 伸度 5% ) 燃烧热 ( mJ kg- 1)
燃烧性
限氧指数( % ) 抗紫外线性 光折射角 水接触角 纺丝法
表 1 Ingeo 玉米纤维与其它纤维特性对比
锦纶 1 14 215 45 41 89 31
玉米纤维比重为 1 27 g cm3, 介于腈纶和羊毛 之间, 比天然纤维棉、丝、毛都轻, 这说明玉米纤维 具有较大的覆盖性, 膨松性好, 用玉米纤维制成的 服装重量较轻, 对人体产生的服装压较小。 2 2 熔点
玉米纤维的熔点在标准状况下高达 175 # , 强度达到 3 8 g 旦。天然纤维素纤维和蛋白质纤 维在高温下, 将直接分解或炭化, 因此棉、丝等天 然纤维没有熔点。而大多数的合成纤维在热作用
中烟
少烟( 离火 2 min 后自熄)
燃烧
燃烧
20~ 24 差 1 52 70
熔融纺丝
20~ 22 中等 1 54 82
熔融纺丝
18 好 15
干式纺丝
26+ 好
1 35~ 1 45 76
熔融纺丝
17~ 19 差
1 52
湿式纺丝
16~ 17 中等偏差
1 53
蚕丝 1 3~ 1 45
4 10 52
燃烧
中等偏差 1 54
玉米纤维的回潮率介于 0 4% ~ 0 6% 之间, 与天然纤维和合成纤维( 除涤纶外) 相比都较低, 吸湿性能较差, 疏水性能较好, 穿在身上不粘, 适 宜做外套类服装。有关实验表明, 玉米纤维与棉、 毛等天然纤维混纺可大大提高织物的吸湿性能, 针织面料要比机织面料吸水性能强, 所以可以综 合考虑各方面因素, 充分利用这种新型环保纤维 的服用性能, 以扩大其适用范围。 2 4 燃烧热
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2006 年第 5 期
新型环保纤维 玉米纤维
张技术
( 山东工艺美术学院服装系, 山东 济南 250014)
摘 要: 玉米纤维是一种可完全生物降解的 新型环 保纤维。 文章对玉 米纤维 的发展 状况、开发流 程做了 简
单介 绍, 重点介绍了比重、熔点、强力、回潮率、燃烧性 能、耐 气候性 等方面 的性能。与 涤纶、棉、毛等常 见纤维 作
了比较与探讨, 最后对玉米纤维在纺织服装上的 应用作了介绍与展望。
关键词: 玉米纤维; 性能; 应用; 服装
中图分类号:TS102 52
文献 标识码: A
文章编号: 1003 1456( 2006) 05 0028 03
纺织纤维原料是服装的载体, 对服装的舒适 性有重要的影响, 随着人们着装理念的提升, 人们 不再满足于化纤原料所带来的表面的华丽, 而更 加注重服装自身内在的健康舒适性。开发健康环 保型纺织原料是当今纺织服装行业的热点, 玉米 纤维就是该时期所推出的一种新型环保纤维。 1 玉米纤维简介
Abstract: PLA fiber is a new environmental protect ion fiber, which can be biodegraded. This paper overviews simply the evolution and manufacturing process of PLA , and then draws a comparison on performance, such as proport ion, melting point , mightiness and so on, between PLA and other fibers at length. At last the applicat ion of PLA in the field of clothing is present ed.
Key words: PLA fiber; performance; application; apparel
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为! 21 世纪的环境循环材料∀。玉米 纤维的天然 循环过程[ 3] 如图 2 所示。
图 2 玉米纤维天然循环过程图
2 玉米纤维的性能 玉米纤维是新一代环保型纤维, 它自身有很
多优越的性能, 玉米纤维短纤维特性与其它类型 纤维对比情况详见表 1。
从表 1 中不难看出, 玉பைடு நூலகம்纤维的性能与其它 纤维相比存在差异, 具体表现在以下几个方面。 2 1 比重
早在 20 世纪 80 年代就有人曾经预测和设想 过, 未来玉米将不再仅作为粮食而存在。在科技 飞速发展、自然资源日趋匮乏的今天, 这种设想终 于成为现实。经过多年的研究, 玉米纤维实现了 从实 验 室 向 商业 化 的 成 功 转 变。 2003 年 1 月 21 日美国 卡吉尔 道 ( Cargill Dow) 公司在纽 约为 其注册的 Ingeo 纤维举行了全球商业新闻发布会, 向世人推出了一种新型的环保型纤维 由玉米
玉米纤维的燃烧 热为 19 mJ kg, 燃烧时少烟 且离火 2 min 后自动熄灭, 限氧指数为 26% 。从 表 2 中不难看出, 玉米纤维的限氧指数比棉、毛、 丝等天然纤维和涤纶等合成纤维都高, 说明玉米 纤维离开火焰后不易燃烧。燃烧时与涤纶等合成 纤维相比有较少的烟, 由于它的成分是聚乳酸碳 水化合物, 燃烧后生成水和二氧化碳, 没有毒气生 成, 是低污染的纤维。
收稿日期: 2005- 10- 02 作者简介: 张技术( 1980- ) , 男, 硕 士研 究生, 山东 工艺 美 术学院, 主要从事服装工程方面的研究。
制成的聚乳酸纤维 Ingeo, 又称玉米纤维。2003 年 6 月, PLA 纤维经美国 联邦贸易委员会批准得到 分类名称, 从而和棉、丝、毛、尼龙、聚酯纤维一起 划归入公认的商用纤维类别。 1 2 玉米纤维的开发流程
下经过不同的物理机械状态, 即玻璃态、高弹态、 粘流态, 并软化到溶解。由于玉米纤维具有高结 晶性和高取向性[ 3] , 从而具有高耐热性和高强度。 玉米纤维的熔点低于涤纶等合成纤维, 但涤纶等 合成纤维在遇热后会发生收缩, 而玉米纤维则不 会出现这种现象。玉米纤维的 强力较天 然纤维 棉、毛略高, 比蚕丝、合成纤维略低。 2 3 回潮率
图 1 聚乳酸纤维生产工艺流程
1 3 玉米纤维的环保特性 由于乳酸是存在于动物、植物及微生物内的
天然物质, 很容易自然降解, 该纤维完全不使用石 油等化工原料, 其废弃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, 完成 自然循 环, 不会散发毒气, 不会对地球环境造成污染。由 于该纤维的初始原料为玉米等谷类, 其再生循环 周期短, 大约为 1~ 2 年, 其产生的二氧化碳由于 植物光合作用, 在大气中的含量会逐渐减少。玉 米纤维以价廉量多的淀粉作原料, 又具有完全自 然循环和能生物分解的特点, 已被众多专家推荐
羊毛 1 32
16 14~ 18
69 21
燃烧( 慢)
24~ 25 中等 1 54
30
2 5 化学性能 玉米纤维的抗紫外线性能优秀, 较棉、丝、毛
的抗紫外线性能强, 较涤纶、锦纶也好。 2 6 光折射角
玉米纤维的光折射角在 1 35~ 1 45 之间, 较 棉、毛、蚕丝、涤纶、锦纶等都小, 说明该纤维折射 率低, 染色性能好, 有利于获得深染色。 2 7 水接触角
参考文献:
[ 1 ] 傅忠君, 等. 聚乳酸( 玉米) 纤维染色技术进展[ J ] . 山 东理 工大学学报, 2005, ( 19) : 10- 17.
[ 2 ] 耿琴玉, 等. 聚乳酸纤维的 性能特征 及其产品 开发[ J ] . 棉 纺织技术, 2004, 25( 4) : 62- 64.
[ 3 ] 承秀光. 服装环境学[ M ] . 北京: 中国纺织出版社, 1999. [ 4 ] 朱松文. 服装材料学[ M ] . 北京: 中国纺织出版社, 2004. [ 5 ] Dugan J S. Novel properties of PLA fibers [ J ] . International
Nonwovens Journal, 2001, 10( 3) : 29- 33.
New environmental protection fiber PLA fiber
ZHANG Ji shu
( Shandong University of Art and Design, Jinan 250014, China)
玉米纤维的问世, 受到了纺织、化工界和消费 者的广泛关注, 显示出了良好的市场前景。玉米 纤维将会有广阔的市场和良好的前景, 是新世纪 最具有开发潜力的循环经济产业之一。
玉米纤维具有快速吸汗并迅速干燥、良好的 悬垂性、平滑冰爽性、有光泽且具有免烫效果等优 越的服用性能, 必将成为 21 世纪纺织服装面料的 新宠。
涤纶 1 38 255
6 0 2~ 0 4
65 25~ 30
腈纶 1 18 320
4 1 0~ 2 0
50 31
Ingeo 1 27 60~ 175 38 0 4~ 0 6 93 19
粘胶 1 52
25 11 32 17
棉纤维 1 52
1 9~ 3 1 75 52 17
中烟
多烟( 离火 6 min 后自熄)
玉米纤维的水接触角为 76, 介于涤纶和锦纶 之间, 与涤纶相比较, 其亲水性、毛细管效应和水 扩散性都较好。由 100% PLA 纤维或者 PLA 纤维 与羊毛和棉混纺纱制成的服装具有良好的穿着舒 适性, 很适合制作体育运动服和时尚服饰。 3 玉米纤维的应用
通过上面的探讨, 可以看出玉米纤维具有合 成纤维 和天然纤维的 特性以及特 殊的优 点。目 前, 国内外多家公司都竞相开发和生产玉米纤维 及其制品, 日本的中纺和纤公司、美国的卡吉尔 道( Cagill Daw) 聚合物公司、美国的 杜邦公司、山 东基德生态科技有限公司、台湾远东纺织、河北保 定依棉集团等都开发出了相关产品并获得了经济 效益。
玉米纤维是聚乳酸纤维的别名, 属于芳香族 聚酯纤维, 但不含芳香环。其合成原料来自天然 的植物( 如玉米等) , 是新一代环保型聚酯合成纤 维。玉米纤维埋入土 中一年后强 度会消失 并降 解, 如果与其它废弃物一起堆埋, 几个月就可以分 解, 降解产物为无害的乳酸、二氧化碳和水, 燃烧 时不产生有毒物质。 1 1 玉米纤维发展简介
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湿透气性, 良好的耐热性及抗紫外线功能, 并富有 光泽和弹性, 同时, 还拥有良好的水扩散性。
目前, 玉米纤维已与棉、羊毛、莫代尔、天丝等 成功混纺。将其长纤维与棉、羊毛或粘胶等混纺, 纺制成服装面料, 具有吸汗速干的特点, 几乎与涤 棉织物具有同等的性能, 处理方便; 富有疏水性, 对皮肤不发粘; 具有丝感外观, 且有蓬松的手感, 可以做 T 恤、茄克衫、长袜及礼服。与棉混纺做内 衣, 有助于水分的转移, 接触皮肤时有干燥感, 织 物的形态稳定性和抗皱性都较好, 还可做运动衣、 时装等。另外, 玉米纤维柔软、色泽艳丽, 特别适 合做女装。 4 结束语
聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的合成纤 维, 它可从谷物( 如玉米等) 中取得。首先对玉米 等原料进行发酵制得乳酸, 然后经缩合、聚合反应 制成聚乳酸, 再利用耦合剂制成具有良好机械性 能的较高分子量的聚乳酸, 最后经过关键的化学 改性, 将其强度、保水性提升, 并将其纤维化。玉 米纤维的生产流程如图 1 所示。
玉米纤维在纺织服装工业中已经得到了广泛 的应用。用玉米纤维制成的服装面料柔软度优于 聚酯面料, 耐用性佳, 有丝绸般的光泽及舒适的肌 肤触感和手感。玉米纤维是以人体内含有的乳酸 作原料合成的乳酸聚合物, 对人体安全。经测试, 由聚乳酸纤维 Ingeo 制成的面料对人体皮肤无任 何刺激性, 且对人体健康有益。其产品可为针织 或梭织, 尤其适合作婴幼儿贴身服装。用玉米纤 维制成的针织面料有着极好的悬垂性、滑爽性、吸