常见与高性能纤维纺织品优秀课件

2、高吸水聚合物是一种高分子电 解质，能在水或溶剂中电离。
高吸水聚合物吸水能力的计算公式：
Q5/3=[(i/2VVS1/2)2+(1/2-X1)/V1]/(Ve/V0)
式中： Q—吸水能力 Ve/V0——聚合物交联密度 (1/2-X1)——聚合物亲水性 i/2VV——聚合物中固定电荷密度 S——外部电解质的离子强度
美国杜邦的聚酯Aquasorb是一种羧 甲基纤维素钠。
卫生用品材料—尿布、卫生巾、 高效吸血纱布、绷带，快速吸收体液， 不沾伤口。
农业、林业、园艺——与其他纤 维混用制成的膜，作为土壤保水剂， 透水透气性好，所吸收的水份95％可 被植物利用，用它制成的“水合土” 可在沙漠中种植庄稼。
二、生体吸收性纤维
（一）生体吸收性纤维的分类
天然材料——羊肠线、纤维素、 甲壳素、胶原质、海藻酸盐。
合成材料——聚乙交酯类 （PGA）、聚二氧杂环己酮（PDS）、 草酸酯共聚物、琥珀酸共聚物、聚酰 胺酯、玻璃质。
混合材料——明胶＋聚乙烯醇
（二）应用
1、缝合线 最大的应用领域。30~80天后， 吸收作用完成。
2、内脏修补织物及固定材料
聚乙烯醇纤维在进行磺化前先经部分碳化 处理，因此实际结构较复杂，难以用简单的 结构式加以表述，通常其含碳量为52%~53%， 含硫量为6.7%~6.8%（以—SO3H形式存在）。
选用干法纺丝制取的维纶长丝做原丝，
相应要求其单丝的线密度9.3~9.6dtex， 总线密度1222~1333dtex，经脱水及催 化处理后，在80~120℃下烘干，再使 之在140~180℃空气中部分碳化，继而 又在浓硫酸和硫酸盐的溶液中对其进行 磺化、经水洗后再用10%~20%氯化钠 水溶液使之转型，即使它的磺酸基团转 变为磺酸钠型，经水洗、卷绕即可。
3.混合成纤法
在纺丝液中加入离子交换剂，均匀混合 后进行纺丝，可以制成离子交换纤维。用复 合纺丝法将两种共聚物纺制成海岛纤维，如 以聚乙烯为岛，聚苯乙烯为海成纤后再将聚 苯乙烯交联，经功能化后可以制得阴离子或 阳离子交换纤维。
（三）离子交换纤维举例
1.聚乙烯醇系强酸性阳离子交换纤维 聚乙烯醇系磺酸型阳离 ◆在纤维素纤维未挤压成型之前，
加入淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯 酸酯这样的物质于纺丝液中，然后共 同纺丝成型。
2、聚羧酸类
丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸 中添加适量的多羟基醇作为交联 剂，共同制成纺丝液。 极性基团的数量对吸水能力有很 大的影响。
3、聚丙烯腈类
高吸水聚合物制品形状共分为4种： 粉末状、颗粒状、膜状、纤维。
（二）高吸水纤维的种类
1、纤维素类： 是最早开发的吸湿性纤维之一，
包括物理改性和化学改性。
物理改性：从纤维截面、形状、平直 度、容积等增加纤维的内外比表面积 来提高吸收量。主要有：
中空型：
充气型：
化学改性： ◆ 纤维素与尿素反应生成纤维
（二）制法：
1.化学转化法： 将离子交换基团以置换的方法加至 基材纤维的分子链上，常用的基材 有聚乙烯醇、纤维素、聚氯乙烯、 聚酚醛、聚苯乙烯、聚乙烯、氯乙 烯-丙烯腈共聚物等。
2.接枝单体法
以聚烯烃、聚乙烯醇、聚氯乙烯以及聚 己内酰胺纤维为基体，经过辐射或化学接枝 可以制备离子交换纤维。如以聚烯烃纤维为 基体，辐射接枝苯乙烯，再经磺化或氯甲基 化、胺化反应可以制得阳离子或阴离子交换 纤维。聚烯烃纤维接枝丙烯酸可制备弱酸性 阳离子交换纤维。
具有较高的离子交换容量，对钙离 子和铜离子的交换速度快，十几分钟即 可达到交换平衡。
对亚甲基蓝有很高的吸附能力。 较好的耐热性、耐化学药品性和耐辐 射性，吸附、脱色能力强，通水性良好。 纤维呈棕褐色至黑色，相对膨润度为 1.2%。
用途：
充填有该纤维的电渗析器，可以用作核 工业排放的低水平放射物的废水处理， 另外，也可用它制作饮用水的净化器、 木糖醇才净化器，以及用于分离稀土金 属等。
丙稀腈＋甲基丙烯酸＋N羟甲基 丙稀酰胺共聚纺丝，浸渍于浓硫酸中 干燥后，即得到高吸水纤维。
4、改性聚乙烯醇类
并不具有短时间内吸收大量水份 的高吸水型，但引入羧基后，经干法 或湿法纺丝后得到的纤维，吸水能力 可达到自重100倍以上，在40度的温 水中基本不溶。
（三）高吸水纤维的吸水机理
1、水分子进入网状结构后，与离 子基团形成化学键，网状结构具有弹 性，可以容纳许多分子，外观呈现一 种透明凝胶状态。
（四）高吸水纤维的开发应用
日本的Exlan公司的“兰西尔－F”， 能吸收120ml/g－150ml/g的纯水， 40ml/g-50ml/g的0.9％盐溶液。
美国Arco多公司研制的Fibersorb 纤维是以丙烯酸类化合物作芯的高吸 水纤维，能吸收自重200－300倍。
英国考陶尔兹的ST高吸湿粘胶连续长 丝。
（三）离子交换纤维举例
2. 聚乙烯醇系阴离子交换纤维 聚乙烯醇系氨基离子交换纤维
常见与高性能纤维 纺织品
高吸水性聚合物能够吸收自重数 十倍、数百倍乃至千倍的水，不但吸 速快，而且吸水后成为一种被水高度 溶涨的无色透明凝胶，施加压力，难 于将水挤出，但当外界温度较低时， 吸收的水可自行扩散出来。
美国农业部北部研究所于1974年 开发，主要由丙烯腈接枝聚合到糊状 淀粉上，再进行水解而成。
腹壁修补、胸隔膜修补、疝修 补作为暂时支撑材料。
器官修复（脾脏、肝脏、肾脏） 的包复物
体内定位材料。
3、人工假肢
和其他纤维一起混合制作人工骨 的强化纤维。
4、人工皮肤
创面敷布，不仅保证创面纤维芽 细胞很好生长。而且与生体亲和性好， 能被创面吸收，愈后皮肤光滑。
此外还开发了许多止血纤维，其 他载体性纤维。
三、离子交换纤维
纤维大分子长链上具有活性侧基的 合成纤维，经与具有离子交换功能 官能团的化合物进行侧基置换，使 构成该纤维的大分子长链上，带有 相应的可以用作离子交换用的官能 团，从而使之成为具有离子交换功 能的“离子交换纤维”。
（一）分类：
强酸型阳离子交换纤维 弱酸型阳离子交换纤维 强碱型阴离子交换纤维 弱碱型阴离子交换纤维