功能纤维的概念_分类及发展方向_戴福文

功能纤维的概念、分类及发展方向

The Concept, Classifi cation and Development Direction

of Functional Fiber

文/戴福文

摘要：

提出功能纤维的概念、分类，综述已开发的功能纤维品种、技术措施，指出功能纤维的发

展方向。

关键词：功能纤维；改性纤维；高性能纤维；分类；发展方向

1 功能纤维的概念

功能纤维(Functional fiber)是指除一般纤维所具有的物理机械性能以外，还具有

某些特殊功能或某些应用性能的新型纤维[1-2]。

2 功能纤维的分类

功能纤维分为三大类：第一类是对常规合成纤维改性，克服其固有缺点，也称

差别化纤维；第二类是针对天然纤维和化学纤维原来没有的性能，通过化学和物理

手段赋予其蓄热、导电、吸水、吸湿、抗菌、消臭、芳香、阻燃、紫外遮蔽等附加

性能，也称功能性纤维；第三类为具有特殊性能，如高强度、高模量、耐高温、耐

化学药品、耐气候等优异性能，也称高性能纤维[3]。

2.1 差别化纤维(differential fiber)[4]

2.1.1 异型纤维

用异形喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的化学纤维。异形纤维具有特殊的光

泽、蓬松性、耐污性、抗起球性，可以改善纤维的弹性和覆盖性[4]。

2.1.2 超细纤维

纤维直径在5μm或线密度在0.44dtex以下的纤维，具有质地柔软、光滑、抱合

好、光泽柔和等特点，可制成具有山羊绒风格的织物或表面极为光滑或透气防水的

超高密织物。

2.1.3 高收缩纤维

沸水收缩率为35%～45%的纤维，常见的有高收缩型聚丙烯腈纤维（腈纶）和

聚酯纤维（涤纶）两种。

2.1.4 抗起球纤维

制成的织物受到摩擦时，不易出现纤维端伸出布面，形成绒毛或小球状凸起的

纤维。常见的抗起球腈纶纤维是运用物理改性方法，改变纤维的结构性能，使由于

摩擦引起的毛、球很快脱落，达到抗起球的效果。

2.1.5 三维卷曲纤维

螺旋形卷曲或者立体形卷曲的纤维，利用聚合物熔体挤出时产生湍流、内应力不匀的原理形成纤维径向不对称结构而达到卷曲效果，在长毛绒玩具上应用广泛。

2.1.6 吸湿排汗功能纤维

为超细、多孔结构，将毛细孔原理应用到纺织物表面，截面为花瓣形状的五沟槽纤维具有虹吸功能，能够快速吸水、输水、扩散和挥发，达到排汗速干的功能。

2.1.7 色纺纤维

由含有着色剂的纺丝原液或熔体纺制成的有色纤维。

2.1.8 仿真纤维

模仿天然纤维而制造的化学纤维，包括仿丝纤维、仿毛纤维和仿麻纤维等。

2.2 功能性纤维[5]

2.2.1 导光纤维

通常以石英或高分子材料为原料制成，具有不同折射率的皮芯结构，主要由于皮层全反射作用而能传导光线的化学纤维。

2.2.2 导电纤维

在标准状态 (20℃，65% 相对湿度)下电阻率小于105Ω·cm，一般包括金属纤维、碳纤维、复合导电纤维和高分子导电纤维。

2.2.3 光反射显色纤维

模仿南美洲闪蛱蝶翅膀上的“鳞粉”特性，将数十层可透过空气的薄膜重叠，通过对光的散射、干涉和衍射作用，使纤维产生颜色。

2.2.4 变色纤维

是一种具有特殊组成或结构的，在受到光、热、水分或辐射等外界条件刺激后可以自动改变颜色的纤维。光致变色纤维是将光致变色材料和高聚物共混通过溶液纺丝、共混纺丝或复合纺丝技术制得的纤维。热致变色纤维通过在纤维中引入热致变色物质而制得。

2.2.5 自发光纤维

也称蓄光纤维、夜光纤维。是在合成纤维纺制过程中加入少量蓄光剂（最小平均颗粒约2μm~3μm）制成。稀土夜光纤维是利用稀土发光材料制成的功能性环保新材料，以纺丝原料为基体，采用长余辉稀土铝酸盐发光材料，经特种纺丝制成夜光纤维。夜光纤维吸收可见光10min，便能将光能蓄贮于纤维之中，在黑暗状态下持续发光10h以上。

2.2.6 芳香纤维

通过微胶囊法、共混纺丝法、复合纺丝法将芳香剂包容在纤维中而制成能释放香味具有保健功能的纤维。

2.2.7 生物医学纤维

用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的一类功能纤维。它除了具有一定的物理—机械性能外，还必须具备生物相容性，有些用途还需要生物活性或者生物降解吸收性。人工器官使用的生物医学纤维主要为中空纤维膜。最早应用中空纤维膜的人工器官是人工肾，现在由中空纤维膜制成的人工肾、人工肝、人工肺、肝腹水超滤浓缩回输器和血液浓缩器已投入使用，人工胰腺也在研制中。

2.2.8 吸附纤维

具有超吸附速率和吸附容量的纤维，包括高吸水（湿）纤维、吸油纤维、活性炭纤维和一些具有吸附毒性物质的纤维。

2.2.9 离子交换纤维

在成纤高分子中引入某些活性基团而具有对离子交换或捕捉重金属离子的纤维。

2.2.10 保健功能纤维

对人体健康具有防护和促进作用的一类功能纤维，包括抗菌纤维、防臭纤维、负离子纤维、远红外纤维、抗紫外线纤维和芳香纤维等。

2.2.11 远红外纤维

能吸收远红外线并将吸收的太阳能转换成人体所需的热能的纤维。通常由能吸收远红外线的陶瓷粉末与成纤高分子流体在喷丝前混合而制成，如氧化铝、碳化锆等，其粒径应为0.2μm左右。

2.2.12 负离子纤维

在纤维的生产过程中，添加一种具有负离子释放功能的纳米级电气石粉末，使这些电气石粉末镶嵌在纤维的表面，通过这些电气石发射的电子，击中纤维周围的氧分子，使之成为带电荷的负氧离子，由该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量、环境具有明显的作用。

2.2.13 阻燃纤维

采用无机高分子阻燃剂在粘胶纤维等有机大分子中以纳米状态或以互穿网络状态存在。

2.2.14 陶瓷纤维

以SiO

2

、Al

2

O

3

为主要成分的一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械振动等优点。可用作工业窑炉的绝热和耐火材料、高温高压蒸汽管道的绝热材料、高温密封绝热材料、高温吸声材料、耐火建筑用材和防火材料、原子反应堆内衬材料等。2.2.15 抗菌纤维

混有抗菌剂或经抗菌表面处理的纤维，具有抑制或者