功能性阻燃粘胶纤维

功能性功能性阻燃粘胶纤维阻燃粘胶纤维阻燃粘胶纤维综述综述
赵秀媛
摘要：简单介绍功能性粘胶纤维的种类，生产工艺特点，应用领域，发展趋势。

粘胶纤维属再生纤维素纤维，发展的较早，早在20世纪初就实现了工业化生产，其原料为天然植物纤维制成的浆粕，经过浸渍、老成、黄化等工序制成可溶性纤维素黄酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，在凝固浴内湿法纺丝而制成。

粘胶纤维具有与棉相近的性能，回潮率最符合人体皮肤的生理要求，同时具有光滑凉爽、透气、抗静电、易染色等特性，机械物理指标好，同各种纤维有良好的共混纺纱性能，因此应用领域广泛，家纺、无纺布、医疗卫材、装饰用布等都有大量的应用。

随着科学技术的不断发展，利用粘胶纤维的特点，以粘胶纤维为基体的各种新型功能性粘胶纤维不断开发成功，不断的拓展着粘胶纤维的应用市场。

功能性粘胶纤维根据其功能可分为很多品种，如阻燃粘胶纤维、抗菌粘胶纤维、负离子粘胶纤维、远红外粘胶纤维、相变粘胶纤维、抗紫外线粘胶纤维、导电粘胶纤维、高吸附粘胶纤维、医用粘胶纤维、芳香粘胶纤维、离子交换粘胶纤维、石墨纤维等。

一、阻燃粘胶纤维阻燃粘胶纤维
阻燃粘胶纤维 该产品的开发已有近六十年的历史，国外在20 世纪50 年代初就开始阻燃粘胶纤维用助剂的开发，瑞士Sandoz 公司最早开发出sandoflam5060w 焦磷酸酯阻燃剂，随着阻燃剂的开发成功，阻燃粘胶纤维的开发进入新阶段，不断有其他公司开发新的阻燃剂，并有几家公司实现了阻燃粘胶纤维的工业化生产。

代表性的产品有有奥地利Lenzing 公司的Viscose FR 纤维，德国Hoechest 公司的Danufi L 纤维，芬兰Kemira 公司的Visil 纤维，日本东洋纺的Polynosic 阻燃粘胶纤维，法国的罗纳普郎克TF280阻燃粘胶纤维等。

这些产品均达到纺织用品要求。

同时具有良好的阻燃效果。

国内比国外稍晚着手阻燃粘胶纤维的开发，在1990 年前后出现一个高峰期，均是采用sandoz(现克莱恩公司)Sandoflame5060阻燃剂。

但因阻燃剂价格昂贵，而国内生产的同类阻燃剂存在粒径大、粒径分布宽、阻燃剂分散液稳定性差等质量问题，当时最终没有实现规模化工业生产。

但经过最近十几年的不断努力，国内新的阻燃粘胶纤维生产技术不断涌现，现已经探索了共混法、浸涂法等，这两种方法多选用焦磷酸酯类有机化合物，特别是共混法制备粘胶纤维。

焦磷酸酯类阻燃剂国内尚处开发完善期，质量稳定性相对较差一些，且价格较高，制约其实现大规模的应用。

与磷系阻燃粘胶纤维开发同时，先后有几个公
司进行无机硅系阻燃粘胶纤维的开发，该种阻燃粘胶纤维因阻燃剂价格低廉，且生产出的纤维具有较好的阻燃性，根据其不耐碱及多次水洗的特性，适合一次性防护用品及装饰用品，如床具，沙发的内填充等用途。

阻燃粘胶纤维生产工艺路线
1.焦磷酸酯类阻燃剂生产的纺织用阻燃粘胶纤维
采用纺前注入方式，将阻燃剂加到粘胶中，充分进行混合，采用湿法纺丝，成形后进行处理，通过调整粘胶生产工艺，获得具有良好的物理机械性能的阻燃粘胶纤维。

其生产的工艺难点是如何保证阻燃剂均匀稳定的加入。

2. 硅系阻燃剂生产的阻燃粘胶纤维
采用纺前注入或在粘胶溶解过程中将阻燃剂溶液与粘胶进行混合后进行纺丝，同时调整粘胶及纺丝浴，纺丝工艺，湿法纺丝，在后处理过程中进行交联处理。

制得阻燃粘胶纤维。

3、后整理法
后整理法一般为用户买去纤维自己进行整理。

大部分是采用织物后对织物进行后整理。

基本工艺有轧烘焙法、涂布法、喷雾法、浸渍—烘燥法、有机溶剂法、氨熏法等。

因其与粘胶纤维生产无关。

故不作详述。

焦磷酸酯类阻燃剂生产的纺织用阻燃粘胶纤维由于以传统的粘胶为基体，因此所制得的阻燃粘胶纤维具有传统的粘胶纤维所拥有的舒适性，吸湿透气性，良好的可纺性等特性，适合与多种合成或特殊阻燃纤维，如阻燃涤纶，芳纶，芳砜纶等混纺，以提高制得服装的舒适性，可用于作战服，防护服，消防服，电工服，油田等特种作业环境，其纯纺产品可用于老人及儿童内衣，提高老人儿童在遇到火险或高温危险时的存活系数，提高安全性。

而无机硅系阻燃粘胶短纤维在家纺领域也有较大的应用，特别是其低廉的价格，极其适合在一次性消防防护用品及非织造布行业中有广泛的应用，如枕头、床垫、坐垫、靠垫、儿童玩具等的内填充物，机织地毯、家具贴布、装饰布等一次性或不需要纺织染色处理的领域。

但现在国内焦磷酸酯类阻燃剂生产的纺织用阻燃粘胶纤维仍存在阻燃剂脱落现象，从而影响其阻燃效果，进而限制了其使用环境，硅系无纺布用阻燃纤维在国内市场较小，有待开发更大的国内市场。

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二、抗菌粘胶纤维
1、抗菌粘胶纤维的发展
抗菌纺织品的开发源于上世纪四、五十年代，到八十年代初期，开始出现抗
菌纤维的开发，主要是采用高分子改性技术和共混纺丝改性方法获得抗菌效果，到九十年代，日本生产的抗菌纤维制品居于世界领先地位。

其中也包括抗菌粘胶纤维制品。

采用的主要是银系抗菌剂。

兰精公司也在上世纪进行了抗菌粘胶纤维纤维的开发，其抗菌粘胶产品为Modal Fresh纤维，兰精公司将使用在化妆行业应用的抗菌剂SR98与其Modal纤维生产工艺结合，采用共混技术生产出了抗菌粘胶纤维。

其抗菌性能通过了AATCC14和瑞士SNV195920标准的检验。

国内山东海龙集团生产的康泰丝纤维是将甲壳素与粘胶共混制成的具有抗菌效果的抗菌粘胶纤维。

抗菌粘胶纤维的生产方法也是两种，一种是将抗菌剂与粘胶混合，湿法纺丝制得粘胶纤维，一种是采用后整理法使粘胶纤维获得抗菌效果。

从发展方向上，共混法生产抗菌粘胶纤维较有前景。

抗菌剂的种类较多，主要有无机系，一般是能与纤维配位的金属系，有机系，如有机硅树脂的季铵盐系，以及天然物系等。

无机系抗菌剂一般多采用共混法生产抗菌粘胶纤维，主要有氧化钛列，锌系列，铜系列，银系列化合物等，无机抗菌剂抗菌机理是无机抗菌剂从纤维中缓慢溶出微量金属离子，再扩散到细菌的细胞内，通过破坏细胞的蛋白质结构，引起细菌代谢障碍而使其死亡，达到抗菌的目的。

而有机系抗菌剂多为后整理抗菌剂，其抗菌机理是通过活性成份，将带有正电荷的基团靠静电附着在微生物细胞表面上的阴离子部位，以物理化学方式破坏细菌的表面结构，使细胞内溶物泄露而死亡，达到抗菌效果。

天然物系抗菌剂有绿芥末清油，芥末提取液，甲壳素等天然抗菌物质。

这些天然物质与粘胶混纺，存在于纤维中，利用其本身所具有的抗菌性，缓慢释放，达到抗菌效果，如甲壳素，在酸性条件下，其中的壳聚糖分子中氨基可能转化为铵盐，吸附带负电荷的细菌，破坏其细胞壁，从而阻碍其发育；同时壳聚糖可能分解成低分子物，吸附细菌后，穿过微生物细胞壁进入到细胞内与细菌的DNA结合，形成稳定的化合物，干扰了细菌的正常繁殖，从而达到抗菌目的。

抗菌粘胶纤维有广泛的应用领域，服装特别是运动衣，内衣，袜子，家庭和旅店的床上用品、毛衣，浴巾等方面，医疗卫材，化验室、手术服等。

还可应用在毛毯，玩具，公共场所的沙发套等。

虽然抗菌粘胶纤维有较广泛的应用市场，但整体上抗菌粘胶纤维的发展较慢，原因有二，一是纺织品后处理获得抗菌效果成本远低于抗菌粘胶纤维的成本，二是尚未有理想的可与粘胶共混的抗菌剂，与粘胶共混的抗菌剂一般为无机系抗菌剂，因为粘胶为碱性体，而其纺丝过程为酸性体系，这为抗菌元素的选择增加了难度，如在涤纶，丙纶体系可应用的锌及氧化锌系抗菌剂在这里应用相当受限，
必须对原有锌或氧化锌系抗菌剂进行包覆，这样抗菌剂的粒径很难达到与粘胶共混的要求。

因此抗菌粘胶纤维要想得到发展，最关键的一点是获得质优价廉能与后处理方法竞争的专用抗菌剂。

三、其他功能性粘胶纤维
1、负离子粘胶纤维
负离子粘胶纤维是将能够产生负离子的原料与粘胶共混，采用湿法纺丝制得，功能性微粉镶嵌到纤维之中，其制品在使用过程不断激发产生负离子功效，达到
保建和广谱抗菌效果。

目前已经开发出电气石法、奇冰石法粘胶负离子功能纤维。

负离子功能粘胶纤维除了具有一般粘胶纤维性能外，还具有其自身特殊的功能： 长时间激发产生负离子发射, 调节周围环境的空气质量。

较强的生物波发射功能, 促进血液循环，防止人体老化和早衰。

持久的抗菌杀菌性能,不但能杀灭对人体
有害的细菌，又不伤害人体。

优良的除臭性能,脱除异味，保持良好的生活空间。

可释放人体需要的多种微量元素,有易于人体健康。

负离子粘胶纤维同时具有负离子所具有的优点与粘胶纤维的特性，具有较广
泛的应用市场，可应用在家用与服装纺织品领域，制用内衣，毛巾，床上用品，
袜子等，使人体的生活环境处于负离子浓度适中状态。

室内及车内用具、装饰品，通过其产生的负离子达到净化车内及室内环境的目的，调节人们的精神状态。

有
益人们的身心健康。

医疗用品，用负离子功能纤维作为医用手术服，防护服及医
用床品，可防止疾病的交叉感染及病菌的漫延。

负离子粘胶纤维也可以作为空气
和水处理的过滤材料，其激发产生的负离子，可不断的杀死水和空气中的病毒与
细菌。

特别适合空调的空气过滤材料和家用饮水机的滤芯。

2、相变粘胶纤维
相变粘胶纤维是利用物质相变过程中释放或吸收潜热、温度保持不变的特性
开发出来的一种蓄热调温功能粘胶纤维。

相变即表现在气、固、液三态的变化以
及结晶、晶型转烃、晶体熔融等物理过程，伴随着分子聚集态结构的变化维持温
度的平衡。

将相变材料采用特殊的工艺加入到粘胶中，与粘胶共混，湿法纺丝制
得纤维，相变材料在纤维中保持了其特性，利用其固→液、液→固态的相变，在
不同环境温度下表现出不同的吸、放热功能，并且保持温度相对恒定的特性，获
得具有良好调控温度功能的功能性粘胶纤维。

相变材料有无机、有机、复合之分。

无机类主要有结晶水合盐类、熔融盐类、金属或合金类等；有机类主要包括石蜡、醋酸和其他有机物。

近年来，复合相变
储热材料应运而生，它既能有效克服单一的无机物或有机物相变储热材料存在的缺点，又可以改善相变材料的应用效果，拓展其应用范围。

国际著名的OUTLAST公司生产各种相变纤维，其中就包括相变粘胶纤维。

国内河北吉藁化纤有限公司与北京巨龙博方科技研院合作开成功了相变纤维—丝维尔纤维。

相变粘胶纤维可根据环境和人体的温度变化不断的释放或吸收热量，因此具有微气候调节功能。

相变粘胶纤维作为服装面料，在冬季具有更好的保暖功能，夏季具有较好的吸收人体产生的热量的功能，使体表温度较恒定，达到凉爽的目的。

3、珍珠粘胶纤维及珍珠负离子纤维
珍珠粘胶短纤维和珍珠负离子纤维是最近几年开发成功的功能性粘胶短纤维，其巧妙的将珍珠粉单独或与负离子粉以一定的配比进行研磨达到纳米级品质，采用特殊的工艺制成浆料，采用纺前注入方式加入到粘胶中，共混纺丝制得纺织用功能性粘胶短纤维，该功能性纤维具有珍珠的特性，经检测，该种纤维富含多种氨基酸，具有发射远红外线，抗紫外线功能，富含多种人体所需的金属微量元素，其与负离子配比的所制得珍珠负离子粘胶纤维在具有上述功能的同时还具有激发负离子功能，同时具有珍珠粘胶纤维和负离子粘胶纤维的功能，具有良好的发展空间。

4、高吸附粘胶纤维
高吸附粘胶纤维有两种，一种是粘胶基活性炭纤维，是以粘胶纤维经高温碳化、活化后形成的一种新型高效吸附材料。

与粒状活性碳比它具有比表面积大，细孔发达，吸附性能高，脱附速度快、可反复使用等特点。

另一种是将具有吸附功能的材料加入到粘胶当中，与粘胶共混纺丝，制得的纤维，吸附功能的材料现在常用纳米级竹炭和椰壳炭，竹炭粘胶纤维和椰壳炭粘胶纤维都属于高吸附性的功能性粘胶纤维。

粘胶基活性炭纤维一般用于过滤和吸附材料，如空气过滤器的滤芯，空气污染物的吸附脱除材料，饮用水或工业水中处理过程用作水净化材料。

而竹炭纤维，椰壳炭纤维应用领域更广泛，具有良好的纺织性能，可应用于家纺的各个领域，如床上用品、服装，医疗矿山防护、车、船、飞机等交通工具座椅面料及内装饰用品，也适合做宾馆、礼堂等装饰用品。

能够达到净化空气，去臭除味的目的。

竹炭粘胶纤维除具有高吸附性外，还有许多其他功能，如抗菌、远外红、负离子等效果，因此其有更广泛的应用。

功能性粘胶纤维具有粘胶纤维的特点同时又赋予了种功能，因此其发展具有
良好的应用和市场前景，但国内功能性粘胶纤维的开发任重而道远，如，阻燃粘胶纤维特别是纺织用阻燃粘胶纤维与国际一流产品仍有较大差距，不能实现真正替代进口，而抗菌粘胶纤维虽然有很大的应用市场，但除国外兰精公司形成了产品，国内的开发仍停留在小试阶段。

功能性粘胶纤维的开发瓶颈，一是功能性材料的品质，如粒径，分布，分散性，与粘胶的相容性，二是准确均匀的将功能性材料与粘胶共混，三是功能性材料与粘胶纤维结合的牢度，例如国内现有纺织用阻燃粘胶不能实现替代进口就是存在阻燃剂脱落现象。

如何解决有机类功能性材料与粘胶本体的结合性也是许多功能性粘胶纤维开发的重点。

参考文献：
1、张莹、段亚峰 李维鹏 负离子粘胶纤维及其功能性纺织品的开发状况与展望 《丝绸》2005年第5期
2、左凯杰 霍瑞亭 赵广明 新型防臭抗菌纤维概述《染整技术》2009年第9期
3、赵景辉 综述阻燃粘胶纤维的生产工艺与开发进展状况 来源于网络
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