理论教育 新型纺织纤维的来源和用途分析

新型纺织纤维的来源和用途分析

时间:2023-05-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据纤维的来源及用途,新型纤维可以分为新型天然纤维和新型化学纤维。木棉纤维表面有较多的蜡质,使纤维光滑、不吸水、不易缠结,并具有驱螨虫效果;在纺织品服装中使用木棉纤维存在的最大问题是与染料分子不能顺利结合,因此上染率低。由于化学纤维产业发展较快,市面上已经出现的或正在研制的新型化学纤维较多。

新型纺织纤维的来源和用途分析

根据纤维的来源及用途,新型纤维可以分为新型天然纤维和新型化学纤维。其中天然纤维是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纺织纤维,是纺织工业的重要材料来源,包括植物纤维和动物纤维。

(一)新型天然植物纤维

1.彩棉纤维 彩棉也称天然彩色棉,是自然生长、带有颜色的棉花。利用生物遗传工程方法,在棉花的植株上接入某种色素基因,让这种基因使棉株具有活性,从而使棉桃内的棉纤维变成相应的颜色,所需的颜色色素基因可采用生物技术来获得。目前天然彩色棉已培植出棕、绿、红、黄、蓝、紫、灰等多个色泽品系,我国种植的主要为棕色和绿色彩棉。

2.木棉纤维 木棉属于果实纤维,有白、黄和黄棕色三种颜色,主要产地是印度尼西亚、尼日利亚、美国。木棉纤维表面有较多的蜡质,使纤维光滑、不吸水、不易缠结,并具有驱螨虫效果;在纺织品服装中使用木棉纤维存在的最大问题是与染料分子不能顺利结合,因此上染率低。

3.罗布麻纤维 罗布麻属夹竹桃科罗布麻属,多年生宿生草本植物。罗布麻含有黄酮类化合物、强心苷、花色素、酚类、芳香油、三萜化合物等,具有降压强心、清热利水、平悸止晕、平肝安神的功效。罗布麻多生长在北半球温带和寒温带,广泛分布在伊朗、阿富汗、印度、俄罗斯、加拿大和中国。罗布麻单纤维平均断裂强度为2.9cN/dtex,断裂伸长率为3.33%,其标准回潮率为6.98%,染色性能与亚麻相似,染色均匀性较差,上染困难。

4.其他新型天然植物纤维 目前正在研制开发的其他类型的新型天然植物纤维还有竹纤维香蕉纤维、椰壳纤维、菠萝叶纤维和荷纤维等。这些植物的共同特点是都是天然保健纺织材料,适合制作贴身服用面料。

(二)新型天然动物纤维

1.马海毛 马海毛,也称安哥拉山羊毛,是土耳其安哥拉山羊毛的音译商品名称。南非、土耳其和美国是马海毛的三大产地,我国很多地方的生态条件与安哥拉山羊原产地区相似,陕西、内蒙古、山西、新疆等地也引进了少量种羊试养,开始马海毛的生产。与传统的羊毛相比,马海毛纤维卷曲少,弹性回复率大,其织物具有较好的弹性和抗皱性。

2.柞蚕丝 柞蚕丝是一种高贵的天然蛋白质纤维,用它织造的丝织品具有其他纤维所没有的天然淡黄色和珠宝光泽,而且具有平滑挺爽、坚牢耐用、吸湿性强、水分挥发迅速、湿牢度高、耐酸耐碱以及拒电绝缘等特性。

3.蜘蛛丝 作为一种新的天然高分子纤维,蜘蛛丝具有很强的柔韧性及很好的弹性,蜘蛛丝还具有质轻、耐低温等特点。由于其组织是蛋白质,因此可生物降解,是一种“绿色纤维”。通过转基因获得的蜘蛛丝织物可制成服装、围巾、帽子及不易磨损的衣物,也可制成防弹衣,以及坦克、飞机、雷达军事建筑物的防护罩,还可制成手术缝合线、人工关节、人工假肢医疗保健用品。

小链接3-1 蜘蛛丝也能做衣服了

蜘蛛丝非常坚韧,比钢铁还要坚固,并且比凯夫拉尔纤维还耐撕裂。虽然人类可以相对容易地穿过蜘蛛网,这是因为每条线的直径只有千分之三毫米。如果将其扩展到超过一毫米,估计一张蜘蛛网可以像捕捉苍蝇一样捕捉住一架直升机。蜘蛛丝同样还非常有弹性并且轻巧;一些蜘蛛丝在断裂前可以拉伸到原长度的五倍,并且长度足以绕地球一圈的蜘蛛丝的重量还不到0.5kg。蜘蛛还是优秀的化学家,常常使蜘蛛丝变得防水且具有抑菌特性。

在1709年,法国蒙彼利埃法庭院长Franc ois Xavier Bon de Saint Hilaire先生向路易十四赠送了一双银色的蜘蛛丝长袜,它是由数百个精心收集的卵囊编织的。但对于研究者来说,由于蜘蛛对驯化有抵抗力,在房间里饲养的年幼的蜘蛛总是互相搏斗并吃掉对方。因此,研究者遇到的最大问题是很难规模化饲养。

2016年,一家名为Spiber的日本公司用大肠杆菌为The North Face制作了一次性的大衣。与此同时,Adidas与德国生物材料公司AMSilk合作,制造了蜘蛛丝运动鞋。

(资料来源:全球纺织网,2017.4.7)

4.其他新型天然动物纤维 此外,还有一些新型天然动物纤维也在轰轰烈烈地开发着,如山羊绒牦牛毛和牦牛绒、改性羊毛、天然彩色蚕丝、蓖麻蚕丝等,每种产品都各具特色,有很高的使用价值。但由于其力学性能或可纺性较差,产量较低,一般价格昂贵。

(三)新型化学纤维

化学纤维是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物为原料,经过制备纺丝原液、纺丝和后处理等工序制得的具有纺织性能的纤维。由于化学纤维产业发展较快,市面上已经出现的或正在研制的新型化学纤维较多。

1.高湿模量黏胶纤维 高湿模量黏胶纤维主要有两个品种,一类为波里诺西克纤维,也称为经典高湿模量纤维、富强纤维,日本称为虎木棉,在我国的商品名为丽赛纤维。这类纤维的特点是湿态断裂强度和湿态模量特别高,但这种纤维的生产工艺复杂、成本高、耐磨性能较差。另一类为变化型高湿模量黏胶纤维,简称为高湿模量纤维,与棉大致相同,基本克服了普通黏胶纤维的缺陷,而且克服了波里诺西克纤维钩接强度较差、脆性较大的缺点,其中的代表品种有美国研发的HWM纤维、奥地利兰精的莫代尔纤维、中国台湾化学纤维股份有限公司生产的Formotex纤维和山东海龙股份有限公司研发的纽代尔纤维。(www.daowen.com)

2.再生蛋白质纤维 再生蛋白质纤维是从天然牛乳或植物(如花生、玉米大豆等)中提炼的蛋白质溶液,经纺丝而成的一种新型纤维。

牛奶蛋白纤维不仅具有合成纤维的强度高、收缩小、防霉、防蛀的品质,又具有天然纤维的柔软、亲肤、吸湿、透湿、染色性好、色牢度高等优点,其光泽和导湿性也是合成纤维无法比拟的,用牛奶蛋白纤维生产的纺织品尺寸稳定,同时还具备易洗、快干等特点。

大豆蛋白纤维是由中国自主研制开发的纤维,在国际上率先进行工业化实验,并成功实现工业化生产,其主要原料来自自然界的大豆粕,采用生物工程新技术,从大豆的豆粕中提炼出蛋白质,再以其他助剂和生物酶进行处理,以湿法纺丝而成。大豆蛋白纤维原色为淡黄色,很像柞蚕丝,纤维具有一定的卷曲。由大豆蛋白纤维织成的织物手感柔软、滑爽、质地轻薄,具有真丝般的光泽和良好的悬垂性。

小链接3-2 大豆蛋白纤维之父——李官奇

李官奇,河南省滑县人,滑县华康实业有限责任公司董事长兼总工程师。

1980年,李官奇创办粮油机械厂,1990年开始大豆蛋白质纺丝技术的攻关。1990~2001年,他边学边干,历尽艰辛,耗资3000多万元,经过800多次试验,终于研究成功了大豆蛋白纤维。

2002年他发明的大豆蛋白纤维工艺技术,通过中国纺织工业协会组织鉴定,他成为世界人造植物蛋白纤维第一人。大豆蛋白纤维被国内外专家誉为“21世纪健康舒适型纤维”“绿色纤维”“世界第八大人造纤维”和“中国纤维”等荣誉,正式载入世界人造纤维史册。2004年李官奇被世界称为“世界大豆纤维发明之父”,在世界范围内引起极大轰动。2006年获中国发明协会“发明创业奖特等奖”,并获“当代发明家”荣誉称号。2007年2月获国家科学技术进步奖。

(资料来源:大河网,2011.6.18)

3.甲壳素壳聚糖纤维 甲壳素又名甲壳质、几丁质、聚乙酰氨基葡萄糖等,是一种丰富的自然资源,每年生物合成近10亿吨之多,是继纤维素之后地球上最丰富的天然有机物。甲壳素纤维呈碱性和高化学活性,从而使其具有优良的黏结性、吸附性、透气性和杀菌性等性能,制成的服装不仅可防治皮肤病,且能抗菌、吸汗、防臭、保湿;甲壳素纤维的强度能满足手术操作的需要,手感柔软便于打结、无毒,可以加速伤口愈合,可制成在体内被吸收的外科手术缝合线,也可以制成纱布、绷带、止血棉、人工皮肤等。

4.其他新型化学纤维 目前正在研制开发的新型化学纤维还有铜氨纤维、竹浆纤维、麻浆纤维、海藻纤维以及水溶性纤维。这些化学纤维一方面具备天然纤维的性能,另一方面加入的化学成分也可以克服天然纤维的不足。

(四)功能性纤维

功能性纤维是指具有某些特殊的不同于一般纤维所固有的性能,能满足特殊需求的纤维,如抗菌、除臭、抗紫外线、抗静电、防微波、远红外线、拒水拒油等纤维,在服装中使用可以起到保护人体的作用。

1.抗紫外线纤维 抗紫外线纤维是指对紫外线有较强的吸收和反射性能的纤维,对小于300nm的紫外光有良好的吸收性。其中麻类纤维对声波和光波有很好的消除作用,因而具有较强的抗紫外线功能。另外,共混纺丝是生产抗紫外线纤维的主要加工方法,其优点是能够将紫外线屏蔽剂或紫外线吸收剂均匀分布在相应的纤维上,纤维抗紫外线功能稳定、持久。

2.阻燃纤维 由于纺织品着火或因纺织品不阻燃而蔓延引起的火灾,占我国近年火灾事故的20%。芳纶1313属于可耐高温的阻燃纤维,主要用于防护类工作环境的需求。另外,可以通过在聚酯、聚丙烯、聚丙烯腈或聚酰胺等纤维制备中添加阻燃剂的形式来加工阻燃纤维,用于功能性纺织产品的开发。

3.防辐射纤维 电磁辐射是指电磁场能量以频率30~30000MHz电磁波的形式向外发射,防辐射材料是指能够吸收或消散辐射能,对人体或仪器起保护作用的材料。基于反射机理的防电磁辐射纤维主要包括金属纤维、金属镀层纤维、涂覆金属盐纤维、结构型导电聚合物纤维和复合型电磁屏蔽纤维等。

4.负离子纤维 负离子纤维是一种具有负离子释放功能的纤维,由该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量具有明显的作用,特别是负离子对人体的保健作用,已越来越多地为人们所接受。

5.变色纤维 变色纤维是指在光、热作用下颜色会发生变化的纤维。在不同波长、不同强度的光的作用下,颜色发生变化的纤维称为光敏变色纤维;在不同温度作用下呈不同颜色的纤维称为热敏变色纤维。变色纤维多用于登山、滑雪游泳滑冰运动服以及救生、军用隐身着装。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈