第一節(jié) 超細纖維的定義
超細纖維的定義說法不一,又稱微纖維,細旦纖維,極細纖維,英文名稱microfiber。一般把纖度0.3旦(直徑5微米)以下的纖維稱為超細纖維。(可研報告)
第二節(jié) 超細纖維的生產(chǎn)技術
超細纖維的生產(chǎn)有直接紡絲、復合紡絲、共混紡絲、噴射紡絲、閃蒸紡絲、離心紡絲等多種方法,本文著重介紹三種主要方法。
1、直接紡絲法
直接紡絲法是通過優(yōu)化紡絲工藝對傳統(tǒng)紡絲方法的改進。在熔體紡絲時要適當降低聚合物粘度,提高熔體純凈度,降低噴絲板下方的環(huán)境溫度使冷卻加速并提高冷卻吹風的均勻程度。利用直接紡絲無須化學或機械處理即可直接獲得單一組分的超細纖維,生產(chǎn)成本低,產(chǎn)品質量穩(wěn)定,但對紡絲組件和工藝條件要求很高,紡絲時易發(fā)生斷頭或毛絲。
2、復合紡絲法
合紡絲法又可分為機械(或化學)剝離法及溶解(或水解)剝離法,前者所得為裂離型超細纖維,后者即目前市場廣為應用的海島型超細纖維,二者最大的區(qū)別在于前者剝離后兩種組分都保留在纖維中,而后者剝離后纖維中只保留島組分。
2.1 復合紡絲—(化學)剝離法
該方法是將兩種親和性有差異的聚合物通過復合紡絲制備成橘瓣型、米字型、中空型等復合纖維,然后利用兩組分的相容性和界面粘結性較差的特點采用機械或化學剝離得到超細纖維。該方法的關鍵是如何提高兩組分的分割數(shù),以達到超細化的要求。目前常采用PA和PET制備復合纖維,然后采用苯甲酸處理使PA組分收縮而剝離。
2.2 復合紡絲—(水解)剝離法
海島型復合纖維是70年代初開發(fā)的一種新型纖維,從纖維的橫截面看是一種微細而分散的島組分被另一種海組分包圍著,海組分與島組分在纖維軸向上是連續(xù)、均勻的,將所得復合纖維采用合適的溶劑溶解或水解除去其中的海成分即可得到只保留島成分的超細纖維。早期的海島型復合纖維采用PET或PA作為島組分,海組分大多采用PS或PE,然后用苯、甲苯等有機溶劑除去海組分,但這樣帶來了環(huán)境污染、易燃易爆等問題,限制了它的發(fā)展。90年代以來人們致力于水溶性聚酯(COPET)的 研究 ,用其作為海組分,在熱水或熱堿液中即可水解,避免了使用有機溶劑,減少了環(huán)境污染。
3、共混紡絲法
該方法是利用非相容高聚物體系共混紡絲,由于兩組分組成比與溶體的粘度比有一定的關系,可使一種組分形成分散相,另一種組分形成連續(xù)相,分組相以微纖狀分散在基體相中,即所謂“不定島”式海島型共混纖維,將其中海組分溶解或水解掉即可得到超級細纖維。
第三節(jié) 超細纖維開發(fā)動向與發(fā)展趨勢
超細纖維是化學纖維發(fā)展的一大突破,它的開發(fā)帶來了紡織工業(yè)“劃時代”的新產(chǎn)品。隨著全球經(jīng)濟快速發(fā)展,能源危機與環(huán)境污染越來越受到人們的關注。如何保持經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展是目前需要迫切解決的問題,而超細纖維的持續(xù)發(fā)展以及超細纖維材料在常規(guī)和高性能產(chǎn)品的日益拓展,將會不斷進入更多新的應用領域。
根據(jù)美國紡織纖維產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟(USTIA)的最新預測報告指出,超細纖維材料 研究 的發(fā)展與社會、經(jīng)濟和資源、環(huán)境的發(fā)展緊密相關,所以新的生長點和交叉點將會不斷涌現(xiàn),這既促進了超細纖維的發(fā)展又豐富了新材料科學的內涵。其開發(fā)動向與發(fā)展趨勢有:
一是恢復生態(tài)的替代措施。進入21世紀以后,世界各國加大了環(huán)境保護的力度,實行了退耕還林、退牧還草等恢復生態(tài)的措施,致使天然皮革產(chǎn)量年年下降。在這種形勢下,一是為了彌補天然皮革的不足,二是為了滿足人們更高層次的需求,超細纖維合成革被逐步用來替代一部分真皮。在日本等一些國家和地區(qū),技術的發(fā)展使得超細纖維合成革已大量取代了資源不足的天然皮,而一些采用人造革及合成革做成的箱包、服裝、鞋以及車輛和家具的裝飾,也日益獲得市場的肯定,其應用范圍之廣、數(shù)量之大、品種之多,傳統(tǒng)天然皮革根本無法做到。
二是研發(fā)范圍不斷擴大。未來超細纖維材料 研究 與相關學科不斷交叉、滲透,新的學科增長點不斷出現(xiàn),從傳統(tǒng)的化纖學科及其相關的物理、化學學科滲透到材料學科、能源學科、復合材料學等領域。
三是更加注重仿生態(tài)環(huán)保性能。自然界生物在長期進化過程中,利用最簡單的成分、最普通的條件獲得了最穩(wěn)定的微觀材料結構,人們可以從這種微觀分級結構中得到啟發(fā),通過生物擬態(tài)或者仿生設計制備出性能更優(yōu)越的超細纖維及其復合材料,充分發(fā)揮仿生超細纖維可再生、可降解利用的優(yōu)勢,特別是節(jié)約、降耗、降能是未來超細纖維發(fā)展的必然趨勢。
四是更加重視基本性基與功能設計。超細纖維的最大特點是其優(yōu)異的基本性基與功能;未來的超細纖維及其材料的開發(fā) 研究 不但注重其基本性基的改進,還注重賦予其新的功能,注重復合化、高性能化、功能化。
五是第三次熱潮的產(chǎn)業(yè)用途。超細纖維的開發(fā)今后肯定會在所有的產(chǎn)業(yè)領域內得到發(fā)展。這種先導型的高技術纖維,將會成為一種重要的材料。預計若第三次熱潮來臨,重點將是在產(chǎn)業(yè)用途方面。產(chǎn)業(yè)用領域、裝飾用領域對高功能和多功能的不斷追求,都將成為超細纖維產(chǎn)品不斷拓展、不斷開發(fā) 研究 的驅動力。預計在不久的將來超細纖維產(chǎn)品將會大量用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、航天、海洋等領域。
六是服用領域的主導產(chǎn)品。對于現(xiàn)代服裝,已經(jīng)進入了一個以材質取勝的時代,采用新型超細纖維開發(fā)的面料可以極大提高服裝的附加值。關注科技纖維的發(fā)展,把握其特性,實現(xiàn)面料的科技新和高檔化,將成為服用領域紡織產(chǎn)品的突破口。與普通纖維相比,超細纖維具有柔軟、光澤柔和、織物覆蓋力極強及服裝生理效果好等優(yōu)點。服用纖維領域對新品質、新風格、新功能的不斷追求,必然是超細纖維將成為“服用新合纖”的主導產(chǎn)品之一。
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