高吸湿纤维的新进展

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生物基聚酰胺56材料的研究进展

生物基聚酰胺56材料的研究进展

第1期纤维复合材料㊀No.1㊀129 2024年3月FIBER㊀COMPOSITES㊀Mar.2024生物基聚酰胺56材料的研究进展徐㊀飞1,2,李圣军3,朱㊀炜3,李长恩1,2,桂早霞1,2,张梦园1,2,甘胜华1,2(1.浙江桐昆新材料研究院有限公司,嘉兴314500;2.嘉兴市新材料研发重点实验室,嘉兴314500;3.桐昆集团股份有限公司,嘉兴314500)摘㊀要㊀生物基聚酰胺56是以生物基戊二胺和石油基己二酸为原料得到的一种新型的极具发展前景的生物基聚酰胺材料㊂本文分析了生物基聚酰胺56的结构特点所带来的性能优势,其物理性能㊁耐磨性㊁耐腐蚀性㊁耐热性㊁吸湿性㊁柔软性以及染色性等都很优异㊂本文介绍了生物基聚酰胺56在工程塑料㊁纤维㊁纳米纤维膜等领域的应用,总结了目前国内生物基聚酰胺56的产业化现状,指出目前生物基聚酰胺56在研发及产业化过程中需要解决的问题,包括原料的稳定供应,聚合与纺丝工艺突破㊁生产过程节能减排㊁建立统一的产品检测评价标准等㊂关键词㊀生物基聚酰胺56;结构;性能;应用领域;发展现状Research Progress of Bio-based Polyamide56XU Fei1,2,LI Shengjun3,ZHU Wei3,LI Changen1,2,GUI Zaoxia1,2,ZHANG Mengyuan1,2,GAN Shenghua1,2(1.Zhejiang Tongkun Institute for Advanced Materials Co.,Ltd.,Jiaxing314500;2.Jiaxing Key Laboratory of Advanced Materials R&D,Jiaxing314500;3.Tongkun Group Co.,Ltd.,Jiaxing314500)ABSTRACT㊀Bio-based polyamide56is a novel and highly promising material which is obtained from bio-based pen-tanediamine and petroleum based adipic acid.The performance advantages brought by the structural characteristics of bio-based polyamide56are introduced in this article,which has good physical properties,wear resistance,corrosion resistance, heat resistance,moisture absorption,softness and dyeing.In this article,we introduce the application of bio-based poly-amide56in the fields of engineering plastics,fibers and nanofiber membranes,summarize the current industrialization sta-tus of bio-based polyamide56in China and point out the problems that need to be solved in the research and development process of bio-based polyamide56,including stable supply of raw materials,breakthroughs in polymerization and spinning processes,energy conservation and emission reduction in production processes,and establishment of unified product testing and evaluation standards.KEYWORDS㊀bio-based polyamide56;structure;performance;application;development status通讯作者:甘胜华,男,博士,高级工程师㊂研究方向为高分子化学与物理㊂E-mail:gsh@纤维复合材料2024年㊀1㊀引言聚酰胺6和聚酰胺66是应用最广泛的聚酰胺材料,但目前生产聚酰胺6和聚酰胺66的原料均来自于石油,还未开发出产业化生产其生物基单体的方法㊂生物基聚酰胺56是一种新型的生物基聚酰胺材料,其生物基单体戊二胺是由玉米㊁小麦等生物质原料发酵而得到的[1]㊂与石油基聚酰胺6和聚酰胺66相比,生物基聚酰胺56的生产过程可降低约50%的不可再生资源的消耗㊂与聚酰胺66原料之一己二腈常年依赖进口不同,我国拥有自主知识产权的戊二胺生产技术,上海凯赛生物技术股份有限公司和宁夏伊品生物科技股份有限公司均拥有成熟的生物法生产戊二胺的工艺㊂生物基聚酰胺56的很多性能与聚酰胺66相近,并且在吸湿透气和低温可染等方面比聚酰胺66更加突出㊂发展生物基聚酰胺56,一是能够突破聚酰胺产业原料受限制的困局;二是能够响应国家双碳政策,顺应国际绿色发展的趋势;三是能够为我国生物基聚酰胺的发展开创新局面,推动我国生物基材料产业的发展㊂2㊀生物基聚酰胺56的结构与性能生物基聚酰胺56是由含有奇数个碳原子的戊二胺和含偶数个碳原子的己二酸熔融缩聚而成的脂肪族聚酰胺,其合成反应式如图1所示㊂聚酰胺56拥有聚酰胺系列材料的基本性能,如优良的机械强度㊁耐磨性,较好的耐腐蚀性等㊂此外,由于聚酰胺56的分子结构为奇偶型碳原子排列,酰胺基团的错位分布使其分子链之间的羰基与氨基不能完全形成氢键㊂聚酰胺56独特的结构特征,使其表现出与聚酰胺6㊁聚酰胺66相似的性能外,更赋予其柔软舒适㊁吸湿性好㊁易染色等性能[2]㊂图1㊀聚酰胺56的合成反应式生物基聚酰胺56主要性能如下,与聚酰胺6和聚酰胺66一样,聚酰胺56具有质轻的特点,其相对密度(1.14g/cm3)低于聚酯(1.4g/cm3)㊂聚酰胺56玻璃化转变温度低,它的玻璃化转变温度为55ħ,低于聚酰胺66(65ħ)和涤纶(75ħ),具体性能参数如表1所示[3-8]㊂聚酰胺56的熔点在254ħ左右,与聚酰胺66相当,远高于聚酰胺6㊂聚酰胺56最大热损失速率温度约为440ħ,热分解温度远大于熔融温度,可纺性能好[8]㊂聚酰胺56中酰胺键的存在使相邻分子链间形成稳定的氢键,在结晶时形成放射状球晶结构,与聚酰胺66㊁聚酰胺6相比,聚酰胺56结晶速率较快㊁球晶对称性更好㊁规整度更高[9],良好的结晶结构有利于聚酰胺56纺丝成形,提高其力学性能㊂聚酰胺56纤维的强度与聚酰胺66相近,高于涤纶,是粘胶纤维的3倍左右,是羊毛的4~5倍[10]㊂表1㊀几种高分子材料性能对比[3-8]聚酰胺56聚酰胺6聚酰胺66PET 相对密度/(g/cm3) 1.14 1.13 1.14 1.4玻璃化温度/ħ55526575熔点/ħ254224262255饱和吸水率/%14%10%8%--由于聚酰胺56分子链的奇碳结构,其分子链上存在大量未成氢键的酰胺基团,增加了聚酰胺56的染色位点,因此相较于聚酰胺66,聚酰胺6,聚酰胺56的上染速率快,上染率更高㊂聚酰胺56纤维可以用酸性染料㊁分散染料㊁活性染料以及中性染料进行染色[11]㊂此外,由于聚酰胺56的玻璃化转变温度低,聚酰胺56可以在较低温度下(50ħ~90ħ)进行染色㊂聚酰胺56分子链中游离的酰胺基团使其具有优异的吸湿性,经测定,生物基聚酰胺56的饱和吸水率可达到14%,比聚酰胺66(饱和吸水率8%)及聚酰胺6(饱和吸水率10%)还高㊂优异的吸湿排干性能能够显著提升生物基聚酰胺56织物的穿着舒适度㊂3㊀生物基聚酰胺56的应用生物基聚酰胺56具有良好的机械性能㊁可加工性能,其耐热性㊁耐腐蚀性㊁吸湿性㊁染色性均很优异,在多个领域具有很好的应用前景[12-17]㊂各企业相继开发出生物基聚酰胺56系列产品,产品质量可靠,有望替代相关石油基产品㊂各大高校也纷纷致力于研究高性能㊁功能性的生物基聚酰胺031㊀1期生物基聚酰胺56材料的研究进展56材料,拓宽生物基聚酰胺56的应用领域㊂3.1㊀生物基聚酰胺56在工程塑料领域的应用生物基聚酰胺56作为一种新型的聚酰胺材料,它的机械强度高,力学性能优异,耐热性㊁耐腐蚀好,质轻,可加工性好,研发人员希望它能够替代聚酰胺66㊁聚酰胺6作为工程塑料应用在新能源汽车[13]㊁高铁㊁电子产品㊁建筑板材㊁结构件等方面㊂叶士兵等人[14]进行了生物基聚酰胺56在车用工程上的应用评价,他们对比分析了三种玻纤增强聚酰胺,生物基聚酰胺56㊁聚酰胺66㊁聚酰胺6三种材料的性能,发现聚酰胺56的基本物理性能㊁长期抗老化性能㊁长期耐油性均不弱于聚酰胺66和聚酰胺6㊂但由于聚酰胺56的奇碳结构使其具有更好的吸湿性,高的吸水率使聚酰胺56塑料湿态性能变化最大,耐水解(醇解)性能最差,相关性能对比如表2[14]所示㊂生物基聚酰胺56目前尚不能替代聚酰胺66作为工程材料在汽车上使用㊂若能解决高吸湿带来的性能下降问题,生物基聚酰胺56凭借着自身的性能优势㊁环保属性,它在工程塑料方面,实现 以塑代钢㊁以塑代铝 还是有着很广阔的发展前景㊂表2㊀玻纤增强聚酰胺部分性能对比[14]聚酰胺66-G30聚酰胺56-G30聚酰胺6-G30干态性能拉伸强度/MPa195192178缺口冲击强度/(kJ/m2)11.510.612.8湿态性能拉伸强度/MPa133112115缺口冲击强度/(kJ/m2)3439.940.7高温水解(醇解)性能保持率拉伸强度保持率/%45.7 6.323.5弯曲模量保持率/%61.228.443.23.2㊀生物基聚酰胺56在纤维领域的应用聚酰胺56独特的分子结构使其作为纤维产品具有很多优异的性能㊂生物基聚酰胺56纤维的力学性能与聚酰胺66相近,但它具有更优异的吸湿性,染色性,服用舒适性,因此在纤维领域有很广阔的应用前景[15-23]㊂目前对于生物基聚酰胺56纤维的应用主要集中在两个领域,一个是纺织服装领域,一个是工业丝领域㊂3.2.1㊀纺织服装经研究发现,与聚酰胺6和聚酰胺66纤维相比,生物基聚酰胺56纤维具有吸湿快干性,亲肤性,耐磨性,柔软性,低温易染性,因此非常适合应用在纺织服装领域㊂目前已有多家企业开发出多种应用在纺织领域的生物基聚酰胺56长丝㊁短纤㊂上海普弗门化工新材料科技有限公司开发出一种高稳定性生物基聚酰胺56纤维[18],其可纺性能好,在长期使用状态下仍然具有良好的耐老化性㊂改进工艺后得到的聚酰胺56POY规格为33dtex/ 24f,断裂强度为3.0cN/dtex,断裂伸长率75%;经过拉伸假捻变形得到的DTY规格为27.5dtex/ 24f,断裂强度为3.8cN/dtex,断裂伸长率28%,回潮率5.5%㊂DTY纤维在180ħ烘箱放置30min,纤维不发黄,检测其断裂强度为3.7cN/dtex,断裂伸长率26%;纤维在紫外灯照射120h,纤维不发黄,检测其断裂强度为3.8cN/dtex,断裂伸长率27%㊂上海凯赛生物技术股份有限公司开发出的系列生物基聚酰胺56纤维具有低温易染㊁柔软亲肤㊁易吸易排㊁耐候耐磨的服用特性㊂其可制作成针织与梭织面料,应用在内衣㊁衬衫㊁西装㊁羽绒服㊁冲锋衣㊁袜子㊁箱包㊁窗帘等方面㊂军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所开发出具有优异力学性能和阻燃性能的生物基聚酰胺56短纤[19]㊂断裂强度最高能到9.6cN/dtex,极限氧指数最高能达到36.3%,断裂伸长率为40%~60%,标准回潮率为4%~5%㊂这些短纤能够适应不同需求及用途,其可应用在军服㊁作战服㊁鞋靴㊁袜子㊁内衣等服装领域㊂3.2.2㊀工业丝生物基聚酰胺56纤维具有断裂强度高,耐磨性好,耐疲劳性能优良等特点,聚酰胺56与聚酰胺66工业丝主要性能对比如表3所示[20],从表中数据可以看出聚酰胺56工业丝的性能与聚酰胺66相当,是很好的替代聚酰胺66工业丝的绿色纤维㊂131纤维复合材料2024年㊀目前已经开发出可以用在帘子布,安全气囊,帆布,绳索,降落伞,缝纫线,脱模布,水口布,安全带与输送带等方面的生物基聚酰胺56工业丝㊂表3㊀聚酰胺56与聚酰胺66工业丝性能对比[20]项目聚酰胺56工业丝聚酰胺66工业丝线密度/dtex 942.4930.2断裂强力/N 77.378.1断裂强度/(cN /dtex)8.28.31断裂伸长率/%19.819.44.7cN /dtex 定负荷伸长率/%11.612.21%伸长初始模量/(cN /dtex)51.655.85%伸长初始模量/(cN /dtex)30.329.5浙江恒澜科技有限公司开发出一种高强低模改性生物基聚酰胺56工业丝[21],通过加入含有支链结构的己二酸作为改性单体,使其纤维取向度提高,从而增强了纤维的力学性能,同时又降低了结晶尺寸,进而降低模量㊂改性后的生物基聚酰胺56初生纤维经四级牵伸后得到的工业丝,强度为7.0~9.2cN /dtex,断裂伸长率为18%~33%,干热收缩率为5%~10%㊂这种工业丝是制备汽车安全气囊的理想材料㊂江苏太极实业新材料有限公司开发出一种由高粘生物基聚酰胺56树脂生产的高强聚酰胺56工业丝[22]㊂相对粘度为3.2~3.8;断裂强度为8.0~10.0cN /dtex;断裂伸长率为16%~24%;断裂强度保持率ȡ90%,具有强度高㊁伸长率低㊁尺寸稳定性好㊁耐疲劳和耐老化等特点,使得其广泛应用于轮胎帘子线㊁帆布㊁传输带㊁安全气囊㊁降落伞㊁绳索㊁安全带㊁工业滤布或帐篷等领域㊂上海凯赛生物技术股份有限公司开发出一种脱模布用的生物基聚酰胺56高强丝[23]㊂该高强丝铜离子含量为55~90ppm;孔数为30~48孔;断裂强度ȡ6.8cN /dtex;177ħ㊁2min 干热收缩率ɤ7.5%;180ħ㊁4h 耐热强力保持率ȡ90%;初始模量ȡ40cN /dtex;4.7cN /dtex 定负荷下伸长率为8~15%㊂其具有优异的拉伸㊁抗拉㊁剥离强度以及良好的耐热性能,特别适用于脱模布㊂3.3㊀高性能㊁功能性生物基聚酰胺56应用探索华东理工大学郭卫红教授团队[24-25]开发出具有超韧性和高抗冲击性的生物基聚酰胺56塑料㊂改性塑料的制备过程如图2所示[25]㊂他们将弹性体乙烯-辛烯共聚物(POE)与聚酰胺56进行熔融共混,发现弹性体与聚酰胺56有很好的相容性,弹性体的存在能够有效分散冲击应力,降低缺口敏感性,使聚酰胺56的韧性和抗冲击性能得到显著提高,缺口冲击强度提升了17倍㊂这种具有超韧性和高抗冲击性的生物基聚酰胺56塑料能够应用在汽车保险杠㊁车身板㊁车门以及电子电器㊁机械轴承和航天航空等上面㊂图2㊀POE 改性聚酰胺56塑料的制备工艺[25]㊀㊀西安工程大学杨建忠教授团队[26]将经过等离子体活化的碳纳米管与己二胺接枝得到氨基化碳纳231㊀1期生物基聚酰胺56材料的研究进展米管(AMWNTs),再与生物基聚酰胺56熔融共混改性,AMWNTs 的加入一方面提高了聚酰胺56的热稳定性,并降低其玻璃化温度,有利于低温下PA56的使用,另一方面显著提高了聚酰胺56纤维的导电性㊂台湾省成功大学[27]㊁上海东华大学[28]都成功通过抗菌剂聚六亚甲基胍盐酸盐对生物基聚酰胺56纤维进行改性,制备出具有优异抗菌性能的抗菌纤维㊂3.4㊀生物基聚酰胺56在纳米纤维膜领域应用探索东华大学丁彬教授团队[29-30]用静电纺丝的方法制备出的生物基聚酰胺56纳米蛛网纤维膜平均孔径小,纤维之间存在空腔结构㊂这种纤维膜可以作为空气过滤材料,过滤方式为表面过滤㊂生物基聚酰胺56纳米蛛网纤维膜具有优良的力学性能㊁过滤性能㊁容尘量大且能重复使用,在过滤材料㊁防护口罩等方面具有应用优势㊂东华大学郭建生教授团队[31]制备出生物基聚酰胺56纳米纤维膜,将其作为纳米发电机的摩擦材料㊂聚酰胺56膜表面形貌及纳米发电机工作原理如图3所示[31]㊂聚酰胺56纳米膜表存在大量孔洞,这些孔洞有利于电荷的产生和富集㊂作为正负电摩擦材料的聚酰胺56膜和PLA 膜在接触摩擦后分别带上正负电荷,由于静电感应,Cu 电极背面带相反电荷,因此产生内部电势差,为达到电荷平衡,电子在外电路迁移产生电流㊂聚酰胺56纳米膜表现出很好的稳定性和环境适应性,器件输出性能稳定,环境适应性强㊂图3㊀聚酰胺56纳米膜形貌及纳米发电机工作原理[31]4㊀生物基聚酰胺56的产业化现状目前国内能够产业化生产生物基聚酰胺56的企业只有少数几个㊂上海凯赛生物技术股份有限公司在山东金乡㊁新疆乌苏建有总产能为5万吨/年生物基戊二胺及10万吨/年生物基聚酰胺的生产线,系列生物基聚酰胺56产品(泰纶㊁E -2260㊁E -1273㊁E3300㊁E6300等)生产线已经于2021年上半年正式投产㊂此外凯赛公司在太原的年产50万吨生物基戊二胺及90万吨生物基聚酰胺项目也在稳步建设中㊂黑龙江伊品新材料有限公司一期建成1万吨/年戊二胺㊁2万吨/年聚酰胺56盐生产线,并已于2022年10月成功试生产,1万吨/年生物基聚酰胺56切片生产线预计在今年下半年投产,至年底达产,并且二期规划建设10万吨/年生物基聚酰胺盐产线㊂优纤科技(丹东)有限公司在现有年产2万吨聚酰胺56纤维基础上,于2023年初投资数亿元,新增年产5万吨生物基聚酰胺56/聚酰胺66切片及纤维建设项目㊂5㊀结语聚酰胺作为重要的高分子材料之一,在纺织纤331纤维复合材料2024年㊀维㊁工程塑料等方面发挥着重要的作用㊂用生物基高分子材料替代石油基材料是现今高分子材料领域的重点发展方向㊂然而目前我国生物基材料的使用占比很低,生物基聚酰胺56的研发及其产业化能够推动我国生物基材料领域的高质量发展㊂虽然生物基聚酰胺56已经实现突破性发展,但其产业化生产还有诸多问题需要解决:(1)实现原料的稳定供应,降低原料价格,减少生产成本进而降低生物基聚酰胺56价格;(2)减少生产过程的能耗及污染物排放以实现绿色生产;(3)确定稳定的聚合㊁纺丝生产工艺,开发成熟的熔体直纺技术,实现产品的稳定生产;(4)提高生物基聚酰胺56产品的市场信任度,开拓生物基聚酰胺56应用市场,实现对石油基聚酰胺的替代;(5)建立行业统一的产品检测与评价标准㊂随着生物基聚酰胺56的发展,其凭借着性能优势㊁绿色属性,会在未来有更广阔的市场前景㊂参考文献[1]乔凯.生物基合成纤维单体发展现状及展望[J].纺织导报, 2017,879(02):32-38.[2]Eltahir A Y,Saeed A H,Xia Y,et al.Mechanical properties, moisture absorption,and dyeability of polyamide5,6fibers[J]. The Journal of the Textile Institute,2016,107(2). [3]郝新敏,郭亚飞.生物基聚酰胺纤维引领产业绿色发展[J].纺织科学研究,2020(02):72-73.[4]YASSIR ABDEL GADIR ELTAHIR HASHIM.新型尼龙56纤维的制备和表征[D].东华大学,2014.[5]孙朝续,刘修才.生物基聚酰胺56纤维在纺织领域的应用研究进展[J].纺织学报,2021,42(04):26-32. [6]刘轶.热拉伸对尼龙6薄膜结构与性能的影响[D].湖南工业大学,2020.[7]Morales-Gámez L,Soto D,Franco L,et al.Brill transition and melt crystallization of nylon56:An odd-even polyamide with two hydrogen-bonding directions[J].Polymer,2010,51(24).[8]于维才.尼龙56的物理性能及可纺性探析[J].聚酯工业, 2014,27(01):38-39.[9]吴田田.生物基尼龙56的结晶㊁动态热力学及流变性能研究[D].东华大学,2017.[10]张晨.生物基聚己二酸戊二胺聚合物与长丝性能研究[D].东华大学,2015.[11]李蒙蒙,胡柳,侯爱芹,等.生物基纤维尼龙PA56染色性能及产品开发研究进展[J].染料与染色,2016,53(05):25-30.[12]陈建新,马海燕,成晓燕,等.生物基PA56的研究进展[J].合成纤维工业,2021,44(06):53-56. [13]钱伯章.尼龙12短缺影响全球汽车生产[J].橡塑技术与装备,2012,38(06):46.[14]叶士兵.生物基尼龙56车用工程应用评价[J].合成材料老化与应用,2019,48(03):6-11.[15]薛彬彬.生物基PA56纤维在乘用车轮胎冠带层中的应用研究[J].合成纤维工业,2021,44(02):52-55. [16]钱伯章.具有优势的PA56纤维[J].合成纤维,2019,48 (12):53.[17]A.Kedo,胡紫东.具有创新性和成本竞争力的纺织用生物基聚酰胺[J].国际纺织导报,2016,44(05):12-14+28. [18]肖文华.高稳定性生物基聚酰胺56纤维及其制备工艺[P].上海市:CN114045562A,2022-02-15.[19]郝新敏,郭亚飞,闫金龙,等.一种功能化聚酰胺56短纤维的制备方法[P].北京市:CN112095160A,2020-12-18. [20]戴美萍,王晓龙,陆福梅,等.生物基聚酰胺56帘线的性能研究[J].橡胶科技,2021,19(09):433-435. [21]汤廉,王松林,徐锦龙.一种高流动性聚酰胺56纤维的制备方法[P].浙江省:CN111876840A,2020-11-03. [22]许其军,江晓峰,孙兴胜,等.聚酰胺56高强力工业丝及其制备方法[P].江苏省:CN110055602A,2019-07-26. [23]孙朝续,刘修才.脱模布用聚酰胺56高强丝㊁脱模布及其制备方法㊁应用[P].上海市:CN114875511A,2022-08-09.[24]Yang W,Yuhui Z,Yuhan X,et al.Research on compatibility and surface of high impact bio-based polyamide[J].High Perform-ance Polymers,2021,33(8).[25]Yuhui Z,Yang W,Yuhan X,et al.Modification of biobased poly-amide56to achieve ultra-toughening[J].Polymer-Plastics Technology and Materials,2021,60(14).[26]包宗尧,杨建忠,李永贵,等.氨基化多壁碳纳米管/PA56复合材料的制备及性能[J].功能材料,2022,53(07):7189 -7195.[27]Chengfeng X,KaiMin H,ChenYaw C,et al.Fabrication of bio-based polyamide56and antibacterial nanofiber membrane from ca-daverine.[J].Chemosphere,2020,266(prepublish). 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功能性聚酰胺纤维技术研究新进展

功能性聚酰胺纤维技术研究新进展

综述与专论合成纤维工业,2023,46(3):53CHINA㊀SYNTHETIC㊀FIBER㊀INDUSTRY㊀㊀收稿日期:2022-08-28;修改稿收到日期:2023-04-12㊂作者简介:李婷婷(1995 ),女,硕士生,主要研究方向为功能性化纤及纺织复合材料㊂E-mail:1522063766@㊂功能性聚酰胺纤维技术研究新进展李婷婷1,2(1.江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司,江苏苏州215228;2.国家先进功能纤维创新中心,江苏苏州215228)摘㊀要:详述了功能性聚酰胺纤维的各种改性技术及其研究进展,介绍了 十四五 期间聚酰胺纤维的相关政策,并对功能性聚酰胺纤维今后的发展提出建议㊂功能性聚酰胺纤维的制备技术主要包括物理改性㊁化学改性和生物基聚酰胺技术,其中物理改性主要有共混法㊁复合纺丝法㊁纤维截面异形化及静电纺丝技术,化学改性主要有共聚法㊁原位聚合法及表面化学改性,生物基聚酰胺技术主要是开发具有自主知识产权的生物基聚酰胺56纤维㊂ 十四五 期间关于聚酰胺纤维需要重点突破的关键技术有聚酰胺6熔体直纺技术㊁高品质差别化纤维技术㊁生物基聚酰胺纤维规模化生产技术等㊂功能性聚酰胺纤维未来的发展应向着绿色化和可循环再生方向发展,重点在研发多功能复合型聚酰胺纤维,突破生物基聚酰胺56大容量连续聚合及熔体直纺关键技术,加快实现静电纺丝功能性聚酰胺纤维产业化㊂关键词:聚酰胺纤维㊀功能性纤维㊀物理改性㊀化学改性㊀生物基聚酰胺㊀技术进展中图分类号:TQ342+.1㊀㊀文献标识码:A㊀㊀文章编号:1001-0041(2023)03-0053-06㊀㊀随着生活水平的提高,人们对纺织品已经不只是要求蔽体㊁保暖,纺织品的保健㊁舒适等功能性也是关注的重点㊂聚酰胺纤维具有拉伸强度高㊁弹性大㊁耐磨性好等优点,被广泛应用于服用㊁装饰用和工业用纺织品等领域,但传统的聚酰胺纤维存在耐热性㊁吸湿性和染色性较差等缺点㊂为改善聚酰胺纤维的缺点,众多研究者开展了对传统聚酰胺纤维的功能改性研究,各种功能性聚酰胺纤维也随着国内外化纤行业中新技术㊁新设备的不断涌现而被开发和应用㊂功能性聚酰胺纤维是指通过对普通聚酰胺改性或采用生物基聚酰胺得到的具有某些特殊功能的聚酰胺纤维㊂功能性聚酰胺纤维的制备技术主要包括物理改性㊁化学改性和生物基聚酰胺技术㊂其中,物理改性包括共混法㊁复合纺丝法㊁纤维截面异形化和静电纺丝法等;化学改性包括共聚法㊁原位聚合法及表面化学改性等[1]㊂此外,生物基聚酰胺也是目前功能性聚酰胺纤维的研发热点之一㊂作者综述了功能性聚酰胺纤维的不同改性技术及其研究进展,以及近两年国家的相关政策方针,并对今后聚酰胺纤维功能改性技术的发展提出建议㊂1㊀物理改性1.1㊀共混法共混法是聚合物改性的一种常用方法,通常是将无机小分子㊁有机低分子或有机高分子与聚酰胺切片共混㊁熔融纺丝制备功能性聚酰胺纤维㊂杜邦公司在共混改性领域的研究较多,在20世纪80年代就开展了对聚酰胺共混改性的研究㊂共混改性适合微观尺寸较大的添加剂或改性剂,其工艺简单,可用于常规纺丝设备生产,纤维的物理性能可以达到常规纤维的质量要求㊂HAN J [2]采用溶液聚合法,以4-乙烯基吡啶㊁甲基丙烯酸甲酯及2-(全氟辛基)合成长链季铵盐(NP),将NP 与聚己内酰胺(PA 6)混合,通过熔融纺丝及拉伸制得抗菌PA 6纤维,与纯PA 6纤维相比,在经过洗涤7d 后仍能灭活96%以上的接种大肠杆菌和金黄色葡萄球菌㊂CHEN T等[3]将聚己二酰己二胺(PA 66)分别和球磨法处理后的对羧基化的多壁碳纳米管及十二烷基苯磺酸钠改性的碳纳米管共混熔融纺丝制备复合纤维,复合纤维拉伸强力相比于纯PA 66纤维分别提高27%和24%㊂袁修钦[4]通过在熔融纺丝过程中添加黑色母㊁自发热粉体㊁抗菌粉体,与PA 6共混熔融纺丝制备黑色PA 6纤维㊁自发热PA 6纤维㊁抗菌PA6纤维,黑色PA6纤维具有较好的黑色光泽性,抗菌PA6纤维对大肠杆菌具有90%以上的杀菌率㊂赖慧玲[5]将PA6与一种新型架状硅酸盐(QE粉)熔融共混,经双螺杆挤出㊁造粒得到QE/PA6母粒,使用高速纺丝机通过纺丝㊁拉伸一步法工艺制备QE/PA6并列复合纤维,纤维在UVA波段(320~400nm)的透过率较纯PA6纤维降低20%~35%,说明复合纤维较纯PA6纤维的抗紫外性能有明显提升㊂蔡倩等[6-7]以季戊四醇磷酸酯(PEPA)㊁二乙基次膦酸铝(ADEP)和三聚氰胺磷酸盐(MPP)为阻燃剂,共混熔融制备阻燃PA6,结果表明将质量比为3 1的PEPA和MPP复配加入PA6中,具有一定的协同阻燃效果,当阻燃剂总质量分数为20%时,共混体系的极限氧指数(LOI)为28%,阻燃等级为UL-94V-2级㊂共混改性是制备功能性聚酰胺纤维的常见方法,工艺简单,可通过添加不同的改性剂制备具有不同功能的聚酰胺纤维,如阻燃㊁抗菌㊁抗紫外聚酰胺纤维等㊂1.2㊀复合纺丝法复合纺丝法是将两种或两种以上不同化学组成或不同浓度的纺丝流体同时通过一个具有特殊分配系统的喷丝头制得复合纤维[8]㊂复合纤维以皮芯结构和海岛结构为主㊂何淑霞等[9]以二甲苯作为开纤剂,制得PA6/聚乙烯(PE)海岛型复合超细纤维㊂甘宇等[10]制备了聚酰胺/聚酯皮芯型复合纤维,当两组分熔体温度差较小㊁黏度相近时,更易制备结构稳定和性能较好的复合纤维㊂李顺希等[11]以高密度聚乙烯(HDPE)为皮,以PA6为芯,通过皮芯复合纺丝制备HDPE/PA6复合纤维,当以HDPE与PA6切片的质量比为40 60进行复合纺丝时,制备的复合纤维断裂强度较高,达到3.57~3.82cN/dt-ex,且复合纤维面料具有较好的接触凉感性能,接触凉感系数达0.23J/(cm2㊃s)㊂崔晓玲等[12]以聚苯硫醚(PPS)为皮层㊁PA6为芯层,制备PPS/ PA6偏心皮芯型复合纤维,拉伸后得到具有三维卷曲性能的纤维,改善了纤维的蓬松性,并且在酸处理后,芯层PA6被腐蚀,形成C形截面纤维,有利于改善复合纤维过滤材料的过滤性能㊂复合纺丝技术是制造超细纤维的重要手段之一,可以实现改善纤维的吸湿性㊁永久卷曲性㊁蓬松性,尤其是可以开发力学性能优异的超细聚酰胺纤维㊂1.3㊀纤维截面异形化纤维截面异形化是指采用特殊形状的喷丝孔纺制非圆形截面的异形纤维,如三角形㊁星形和Y 形纤维等㊂纤维截面异形化是制备功能纤维的一种重要方法,异形截面纤维具有特殊的光泽㊁膨松性和耐污性,并具有抗起球性,能改善纤维的回弹性等㊂2014年日本东丽公司推出的速干尼龙纤维产品Salacona是通过六叶形截面尼龙纤维与圆形截面尼龙纤维的混纺丝所产生的毛细现象来实现快速吸汗[13]㊂陈立军等[14]通过母粒法共混熔融纺丝制备圆形㊁三角形和十字形截面的PA6/石墨烯复合纤维,纤维截面异形度显著增加,具有较好的负离子释放功能㊁远红外保健效果,以及优异的吸湿和干燥效果,其中十字形截面纤维异形度达58.29%,负离子释放浓度最高达1820个/cm3,远红外法向发射率达0.93,远红外辐射温升为1.70ħ,3h吸水率达4.4%,1h失水率达到2.6%㊂凌荣根等[15]采用纳米级负氧离子粉体改性PA6制备功能母粒,与PA6切片进行共混纺丝,制备出扁平形及三叶形的PA6纤维,纤维异形度达40%以上,因比表面积大更容易释放负氧离子,其释放负离子浓度达到4560个/cm3,三叶形PA6纤维还具有优良的毛细芯吸作用和干爽的手感,所制备的织物具有良好的悬垂性㊁吸汗㊁清凉感和快干特点,适合夏季等高热湿环境㊂赵晓敏[16]首先使用硅烷偶联剂KH550对纳米级玉石粉㊁氮化铝粉㊁碳化硅粉进行改性处理,通过熔融共混制备改性PA6切片,采用熔融纺丝法制备十字形截面PA6纤维;再对其进行织造,得到凉感PA6织物,织物的芯吸高度达102mm,符合国家标准中对织物吸湿性指标的规定㊂与常规纤维相比,纤维截面异形化显著增加了纤维截面异形度,改善了纤维的膨松性㊁吸湿性㊁光泽㊁弹性等,可用于开发速干型纺织品及其他功能性纺织品㊂1.4㊀静电纺丝法静电纺丝法[17]是一种新型的物理改性方法,将不同性质㊁相对分子质量的聚合物和活性成分通过静电纺丝加工成纳米级纤维,可改善纤维的孔隙结构㊁亲水性㊁催化性㊁抗菌性和生物相容性等,使其在吸附分离㊁污水处理㊁生物传感㊁防护㊁空气过滤㊁智能穿戴及组织工程等不同领域和场45㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷景具有广泛的应用前景㊂ZHANG H T等[18]采用静电纺丝技术制备PA6/壳聚糖复合纳米纤维膜,壳聚糖的添加提高了纳米纤维膜的亲水性㊂M.FAZELI[19]采用静电纺丝技术成功制备PA6/壳聚糖纳米复合膜,纤维中PA6和壳聚糖之间存在分子间相互作用,形成新的氢键,且纳米复合膜的电导率随着壳聚糖含量的增加而提高㊂J.S.JEONG等[20]采用静电纺丝技术制备多壁碳纳米管/PA66复合纳米纤维,随着多壁碳纳米管的添加纤维的电性能得到改善㊂牛小连[21]以PA6/PA66为基质,通过静电纺丝和仿生矿化等技术开发出仿生人工骨修复材料㊂熔体静电纺丝法与溶液静电纺丝法相比,具有无溶剂污染㊁产率较高的优势,但是制备的纤维相对较粗㊂杜远之等[22]采用自主设计的熔体静电纺丝设备成功制备PA6超细纤维,纤维平均直径为2.25~6.31μm㊂刘伟伟[23]利用自行设计制造的高效熔体静电纺丝装置成功制备PA6微纳米纤维,平均直径在7μm左右㊂静电纺丝技术是近年来的研究热点,很多科研机构㊁高等院校都在进行研究,主要方向是静电纺超细纤维在空气过滤㊁柔性电子材料及医用防护等领域的应用㊂聚酰胺纤维的静电纺丝技术目前仍处于实验室阶段,将其应用于产业化还有较大困难㊂2㊀化学改性2.1㊀共聚法共聚法是聚酰胺纤维化学改性的主要手段,通过共聚单体的选择改变聚合物的性能[24],在改变聚合物的组成和结构的同时改变其熔点㊁溶解性㊁结晶度和透明性等,从而制备具有多功能的共聚酰胺㊂将两种及两种以上聚酰胺单体进行共聚,可制得多种具有特殊性能的共聚酰胺纤维,如美国Auied公司已工业化生产的高吸水共聚酰胺纤维 drofile 系列化产品是以PA6与聚氧化乙烯二胺的嵌段共聚物通过熔体纺丝制得[25]㊂此外,将聚乙二醇(PEG)端基进行氨基化改性,与PA6制备的共聚酰胺纤维具有优良的吸湿性㊂欧育湘等[26]采用双(4-竣苯基)苯基氧化膦己二胺盐/己二酸己二胺盐无规共聚得到本质阻燃PA66,由于双(4-羧苯基)苯基氧化膦中含有大量的苯环结构,显著提升PA66燃烧后的残炭量,明显改善PA66的阻燃性能㊂2021年,天津科技大学与天津长芦海晶集团有限公司合作,通过选择合适的共聚单体和聚合物,制备出具有软化点低㊁柔软㊁透明性好和易溶解等特殊性能的聚酰胺㊂共聚改性是聚酰胺最为简单有效的改性方法之一,是从分子结构入手,利用共聚方法制备具有阻燃性能㊁吸水率低㊁抗静电㊁柔软㊁透明性好㊁易溶解等功能的聚酰胺纤维㊂2.2㊀原位聚合法原位聚合法是通过在聚酰胺聚合过程中添加改性剂对其进行改性㊂通过原位聚合可开发出品种繁多的功能性聚酰胺纤维新产品㊂WU Z Y等[27]选用三聚氰胺氰尿酸酯(MCA)作为阻燃剂,通过原位聚合制备阻燃PA6,原位聚合后体系中的MCA粒子具有直径小于50nm的纳米尺寸,且均匀地分散在PA6基体中,得到的阻燃PA6的阻燃性能可以达到UL-94V-0级㊂原位聚合阻燃PA6的特点是不同种类的粉体阻燃剂在PA6基体中均匀分散,并且阻燃剂在PA6中不易析出,具有阻燃持久稳定性㊂TANG L等[28]通过原位聚合法制备PA6/石墨烯复合材料,再通过熔融纺丝制备PA6/石墨烯复合纤维,加入石墨烯质量分数为0.05%时复合纤维的断裂强度最大达5.3cN/dtex,与纯PA6纤维相比,复合纤维表现出更好的抗蠕变性能㊂王一帆[29]设计并合成一种具有活性端基的刚性芳香族聚酰胺预聚体,然后将其分散于己内酰胺熔体之中,通过原位聚合制备芳香族聚酰胺-聚己内酰胺共聚物(APA),并通过熔融纺丝制备APA纤维,结果表明,通过向PA6的主链中引入芳香族聚酰胺,APA纤维的最大抗拉强度较未改性的PA6纤维高出140.97%,断裂伸长率明显下降㊂于昆[30]通过原位聚合法制备出PA6/11/氧化石墨烯复合切片,并经熔融纺丝工艺制备PA6/11/氧化石墨烯复合纤维;当添加的氧化石墨烯质量分数为0.5%时,复合纤维的拉伸强度可达610 MPa;当添加的氧化石墨烯质量分数为1.0%时,复合纤维的饱和吸水率下降61.6%,电导率达到3.4ˑ10-9S/m,纤维热性能㊁导电性能和吸湿性能都得到了有效改善㊂原位聚合改性技术是在生产源头添加不同的改性剂制备不同功能性的聚酰胺纤维,如阻燃聚酰胺纤维㊁凉感聚酰胺纤维和原液着色聚酰胺纤55第3期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀李婷婷.功能性聚酰胺纤维技术研究新进展维等,其中原液着色聚酰胺纤维已经很好地实现了产业化㊂2019年中国平煤神马集团帘子布发展公司制备出工业用PA66色丝,2021年神马实业股份有限公司成为全球最大PA66原液着色纤维生产基地,该技术是在PA66纤维生产源头直接添加染色剂,并在封闭㊁高温㊁高压环境下一次聚合而成[31]㊂2020年化纤联盟开发出原液着色聚酰胺纤维高效制备成套技术,成功制得高色牢度㊁深色细旦的多色彩㊁多功能高品质聚酰胺纤维㊂2021年海阳科技股份有限公司研发出细旦㊁超细旦长丝用高性能黑色原位聚合PA6切片及超高强PA6长丝,该技术是在聚合过程中采用纳米级着色剂与PA6熔体充分混合,经纺丝得到有色PA6纤维,纤维色牢度高,织造后无需再染色,无染色污水排放,省水节能,绿色环保[32]㊂恒申集团以颜料㊁尼龙粉末和助剂为原料制备PA6色母粒,再通过高温熔融纺丝制备原液着色PA6长丝;还通过添加玉石粉制备可快速逸散热量的凉感PA6纤维,纤维接触凉感系数可达0.25 J/(cm2㊃s)㊂2.3㊀表面化学改性表面化学改性是通过改变聚酰胺纤维大分子的表面化学结构,以达到改善纤维的表面性能的目的㊂D.PAPPAS等[33]将PA6纤维在大气压辉光放电(APGD)下用氮气㊁氦气和乙炔进行等离子处理,等离子处理后纤维的水接触角显著降低,表面亲水性得到改善㊂徐娜等[34]用常压等离子对PA6纤维进行改性处理,然后采用(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(MPS)对PA6纤维表面进行巯基化改性,并用乙烯基胶原蛋白对巯基化PA6纤维进行表面修饰,得到的纤维吸水率提高155%,具有良好的吸湿性能㊂表面化学改性是在纤维成形后进行,该方法应用最多的是在聚酰胺分子链中引入大量亲水性基团,通过接枝共聚或通过添加某些有机物从而提高聚酰胺纤维亲水性和染色性㊂3㊀生物基聚酰胺纤维生物基聚酰胺纤维技术是指利用可再生的生物质为原料,通过生物㊁化学及物理等手段制备用于合成聚酰胺的原料包括生物基二元酸和生物基二元胺等,再通过聚合反应合成生物基聚酰胺,通过纺丝制备生物基聚酰胺纤维㊂该方法具有绿色㊁环境友好和原料可再生等特点㊂2016年,北京中丽制机工程技术有限公司通过系统研究生物基聚酰胺56(PA56)的纺丝工艺技术,开发出国产生物基PA56长丝一步法纺牵联合机及生物基PA56工业丝纺牵联合机,为生物基PA56纤维产业化提供了设备保障[35]㊂东华大学和盛虹集团等10家单位联合承担 十三五 国家重点研发计划项目 生物基聚酯㊁聚酰胺高效聚合纺丝技术,开发了生物基聚酰胺高效聚合纺丝技术㊂MAO L等[36]以2,5-二羧酸二甲基呋喃和1,3-环己二胺为原料,通过熔体聚合合成生物基聚酰胺㊂CAO K K等[37]采用生物基2,5-呋喃二甲酰氯和3,4-二氨基二苯醚在N,N-二甲基乙酰胺中进行低温溶液缩聚制备一种含有呋喃环的芳族聚酰胺树脂,并采用干喷湿法纺丝法制备出溶解性㊁可纺性㊁耐热性和阻燃性能优良的含呋喃环的芳香族聚酰胺纤维,纤维的LOI为40%,阻燃等级为UL-94V-0级,其中单体2,5-呋喃酰氯为生物质,资源丰富㊂目前,我国自主研发且具有完整知识产权的生物基聚酰胺纤维品种是生物基PA56纤维㊂生物基PA56纤维的强度和密度可以媲美PA66纤维,染色性㊁吸湿快干性和阻燃性更优于PA66纤维㊂上海凯赛生物技术股份有限公司推出了生物基PA56纤维产品 泰纶®,其生物质质量分数高达47%~100%,原料主要以自主研发的生物基戊二胺和不同的二元酸聚合而成㊂生物基PA56纤维具有良好的力学性能㊁吸湿性㊁柔软性㊁耐磨性㊁染色性㊁耐热性㊁耐化学性与阻燃性,适合应用于服装㊁家纺㊁产业用纺织品等领域,但生物基PA56纤维的大规模推广还面临生物原料供给与成本控制,生产中能耗降低及副产物综合利用等问题,今后需要继续在生物基单体发酵与纯化㊁聚合㊁纺丝及应用等领域加大研发投入,不断降低生产成本,才能促进生物基PA56纤维在纺织领域的大规模应用[38]㊂4㊀相关政策随着地球环境问题和资源能源问题的日益突出,绿色可持续发展成为各界关注的焦点㊂为巩固提升纺织工业竞争力,满足消费升级需求,服务战略性新兴产业发展,国家出台了相应的政策支持㊂65㊀合㊀成㊀纤㊀维㊀工㊀业㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀2023年第46卷2021年6月,中国纺织工业联合会发布的‘纺织行业 十四五 科技发展指导意见“中关于聚酰胺需要重点突破的关键共性技术有:研究PA6熔体直纺技术,突破生物基聚酰胺纤维规模化生产关键技术,开发高品质差别化产品,加强应用技术开发,2025年聚酰胺纤维材料高效柔性制备技术达到国际先进水平㊂2022年4月,工信部㊁国家发改委联合印发的‘关于化纤工业高质量发展的指导意见“指出:加快生物基化学纤维和可降解纤维材料的发展,提升生物基化学纤维单体及原料纯度,加快稳定㊁高效㊁低能耗成套技术与装备集成,实现规模化㊁低成本生产,并强调了提升生物基聚酰胺纤维的规模化生产关键技术,加快生物基聚酰胺纤维的发展㊂此外,根据政策的指导方向,为实现绿色可持续发展,国内化学纤维行业龙头企业均对全流程生产低碳化㊁产品绿色化㊁可再生循环等方面制定了发展目标㊂5 结语随着应用研究的不断深入,功能性聚酰胺纤维在服用㊁民用及军用领域的应用将不断扩大,同时对其综合性能的要求也越来越高㊂ 十四五 期间是我国纺织工业迈向世界科技强国前列的重要时期,绿色发展成为全球产业发展的刚性要求㊂功能性聚酰胺纤维未来的发展应向着绿色化和可循环再生方向发展㊂(1)研发耐高低温㊁耐辐照及具备阻燃抗菌等多功能复合型聚酰胺纤维,满足在各种特种条件下的应用㊂(2)生物基聚酰胺纤维将成为未来的研究重点㊂推动生物基聚酰胺纤维在军用领域和民用领域的规模化应用,推动再生循环发展,实现 低碳 甚至 零碳 排放㊂重点突破生物基PA56大容量连续聚合及熔体直纺关键技术,实现生物基PA56纤维的规模化生产㊂(3)加快实现静电纺丝功能性聚酰胺纤维产业化㊂静电纺功能性聚酰胺纤维在光电子传感器㊁过滤材料和生物医学材料等方面的应用十分广泛,这些方向将成为未来改性研究的重点㊂参㊀考㊀文㊀献[1]㊀孙振华.聚酰胺改性技术及改性产品研究进展[J].纺织科学与工程学报,2018,35(4):163-166,121. 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单向导湿面料的研究现状与进展

单向导湿面料的研究现状与进展
-55 -
4隶体屈枚 2021年第3期
科技博览
重点研发方向 .
参考文献:
[1] HARMATHY T Z. Simultaneous Moisture and Heat Transfer in Porous Systems with Particular Reference to Drying] J ..Industrial & Engineering Chemistry Fundanientals,1969,8(1):92-103.
-54 -
结形式有关,接结点数目的增加有利于表里层之 间的水传递。 2 .3 .2 针织物
贺建国,章为敬[10]选用湿态保形性良好的 PBT长丝和具有吸湿快干功能的Cooldry长丝 为原料,通过两种长丝的组合和浮点型结构设计, 开发出具有持久单向导湿功能、优良快干性和服 用舒适性的针织面料。刘红玉等人「心采用涤纶 与阳离子改性涤纶作为织物外层,导湿性较好的 丙纶纱作为织物内层,在双面大圆机上开发了一 款具有单向导湿功能和提花效果的菱形方格针织 面料。 可实现单向导湿功能的针织物组织结构相 对较多,专利[12]中设计了一种双面平纹组织结构 的棉/锦复合针织单向导湿面料,面料内层为棉 纱,面料外层为超细旦锦纶长丝。专利[3]公开了 一次成型单向导湿的双针床经编面料及其制备方 法,采用双针床经编机织造的三层网布结构具有 良好的单向导湿排汗效果和透气性。 2.3.3 非织造织物
非织造织物通过结构设计实现单向导湿功能 的研究相对较少,近年一些学者采用静电纺丝法 制备具有单向导湿功能的非织造织物。其中, WUJ等人山]通过静电纺丝法,用聚氨酯和聚乙 烯醇纺制了双侧结构亲疏水不同的纳米纤维膜 , 由于两层纤维结构疏松程度不同,其形成的差动 毛细效应增强了单向导湿效果,使该纳米纤维膜 具有“导湿二极管效应”。WANG XF等人[15]通 过静电纺丝技术构筑树状分叉网络及表面能梯 度,制备了仿生多孔Murray单向导湿纤维膜,其 大孔-微米孔-亚微米孔特征的多级连通孔道网络 具有类似于植物蒸腾效应的多级分叉结构,遵循 Murray定律最大化物质输运原则。该纤维膜兼 具自驱动、可逆重力定向导水、快速吸放湿以及优 异的内层速干性能。

吸湿排汗纤维的发展概述

吸湿排汗纤维的发展概述
生的毛细现象使汗水经芯吸 、扩散 、传输等作用 , 迅速 迁移至织物的表面并发散 ,可 以达到导湿快 干的 目的 。毛细管效应是最常 用也 是最直观的 一
帝人公司在上世纪 8 年代和 9 年代开发出来的微 O 0 孔涤纶长丝就是采用前一种方法 ,而 日 本三菱人造
丝开发的吸湿 陕干型纤维是采用的后一种方法嘲 。 近年来吸湿性 纤维 的开发主要 集 中在 异形截
从 最初的吸湿性纤维发 展到现在 的吸湿 并排
[ 1 】叶晓峰. 日本长丝_ 业发展的趋势[, T - J 国外纺织技 术 ( 】 化纤 ,染
整 ,环 境 保 护 分 册 ) 9 6 1:4 ,1 9 ,()1
[]顾丽霞 ,刘兆峰等 亲水性纤维 中国石化出版社.97 2 19 . []李光 ,顾丽霞. 3 合成技术及应用,19 ,1() 3 3 . 9 5 03:  ̄ 6 3 []李合银 等. 长丝仿丝绸技术及产品,19 : 7 4 涤纶 9 15 . - []胡盼盼,潘婉 莲等. 5 合成纤维工业,20 ,2 () 5 1. 0 2 55: - 6 1
维 的吸 湿性 。例如 :东 丽 采 用共 聚 的方 法 制 备 P T和 P 6的嵌段共聚物 ,然后再与 P T共混纺 E A E 丝 ,制 成的 8 . t / f 2 d x 4 的共混纤维显示 出良好 的 5e2
也不会像棉 纤维那样倒 伏 ,始终能够保 持织物 与
皮肤 间舒适 的微 气候状 态 ,达到提高 舒适 性的 目
展中,预期未来将会有很大的发展 ,并逐渐普及到
日常 衣 物 中。
补了国内差别化短纤的空 白。C O B T纤维产 品 O LS 采用全新的纤维截面形状 设计 ,将 毛细管原理成 功地 运用到纺织品表 面结 构。台湾远 东公司利用 水珠 无法在纤维表 面产生稳定 的接 触角而产生流

纤维素制备高吸水材料研究进展

纤维素制备高吸水材料研究进展
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第2 2卷 第 2期 20 0 2年 6月
林 产 化 学 与 工 业
Ch mity a d I u t fF r s o u t e sr n nd sr o o e tPr d cs y
Vo . 2 No 2 12 .
出 了最 近 的 研 究 动 向 。
差键词 : 纤维紊 ; 吸水 材料 高
中图 分 粪 号 : 5 93 T 32 Q 3 . ; Q 5 文献 标 识 码 : A 文 章 编 号 :2 32 1 ( 0 2 0 -0 1) 0 5 -4 7 2 0 )29 8 4 5
高 吸水材料 是 2 O世 纪 7 0年代 率先 由美 国农业部 北方 研 究 中心 开发 成 功 的新 型 功 能 高分 子 产 品 ,
了大 量 的研究 , 进行 了大面积推 广应 用 。国 内在农 林业 上 的应 用研究 开始 于 2 并 O世 纪 8 代 中期 , O年 近
两年 随着 西部 开发 战略 的实施 , 资源 的有 效利用 和生态 环境 建设成 为西部 开发 的重 中之 重 , 吸水 材 水 高 料作 为一种 优 秀的农 林业 用节水 材料 , 理所 当然受 到广泛关 注 。
1 11 纤雏 素羧 甲基化 ..
纤维 素与 小 分 子的 一氯 乙酸 在 碱性 条 件 下反应 , 成 具 有端 羧 基 的纤 维 素 生
醚 。这些 端羧基 是羧 甲基 纤维 素 ( MC 上 的主要亲 水基 团 . C ) 吸永 能力 的大小 就 与这些 基 团 的多 少有 直
接关 系 , 即与 C MC的取代 度( s 大小直接 相关 。通 常用做 高 吸水材 料 的 C D0
■纤备法究 制李研 维高,进 素吸湛展 水 建 材 宋 料 谦

高吸湿纤维的开发

高吸湿纤维的开发
术 开 发 已从 单纯 的伸 缩 功 能扩 大 到 与 用 途 相 适应 的 高 和运 动 服装 。在 纺 丝过 程 中添 加 陶 瓷粉 、防 紫 外线 物
质或 抗菌 物 质 ,可 开 发 出各种 功 能性 产品 。 4 去湿 四沟 ■曩 置纤 维 . ■
杜 邦 公司 用 于 生产 C O T X O II 织物 的 四 沟道 ( e a Ia T r— r
显 ,且 手 感 越 柔 软 。 因 此 细 旦 丙 纶 纤 维 织 物 导 汗 透
气 ,穿 着 时 可 保 持 皮 肤 干 爽 ,出 汗 后 无 棉 织 物 的 凉 感 ,也 没 有其 他 合成 纤 维 的 闷 热和 汗 臭 感 ,从而 提 高
了织 物 的舒 适 性 和 卫生 性 。此 类 织物 适 用 于 针织 内衣 1 吸 放灌 聚鼻 置 纤 维 . 一 聚 氨酯 纤 维 由于 其 良好 的弹 性 而 应 用 广泛 。随 着 消费 者 对于 舒 适性 要 求 的 不 断提 高 ,聚 氨 酯纤 维 的 技
能 ,丙 纶 单 丝 纤 度 愈 细 ,这 种芯 吸 湿 透 湿 效 应 愈 明
高吸 水性 聚 合物 共 混 ;物 理 方 法 ,例 如 采 用纤 维 表 面
的 粗 糙 化 、截 面 异 型 化 ,采 用 多 孔 、 中 空 的 纤 维 结 构 ,纤 维的 超细 化 ;复 合纺 丝 ,与 吸 湿性 聚合 物 复 合 纺 丝 ;高吸 水 的 天 然 纤 维 和 化学 纤 维 的 开 发 与 利 用 。 本文 主 要介 绍近 来 国 内外 高吸 湿纤 维 的开 发成 果 。
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高吸 湿 纤 维 的开 发 途径 主 要 有 :化 学 方 法 ,例 如 将 吸 水性 基 团接 枝 到 纤 维上 ,聚 合 物 单体 的共 聚 或 与

织物用新型纤维的研究现状及发展趋势

织物用新型纤维的研究现状及发展趋势

织物用新型纤维的研究现状及发展趋势一、研究背景和意义随着科技的不断进步,人们对纺织品的需求也在不断提高。

传统的纤维已经不能满足人们的需求,因此新型纤维的研究和开发变得尤为重要。

织物用新型纤维的研究现状及发展趋势,正是针对这一问题而展开的。

首先我们需要了解什么是新型纤维,新型纤维是指在传统纤维的基础上,通过改变其分子结构、形态或加工方式等手段制成的具有特殊性能的纤维。

这些新型纤维具有更好的强度、耐磨性、透气性和抗菌性等特点,可以广泛应用于纺织业。

其次我们需要知道为什么研究新型纤维如此重要,随着全球经济的发展和人口的增长,对纺织品的需求也在不断增加。

而传统的纤维已经不能满足人们的需求,因此需要开发出更加优质、环保和可持续的新型纤维来满足市场需求。

此外新型纤维还可以应用于医疗、航空航天等领域,具有广阔的应用前景。

我们需要了解目前新型纤维的研究现状及发展趋势,目前国内外许多科研机构和企业都在积极开展新型纤维的研究和开发工作。

其中一些具有代表性的新型纤维包括:超细纳米纤维、多功能复合纤维、可生物降解纤维等。

未来随着技术的不断进步和人们对环保意识的提高,新型纤维将会得到更广泛的应用和发展。

1. 纤维材料在纺织品中的应用在纺织品领域,纤维材料的应用可谓是无所不在。

从我们日常生活中穿的衣物、家居用品,到各种工业用途的材料,纤维材料都在起着关键作用。

比如我们的内衣、袜子、床上用品等,都是由纤维材料制成的。

而在工业领域,纤维材料也被广泛应用,如汽车、飞机、建筑等领域都需要使用各种类型的纤维材料。

此外随着科技的发展,新型纤维材料也不断涌现出来。

这些新型纤维材料不仅具有传统纤维材料的优点,还具有一些新的特性和功能。

例如有些新型纤维材料可以防火、防水、防紫外线等,这些特性使得它们在特定的领域得到了广泛的应用。

纤维材料在纺织品中的应用非常广泛,而且随着科技的发展,新型纤维材料的出现也为我们的生活带来了更多的便利和选择。

2. 传统纤维材料的局限性和问题尽管新型纤维材料的研究取得了很大的进展,但我们不能忽视传统纤维材料所面临的局限性和问题。

聚乳酸纤维吸湿性能的研究进展

聚乳酸纤维吸湿性能的研究进展

聚乳酸纤维吸湿性能的研究进展作者:朱兰芳李亚滨来源:《轻纺工业与技术》 2012年第1期朱兰芳,李亚滨(天津工业大学纺织学院,天津300387)【摘要】主要介绍了聚乳酸纤维的吸湿导湿性及芯吸效应,并就聚乳酸纤维吸湿导湿性方面的改性和用途作了具体的阐述。

【关键词】吸湿性;聚乳酸纤维;改性;用途中图分类号: TS102.52+7 文献标识码: A 文章编号: 2095-0101(2012)01-0049-030引言近年来,人们对于服装的舒适性要求越来越高。

当人体在高强度运动下或在炎热的气候中会分泌大量的汗液,人体表面的热量能够通过汗液的蒸发而被吸收。

但大量的汗液聚集在人体表面会使人极为不适。

从人体舒适的角度出发,人们希望汗液能被服装面料很快地吸收、转移,且在服装的表面快速蒸发,以保持皮肤表面和服装内侧环境的干燥。

一般天然纤维吸湿性好、穿着舒适,但其缺点是当人体排汗量较大时,衣服就会紧贴身体,给人体造成一种湿冷的感觉,这主要是汗液不能及时排出的缘故。

从导湿性能方面来看,化学纤维要比天然纤维具有优势,但也不是所有的化学纤维都具有这种突出的特点。

而聚乳酸纤维(PLA)融合了天然纤维和合成纤维的特点,同时也克服了两者的缺点,具有优良的性能。

如下就聚乳酸纤维的吸湿导湿性、聚乳酸纤维织物的吸湿性能的改善及用途进行阐述。

1聚乳酸纤维的吸湿性通常把纤维材料从气态环境中吸着水分的能力称为吸湿性。

从微观上看,吸湿是水分子在纤维表面停留或吸附;在纤维内运动、停留或吸附;在纤维分子的极性基团上被吸附的过程和终态结果。

纺织行业中一般用回潮率表示纺织材料的吸湿性,回潮率是指纤维材料中的水分含量,即吸附水的含量。

棉纤维、PET纤维和PLA纤维的公定回潮率比较见表1。

从表1可以看出,PLA纤维的回潮率比棉纤维低但比PET纤维高,这是因为纤维的吸湿性能与纤维亲水基团的多少密切相关,大分子中所含大亲水基团越多,纤维的吸湿性越好。

棉纤维是天然纤维素纤维,大分子中的每一葡萄糖剩基中含有3个羟基,亲水基团数远远超过了PLA纤维和PET纤维,而PLA纤维和PET纤维中具有较多的酯基和甲基,没有亲水性的极性基团和反应性基团。

纤维新材料及应用-4高性能纤维

纤维新材料及应用-4高性能纤维

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。
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。
五、生体吸收性纤维
性能指标:
砂岩色(粗品种)和金色(细品种)
密度:1.3 回潮率:0.1 介电强度:190 电阻率:5*1016 热容量:1.34
应用:
工艺传送带:使用寿命长 压滤材料:与金属网媲美 防护编带:电缆包覆 工业用鬃丝:热清洗
防护服装:缝纫线,搭扣带 运动弦线:弹性好。 音乐弦线:音调品质独特。 热塑性复合材料:航空原件,医疗 工具和骨骼代用品。
(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
(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。

超吸水纤维材料研究进展

超吸水纤维材料研究进展

超吸水纤维材料研究进展超吸水纤维材料研究进展超吸水纤维材料是一种具有强吸水能力的新型材料,其在吸水性能、结构设计和应用领域等方面的研究进展正得到越来越多的关注。

本文将从以下几个方面介绍超吸水纤维材料的研究进展。

首先,超吸水纤维材料的吸水性能是其最突出的特点之一。

这种材料可以吸收自身重量的水,甚至超过自身重量的几十至几百倍。

这种强大的吸水能力使得超吸水纤维材料在许多领域具有广泛的应用前景。

研究者们通过改变纤维的表面形态和化学结构,提高了材料的吸水速度和吸水容量。

例如,引入表面微纳米结构和功能化修饰,可以增加材料与水之间的接触面积,从而提高吸水性能。

其次,超吸水纤维材料的结构设计也是研究的重点之一。

通过调控纤维的孔隙结构和分子排列方式,可以实现材料的不同吸水性能和力学性能。

研究者们通过改变纤维的孔径、孔隙分布和孔隙连通性等参数,可以调控材料的吸水速度和吸水容量。

此外,通过调整纤维的分子排列方式,可以使材料在不同方向上具有不同的力学性能,为不同应用场景提供了更好的选择。

最后,超吸水纤维材料的应用领域也在不断扩展。

目前,超吸水纤维材料已经在农业、医疗、环境保护等领域得到了广泛的应用。

在农业领域,超吸水纤维材料可以作为土壤保水剂,提高土壤水分利用效率,减少农作物的水分蒸发损失。

在医疗领域,超吸水纤维材料可以用于制备敷料和消化道吸附剂,具有良好的吸附和保湿效果。

在环境保护领域,超吸水纤维材料可以用于污水处理和油水分离等方面。

综上所述,超吸水纤维材料在吸水性能、结构设计和应用领域等方面的研究进展已经取得了令人瞩目的成果。

随着对材料性能和应用需求的不断提高,相信超吸水纤维材料将在未来得到更广泛的应用和发展。

可呼吸的面料_吸湿快干功能性面料的发展

可呼吸的面料_吸湿快干功能性面料的发展

可呼吸的面料—吸湿快干功能性面料的发展文/唐虹 图/简洁 晓梦21世纪面料朝着舒适、卫生、健康的方向发展,以展现经济性、舒适性和功能性为特色,吸湿快干织物即是其中最重要的一类。

这类纤维的兴起源于人们在运动过程中对着装舒适性的要求。

近年来,随着户外活动时间的增加,休闲服与运动服相互渗透成为一种着装趋势。

消费者对服装面料的舒适性、健康性、安全性和环保性等要求越来越高,这种要求的出现推动了面料纤维的研发。

T echnique生产线天然纤维是传统观念中的舒适材料,尤其是棉纤维,柔软、吸汗、保暖、色泽柔和、耐磨,特别是炎热的季节和出汗状态下,因而广泛运用在日常服装中。

虽然棉纤维吸湿快、储水能力强,但它的散湿能力差,而且吸湿后棉纤维迅速膨胀,进而堵塞了纱线之间的空隙,替代了原来存在于织物中的静止空气,影响了面料中水分的散失,从而给人体造成一种冷湿感,这样在很大程度上破坏了棉织物的服用性能。

而合成纤维以涤纶为例,其吸水性小,透湿性能差,且静电的聚集容易引起穿着时产生纠缠的麻烦,尤其在活动时容易产生闷热感。

为了解决面料的吸湿快干问题,美国杜邦公司率先研制了吸湿快干纤维coolmax并进行了该种面料在运动服装上的应用,获得了极大的成功。

此后,国内外其他相关企业和研究机构也广泛开展了对吸湿快干面料的研究。

这种面料可广泛应用于内衣、衬衫、运动服、西裤以及装饰制品等领域。

使用吸湿快干面料可以改善贴身衣物的舒适性,因为这种面料可调节贴身衣物与皮肤间的水分和湿气之间的关系(衣服内气候)、衣物和皮肤接触时的压力或接触感等,因此也被称为“可呼吸的面料”。

人体“微气候”的湿热传递人体在剧烈运动下会分泌大量汗液,有时出汗量可达1.5kg/ (m.h)以上。

人体排汗的途径之一是通过汗水蒸发而散热。

但从人体着装舒适性的角度出发,人们希望这些汗液能被服装很快吸收、转移,让其在服装表面快速蒸发,以保持皮肤表面和服装内环境的干燥。

这种吸湿、透汗功能在运动服装中尤为重要。

吸湿发热纤维的研究现状及发展趋势

吸湿发热纤维的研究现状及发展趋势

综述
涤纶、石墨烯涤纶以及竹炭涤纶短纤维与粘胶、青 纶混纺,通过优化纱线组分,结合吸湿发热机理, 开发了具有优异吸湿发热性能的针织面料.
国外关于吸湿发热纤维的研究中,日本在发 热纤维方面的研发比较成熟,主要有日本东丽公 司研发的Softwarm纤维和Warmsensor纤维、东 洋纺公司研发的Eks纤维和N38纤维、日本旭化 成株式会社研发的Thermogear纤维、日本三菱 公司研发的Renaissct纤维、日本敷纺公司研发的 Thermostock 纤维等[0]。
Key words: hygroscopic heating fiber; heating principle; research status; development trend
・50・
3相关测试标准
为了规范吸湿发热纤维产品质量 ,国家相继 出台了行业标准FZ/T 730362010《吸湿发热针 织内衣》和国家推荐性标准GB/T 29866-2013(纺 织品吸湿发热性能试验方法》两个标准.这两个 标准的区别主要有:FZ/T 73036-2010是产品标 准,而GB/T 298662013是方法标准;适用范围 不同,FZ/T 73036—2010的吸湿发热试验方法仅 仅适用于吸湿发热针织内衣,而GB/T 298662013则适用于全部类型的具有吸湿发热性能的 纺织物及其制品;FZ/T 73036-2010可以按照指 标值进行判定产品合格与否.
搭配,当服装整体以蓝、绿、紫、黑、白、红、黄等鲜 艳明亮且纯度较高的颜色为主色调时,通常选用 红、黄、蓝的图案纹样进行装饰。满族旗装的刺绣 纹样多以红、黄、蓝、白为基础颜色并以色彩渐变 的设计手法实现装饰作用,通常运用三色渐变和 四色渐变的色彩搭配形式,如三色渐变有深蓝、品 蓝、月白的组合,黑、深灰、浅灰的组合等;四色渐 变是在三色渐变的色组上加配白色⑵。满族有尚 白的民族习俗,白色象征着吉祥如意和纯洁高贵, 因此满族宫廷旗装上常将白色花边镶在领口、袖 口等位置并装饰精美刺绣以彰显其皇家身份地 位. 1.2满族服饰纹样的构图形式

浅谈新型纺织纤维的开发现状与应用

浅谈新型纺织纤维的开发现状与应用

浅谈新型纺织纤维的开发现状与应用摘要:随着社会经济的发展,我国的纺织纤维有了很大进展,传统的纺织技术以及纺织产品的应用存在一定的限制性,无法和人们的消费观念充分匹配。

基于此,文章首先分析了纺织工业转型发展方式,其次探讨了新型纺织纤维的应用,然后论述了服装设计过程中新型纺织纤维改造的主要措施,最后就纺织智能化生产技术对纺织工业转型发展的影响进行研究,以供参考。

关键词:新型纺织纤维;差别化纤维;高性能引言纺织原料是纺织行业发展的重要基础,棉纺织生产使用的主要原料是棉纤维和非棉纤维,自2011年起非棉纤维(应用于棉纺织领域的以化学纤维为主的纤维称非棉纤维)在棉纺织生产中的用量超过棉纤维,具有举足轻重的地位,有效满足了棉纺织行业对原料的需求,为棉纺织产业深化供给侧结构性改革和保持国际竞争优势提供了重要的保障,也为棉纺织行业高质量发展奠定了基础。

1纺织工业转型发展方式目前国内纺织企业向智能化转型方案有两种:一种是以自动化生产技术为解决方案的企业,另一种是基于自动化技术结合新兴技术的试点智能化企业.前者占据纺织企业的大多数,但由于国内自动化技术的关键技术受国外控制、资源成本昂贵、标准不成熟,使其成为纺织工业转型的过渡阶段.试点智能化企业结合国际自动化技术、新兴技术,针对产品在生产环节、仓储环节、物流环节、销售环节、顾客信息反馈环节等环节出现的问题快速地进行处理,服务于产品的整个生命周期.中国纺织工业联合会党委书记兼秘书长高勇在中国纺织工业智能制造大会上指出:“前期行业的智能化生产实践虽取得明显成效,但行业整体的智能化生产水平低下。

”从中可以看出:纺织工业今后的重点发展方向是自动化设备结合新兴技术形成智能化模式,该模式涉及纺织、机械、电气、计算机、管理等专业,实现交叉领域技术融合,建立涵盖共性技术、关键技术和行业应用的智能制造标准体系,使得国内企业智能制造技术同国际发展接轨,并建立了国内纺织工业无人化工厂。

2新型纺织纤维的应用2.1新型纺织纤维在纺织品中的应用近年来,我国市场中许多新型纺织纤维材料在纺织行业中逐渐出现,根据纺织纤维的特点和性能,通过纺织设备进行有效加工,保证纺织纤维的柔软度,提高纺织纤维的收缩率和溶解度,目前,中国的棉制品、纺织纤维和纺织品在国内外都很畅销。

高吸水纤维及其应用综述

高吸水纤维及其应用综述

随着 经济 的 高速 发展 和人 民 生活 质量 的提 高 以及 环 水 纤维 。该 纤 维是 以聚 丙烯 腈 系纤 维 为原料 。碱 性水 解
保意识的增强,吸水性材料的应用范围不断扩大 ,市场 处理 占纤维3 %的表层部分 ,表层部分则成为了含有羧 0
需 求 日益 提高 。 高吸水 纤 维与 传统 吸水 材料 相 比 ,它不 基 的水 溶 性 高分 子 的交联 体 。具 有高 吸水 性 能。 聚丙 烯
包 覆 。该 纤 维 兼 有 吸水 性 和 放 水 性 , 静 电性 较 好 等 特 碱 液 渗 透到 纤 维 内部 ,以防 纤维 的强度 和 伸长 等 品质 遭 抗
点 。 “ Y A”可 纯纺 或 与其 它纤 维混 纺 ,用 于 内衣 、 H GR 妇女 衣料 、运 动衣 及 室 内 装饰 物 和 工业 用 织物 。 日本 水
纺公 司( 商品名 。 a s a— ” 。日本东 洋纺 和埃克 斯兰 L n e lF
的纸浆 片材 的 吸水能 力高 约5 。可耐 1 0 高温 。即使 倍 5℃
公司 技术) a eo S p rb ob e t c 司( 品名 高 压也 能保 持 其水分 。 日本 U i a 司成 功 开发 出一种 、C m l u ea s rs ns 公 商 t w ni 公 t k 。 i er or F s b b” , 美 国 ARCO化 学 公 司 技 术 ) 及
日本 东洋 纺 公 司采 用 的是腈 纶水 解技 术 路线 ,而其 合 物 O 这 种 皮 芯 结 构 使 纤 维 具 有 更 好 的 功 能 性 和 舒 适 他 公司 多采 用 干法纺 丝技 术 路线 。 日本 东洋 纺织 公 司已 性 ,一方面芯部使之有良好的吸放湿能力,另一方面皮

新型再生纤维素纤维的现状及发展趋势

新型再生纤维素纤维的现状及发展趋势

新型再生纤维素纤维的现状及发展趋势杨明霞;沈兰萍【摘要】综述了天丝、莫代尔纤维、竹浆纤维、圣麻纤维、丽赛纤维等几种新型再生纤维素纤维的发展现状,简述了我国再生纤维素纤维的发展趋势.【期刊名称】《纺织科技进展》【年(卷),期】2011(000)002【总页数】6页(P16-20,23)【关键词】再生纤维素纤维;竹浆;圣麻;丽赛【作者】杨明霞;沈兰萍【作者单位】河南工程学院纺织工程系,河南郑州450007;西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TS102.51纺织行业是十分依赖纤维原料的加工行业。

但由于耕地的减少和石油资源的日益枯竭,天然纤维、合成纤维的产量将会受到越来越多的制约。

再生纤维素纤维原料来源丰富,可再生,易降解。

人们在重视纺织品消费过程中环保性能的同时,对再生纤维素纤维的价值进行了重新认识和发掘。

目前再生纤维素纤维的开发和应用处在一个空前的黄金时期。

天丝是近30年来研究和开发最为成功的人造纤维,被誉为21世纪的绿色纤维,其系列产品的研制与开发受到国内纺织服装业的广泛关注与青睐。

其原料取自木材,可不断自然再生,采用NMMO纺丝工艺,将木浆溶解在氧化铵溶剂中直接纺丝。

氧化铵溶剂可循环使用,回收率达99%以上,整个生产系统形成闭环回收再循环系统,无废排放,且天丝产品使用后可生化降解,不会对环境造成污染,故被称为绿色纤维。

天丝纤维独特的分子结构,使得它与其他种类纤维的物理机械性能有很大的不同,其强度高于以前生产的纤维素纤维,最重要的特性是湿态时也保持其强度。

天丝纤维具有良好的吸水性和吸湿性,其纱线缩水率仅为0.44%,干态及湿态的断裂伸长较小,其织物水洗后变形较小。

较高的湿模量赋予纤维在小至中等负荷作用下产生的变形较小,使织物具有较高的尺寸稳定性和抗皱性,机织物缩水率仅为1%,经多次洗涤保持尺寸稳定,形状不变,因此,由天丝纤维织物做成的服装可洗性好。

天丝纤维为圆形截面,表面光泽度较好、无条纹,其织物具有丝绸般的光泽、优良的手感、悬垂性和飘逸感。

抗菌型吸湿排汗快干面料

抗菌型吸湿排汗快干面料

具有抗菌功能的吸湿排汗面料开发近几年开始流行的常规吸湿排汗纤维产品,在穿着运动时能即时干爽,但其所处的湿热环境和纤维的沟槽状截面也为细菌提供了滋生繁衍的条件,使穿着者更容易引起细菌感染或者产生汗臭等。

Cleancool(康纶)纤维改进了沟槽状纤维截面的三维立体形态,大幅提高了面料的吸湿快干效果。

又在纤维内部加入银基抗菌物质,能够迅速杀死引起汗臭味的金黄色葡萄球菌和其他有害病菌,如肺炎杆菌、大肠杆菌、白色念珠菌、NH1甲流感等。

同时,由于其杀菌功能具有非溶出性特点,不会伤害有益菌,不会刺激感染皮肤,时刻保持肌肤的凉爽清洁。

我司使用Cleancool/Cotton70/30紧密纺混纺纱,开发了21x21 108x58 57/8,32x32 90x70 57/8,32x32 100x70 57/8传染病防护面料,80/2x80/2 140x80 58/9工装衬衫面料,通过多次试产、总结,攻克了诸多技术瓶颈,形成了公司自有的专利技术,分散+士林一浴二步法染色技术,生产时间短,操作方便,低碳高效清洁生产,且产品具有高日晒、耐气候、耐氯漂、耐水洗等功能。

高比例含涤纱线无PVA上浆技术,绿色环保生产工艺,减少了不清洁污水排放,满足了纤维功能特性的要求。

抗菌+吸湿快干自然清洁整理技术,不添加任何化学药剂,克服超细纤维高温变形的缺陷,仿真超真,相关技术国内领先,目前已具备批量生产的能力。

产品性能:经检测机构检测,面料技术性能达到GB/T21655.1——2008《纺织品吸湿速干的评定》、ISO20743——2007《纺织品抗菌性能测试》、FZ/T13007——2008《色织棉布》、GB18401——2003《国家纺织产品基本安全技术规范》的各项技术要求,同时也满足Oeko-tex Standard 100认证。

吸湿排汗纤维是利用纤维表面细微沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用,迅速迁移至织物表面并发散,从而达到导湿快干的目的。

什么材料具有较高的吸水性能?

什么材料具有较高的吸水性能?

什么材料具有较高的吸水性能?一、氨纶纤维氨纶纤维是一种弹性纤维,具有优异的吸水性能。

其表面张力较大,能够迅速吸收周围的水分,达到快速吸湿的效果。

此外,氨纶纤维的微孔结构也使其具有较大的内部表面积,进一步增强了其吸水性能。

无论是在纺织品制造中还是在医疗卫生产品中,氨纶纤维都被广泛应用于湿润和吸水场景。

二、木浆纤维木浆纤维是从木材中提取的高分子纤维素物质,其具有较大的纤维间隙和丰富的亲水基团。

这些特性使得木浆纤维具有出色的吸水性能。

木浆纤维在制造卫生用品(如卫生巾、尿不湿等)时被广泛采用,其吸水性能能够有效锁定液体,保持干爽和舒适。

三、竹纤维竹纤维是一种天然纤维素材料,具有很好的吸水性能。

由于竹纤维表面的微孔结构和丰富的亲水基团,其能够快速吸收周围的水分,实现迅速吸湿的效果。

此外,竹纤维还具有很好的透气性和柔软性,常被用于制作吸湿排汗的运动服装和家居用品。

四、高强度特纳石墨烯纤维特纳石墨烯纤维是由石墨烯薄片堆叠而成的纤维,其具有高比表面积,独特的层间结构和优异的机械性能。

石墨烯纤维的层间空隙是其出色吸湿性能的关键因素之一。

这些层间空隙可以迅速吸收和储存水分,实现高效的吸水效果。

石墨烯纤维在新型高吸湿材料的开发、纺织品领域的应用等方面具有巨大潜力。

五、微孔陶瓷材料微孔陶瓷材料是一种具有高度孔隙结构的材料,其内部孔径尺寸范围广泛,能够容纳不同大小的水分分子。

由于这些微孔结构,微孔陶瓷材料具有出色的吸水性能。

在水净化、湿度调节等领域,微孔陶瓷材料被广泛应用,其独特的水吸附性能为解决相关问题提供了新的途径。

综上所述,氨纶纤维、木浆纤维、竹纤维、高强度特纳石墨烯纤维和微孔陶瓷材料都具有较高的吸水性能。

它们在不同领域的应用,为我们提供了更加便捷和舒适的生活。

未来,随着科学技术的不断进步,吸水性能更好的材料有望不断涌现,为生活带来更多便利和创新。

Aircell纤维织物的吸湿、导湿性能研究

Aircell纤维织物的吸湿、导湿性能研究
性远远高于涤纶织物,也高于棉织物、天丝织物,因此认为Aircell纤维织物是一种新的吸湿、导湿材料。
关键词:Aircell纤维;吸温、导湿性;毛细效应;透气性;透湿性

:冲图分类号;TQ342.21。,一.,,文献标识码:A,。。。文章编号:100l一7054(2009l os-0020-oz主
Aircell纤维是洛阳白马集团研制开发的新产 品,它是利用高新技术生产工艺将十几种有益于人 体的矿物元素加入到聚酯切片中。经熔体纺丝制成 的纤维。矿物元素在聚酯切片中形成微孔,改变了 聚酯纤维内部的分子结构。由于纤维内部有许多微 孔,所以.将这种新纤维命名为Aircell纤维。根 据吸湿机理,这种微孔结构可以降低纤维的结晶 度,形成无定形区,使水分子容易进入。同时,这
(根,IOcm)
织物密度, 厚度/cm 线密度^口
460x306 400x280 400×280 0.355 0.20I 0.240 J4.5×14.5
种结构使纤维具有较高的比表面积和表面能,使其 能在自己的表面吸附一定的水分和其他气体,增强 纤维的吸湿性能,从而使Aircell纤维织物具有良 好的吸湿、导湿性能。 纺织品的舒适性日益受到消费者的重视。纺 织品舒适性的内涵很广泛,主要包括热湿舒适性、 接触舒适性和压感舒适性旧。要求纺织品能起到 保护人体以及迅速调节人体热湿平衡,本文研究的 就是Aircell纤维织物的吸湿导湿性能。 1
AirceH纤维织物的透湿性 由表3可以看出,Aircell纤维织物的透湿性比
Coohnax/棉混纺织物的透湿性差,但是与其他纤维 织物相比,尤其是与常规涤纶织物相比,透湿量是 常规涤纶织物的5倍。透湿量和织物的透气性也有 一定的关系.一般情况下,透气好的透湿性也比较 好;而透湿量还与织物的组织和厚度有关,一般而 言,织物厚度小的透湿性好,斜纹组织比平纹组织 的透湿性要好。从表3的数据分析来看,AimeH纤 维织物的透湿性能可以和高透湿织物Coolmax相媲 美,可以说明Aircell纤维织物具有良好的透湿性 能。
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1高吸放湿聚氨醋 纤维
聚氨醋纤维由于其良好的弹性而应用广泛。随着消费者对于舒适性要求的不断提高,聚氨酷纤维的 技术开发己从单纯的伸缩功能扩大到与用途相适应的高功能性纤维的开发上来。日本旭化成公司首创的 高吸放湿聚氨酷纤维,其特点是吸湿量大,且放湿速度快。主要用于连裤袜、短裤等贴身衣着,能迅速 的把蒸汽和汗液向外面释放,保持穿着舒适感。其吸湿性能几乎与棉在同一水平上,如果说棉的放湿是 吸湿的5%的话,这种聚氨醋纤维几乎 10 0 0%放湿 ,而且放湿速度极快 。也就是说,在运动或高湿度环 境下纤维从皮肤吸收水分,在静止或低湿度环境下可 以迅速的放湿,又能重新发挥吸湿性能。因此也把 这种纤维称为 “ 能呼吸的纤维”。
能。该纤维是由日本可乐丽公司开发的。
参考 文献 :
1 .. l I i et. 997, -1 g , a Tx. 19,)P04 . Pn e n n J N I d , ( 4 2 竹内 . 悟,纤维学会志,20 . (),P2-2 00 5 4 6 16 17
内j 月 ,
大麻纤维及其产 品吸湿透气性强,而且耐磨、服用舒适滑爽不沾身、 风格挺括等特点深受消费者喜 爱,亦具有抑菌、不产生静 电、屏蔽紫外线的能力。大麻纤维在未解决脱胶技术之前,只能用于搓麻 线、打麻绳、织渔网。在脱胶技术取得突破性进展之后 ,使大麻纤维的应用领域扩大,档次提高。由于
大麻 使麻类 纤维 纤维中 细软的 最 纤维, 兰麻 麻产品的 痒感及 感. 没有 和亚 刺 粗硬 而且其 湿率大 吸湿 散 于
3细旦丙纶纤维
“ 芯吸效应”是细旦丙纶纤维织物所特有的性能,丙纶单丝纤度愈细,这种芯吸湿透湿效应愈明 显, 且手感越柔软。因此细旦丙纶纤维织物导汗透气 ,穿着时可保持皮肤干爽,出汗后无棉织物的凉 感,也没有其他合成纤维的闷热和汗臭感,从而提高 了织物的舒适性和卫生性 。此类织物适用于针织内 衣和运动服装。在纺丝过程中添加陶瓷粉、防紫外线物质或抗菌物质,可开发出各种功能性产品。
5 导湿干爽型涤纶长丝
金纺集团开发的导湿干爽型涤纶长丝,通过改变纤维截面形状使单纤之间的空隙增大 ,比表面积的 增大及毛细管效应使其导湿性能大大提高,采用该纤维生产的织物导湿性能、水分扩散性能极佳。与棉 等吸湿性好的纤维搭配,采用合理的组织结构,效果更好,制成的服装穿着干爽、清凉、舒适。适用于 针织运动服装、机织衬衫、男女夏季服装面料、涤纶丝袜等。
高吸湿纤维的新进展
秦志刚,马晓红
河北 科技大学
摘要: 在穿着时 服装 的舒适性与材料的吸放湿特性具有密切的关系, 本文主要介绍近来国内外 高 吸湿纤维的 新进展.
关健词:舒适性;纤维;吸湿性;放湿; 近年来 ,随着人们生活水平的提高 ,对于服装或服装面料舒适性的要求越来越高,服装在 穿着 时的舒适性与材料 的吸放湿特性具有密切 的关 系。高吸湿纤维作 为舒适性材料的代表,其市场占有 率将进一 步提高,应 用会越来越广 。因此 ,国内外对于吸水、吸汗性纤维 的研 究与开发愈来愈重 视。 高吸湿纤维是一种高功能纤维,为了得到人们所期望的穿着舒适性,要求服装面料具有在短时间内 将人体皮肤表面的汗液吸入的吸湿作用,并且让汗液通过纤维很快转移,在服装表面快速蒸发,以保持 皮肤表面和服装内侧环境的干燥。也就是说,所谓高吸湿纤维,不仅要求纤维能够吸收液态水,而且能 够快速的使其散发到面料表面。高吸湿纤维的开发途径主要有:化学方法,例如将吸水性基团接枝到纤 维上,聚合物单体的共聚,或与高吸水性聚合物共混;物理方法,例如采用纤维表面的粗糙化、截面异 型化,采用多孔、中空的纤维结构,纤维的超细化;复合纺丝,与吸湿性聚合物复合纺丝 :高吸水的天 然纤维和化学纤维的开发与利用。本文主要介绍近来国内外高吸湿纤维的新进展。
做的服装时,由于亲水性集团的存在,汗和水很快被纤维表面吸收并扩散出去。又由于芯层的聚酷几乎 不吸湿 ,吸入纤维内部的水分与棉纤维相比要少得多。纤维的膨润程度甚微,从皮肤吸入纤维内部的水 分可很快扩散蒸发出去,从而有干爽舒适的穿着感 ,织物不会粘在身上。水分的扩散、蒸发又会产生汽
化热, 而且E O 的热 率高, 料的 度下降, V H 传导 使面 温 产生凉 感,因 o i 纤维 有凉 爽 此Sp s ht 还具 爽功 a
9 等离子体表面改 性
利用等离子体技术对材料表面处理,如表面刻蚀使纤维表面粗糙化、等离子体聚合、使聚合物表面 活化产生自由 基并发生移植,从而使材料表面改性。通过改性,增加了涤纶等合成纤维及其纺织品的表 面吸湿性,同时可作为防污及防静电整理,也可使吸湿性高的棉织物表面产生排水效果。
1 大麻纤维 0
徐鹏, 纺织 国外 技术, 01 1 2 , 0 ,
( 2 K.ai r, e tnt 2 0 ,91 3) , P3 -39 K j a J x. s, 0 wa . T I . 0
作者简介 :秦志刚,男, 0 4 岁,河北元氏人,河北科技大学纺织服装学院副教授。东华大学在读博士 通讯地址 :石家庄市东岗路 16 1号,邮编003,电话 5850 501 81 2
7 高吸放湿性尼龙Q U UP
日 司的Qu是 龙6 混入 本东丽公 u 在尼 中 特殊的高 p 吸湿性 合物 得的均 溶的 物混合 聚 而制 匀相 聚合
体。这种特殊的高吸湿性聚合物在高湿环境中具有很高的平衡吸湿率,而且 增加而 提高, up 保持了 Qu 既 尼龙原 特性,又 使吸 提高2 所以Qu 制 连 来的 能 湿性 倍。 u 成的 p
裤袜和内衣,在运动时服装内的湿度较低,闷热感等舒适性指标改善。由于共混后纤维结构发生变化, 其染色性也得到改善。
8 Y R H G A纤维
日本尤尼契卡公司的 “ Y R H G A”纤维是把吸湿聚合物作为芯的复合纤维,因而具有高吸湿性。纤维 的表面是常规尼龙,湿润时有滑爽的感觉。无论是吸放湿能力、吸放湿速度, " Y R ”纤维都 比 HGA 棉 好 ,尤其是在吸收服装内的湿气和向衣服外释放湿气方面,优于其它纤维。
1“ 2 挥汗纤维”
所谓的 “ 挥汗纤维”,该纤维表面涂有电离子体,并混入一些化学物质,具有不仅吸水性强,而且 放湿速度快的特点,因此,具有无闷热感、不沾身、汗水挥发快的功能,可广泛用于内衣、工作服等产 品中。该新型纤维是由日本大阪工业技术研究所等单位开发的。
1 3聚丙稀睛纤维C l% S F o 和 WIT a
4 高去湿四 沟道聚醋纤维
杜邦 用于 生产c la织 公司 o mx 物的四 道( f- an)酷纤维, 有优良 吸能力, 疏水性 o 沟 Tr C ne聚 ea h l 具 的芯 将
合成纤维制成高导湿纤维, 将高度出汗皮肤上的汗液用芯吸导到织物表面蒸发冷却。实验证明,在 3 0 分钟后湿度去除百分率:棉为 5%,四沟道聚酷纤维 9%,这种纤维应用于运动服装、军用轻薄保暖内 2 5 衣特别有效,保持皮肤干爽和舒适。且具有优良的保暖防寒作用。
6聚醋多孔中空截面纤维 “ L K Y WE L E "
WE L E Y纤维的开发目的是把液态的汗作为对象实现彻底的吸汗快干。WE L E LK L K Y是聚酷中空纤 维,并且从纤维表面看,有许多贯通到中空部分的细孔,液态水可以从纤维表面渗透到中空部分,这种 纤维的结构 以 最大的吸水速度和含水率为目标,在纺丝过程中,共混了特殊的微细孔形成剂后再将它溶 解,从而形成了这种纤维结构。该纤维具有优良的吸汗快干和干爽型的独特风格,主要用作衬裙、紧身 衣、运动服、衬衫、训练服 、外套等服装的面料,另外,由于其吸水速干性和低干燥成本的优点,在非 衣料领域和医药卫生领域具有广阔的应用前景。
1Spia 4 ht纤维 o s
Spi 纤维 是利用复 丝的 os ht a 合纺 方法, V H ( 烯一 烯 聚物) 酷制 组分皮 的 将EO 乙 乙 醇共 和聚 成双 芯型 复 纤维。 合 纤维的 为具 表层 有亲水 性集团 (H O 基)的E O , V H 芯层为 纤维。 着Spi 纤维 聚醋 在穿 oht s a
率一倍多,能使人体汗液温度降低较快 , 特别在夏季穿着感到舒适。可用于保健席 、床单、休闲服、衬 衣、T恤、鞋帽等,在提高纱支后,应用前景更为广阔。
n 大豆纤维
大豆蛋白纤维的吸湿透气性好,纤维光泽柔和,具有桑蚕丝的天然光泽和悬垂感,柔韧、蓬松、弹 性好、比重轻、保暖性强,具有对人体独特的保健功能。大豆纤维可降解,是生态纤维的一种,可与蚕 丝交织生产高档机织和针织面料。
2 超吸水性纤维L N E L A SA
L NSA 是以聚丙烯睛纤维为原料,占纤维 3%的表层部分经碱性水解制得的.水解的结果是, A EL 0 表层部分成为含有梭酸基的水溶性高分子的交联体,具有高吸水性能。7%的芯部是没有发生变化的聚 0 丙烯睛纤维,表层部分是近于粉状高吸水树脂的材料。与水接触时,构成表层的水溶性高分子的分子间 隙中就会吸入大量的水,在纤维直径方向大约膨胀 1倍。具有很好的保湿性能。L N E L 2 A S A 可以和其他 纤维混纺制成纱线、非织造布、过滤产品、薄膜、发泡体、复合体等,用作医疗卫生材料 、水露吸收材 料、食品包装材料、过滤材料、防漏材料、保水材料、冷却材料等。
Cl 和S F WI ox a T均为吸水、吸汗性聚丙稀睛纤维,C l 的截面为菊花状 ,具有天然麻那样的干爽 oa x 触感。S F WIT纤维表面有许多沟槽,同样有柔和干爽的触感。由于采用了异型截面、空洞残留纺丝、表 面亲和等组合技术,纤维表面有许多细沟槽和空洞,表面积增加,纤维既具有天然纤维那样的优良的吸 湿、扩散和蒸发性能,又使织物的风格变得更好。
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