差別化纖維通常是指在原來(lái)纖維組成的基礎(chǔ)上進(jìn)行物理或化學(xué)改性處理,使纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性能與常規(guī)化纖有顯著的不同。纖維的差別化加工處理,起因于普通合成纖維的一些不足,大多采用簡(jiǎn)單仿天然纖維特征的方式進(jìn)行以改進(jìn)纖維形態(tài)或性能。
分類
1.從形態(tài)結(jié)構(gòu)上劃分
從形態(tài)結(jié)構(gòu)上劃分,差別化纖維主要有異形纖維、中空纖維、復(fù)合纖維和細(xì)特(旦)纖維等。
異形纖維是經(jīng)一定幾何形狀(非圓形)的噴絲孔紡制的具有特殊截面形狀的化學(xué)纖維,根據(jù)所使用的噴絲孔不同,可得到三角形、多角形、三葉形、多葉形、十字形、扁平形、Y形、H形、啞鈴形等。中空纖維是貫通纖維軸向且有管狀空腔的化學(xué)纖維,它可以通過(guò)異形纖維改變噴絲孔的形狀來(lái)獲得,其最大特點(diǎn)是密度小,保暖性強(qiáng),適合做羽絨型制品,如高檔絮棉、仿羽絨服、睡袋等。而復(fù)合纖維則是由兩種及兩種以上聚合物或具有不同性質(zhì)的同一聚合物經(jīng)復(fù)合紡絲法紡制成的化學(xué)纖維,該種纖維如為兩種聚合物制成,即為雙組分纖維。此外,還有細(xì)特纖維,它是單絲線密度較小的纖維,又稱微細(xì)纖維。
紡制細(xì)特纖維通常采用的方法有復(fù)合紡絲剝離法、溶解法、常規(guī)熔融法、超拉伸法、閃蒸法和熔噴法。特別是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯細(xì)特纖維因有良好的服用性能,在紡織用纖維中占有主導(dǎo)地位,在替代天然纖維方面已仿制出高仿真纖維,使仿絲織物達(dá)到輕、柔、爽、滑的效果。超薄型滌綸織物經(jīng)堿減量處理后,再經(jīng)特殊柔軟親水整理,更能獲得真絲綢的外觀和手感。
2.從物理化學(xué)性能上劃分
從物理化學(xué)性能上劃分,差別化纖維有抗靜電纖維、高收縮纖維和阻燃纖維等。
抗靜電纖維指不易積聚靜電荷的化學(xué)纖維。抗靜電纖維主要用于生產(chǎn)無(wú)塵無(wú)菌服、防爆工作服、地毯、口罩等紡織品。高收縮纖維根據(jù)其熱收縮程度的不同,可以得到不同風(fēng)格及性能的最終產(chǎn)品。阻燃纖維亦可稱耐燃、難燃或防燃纖維,是在火焰中僅陰燃的本身不產(chǎn)生火焰、離開(kāi)火源后陰燃自行熄滅的加入阻燃成分的化學(xué)纖維,主要用于紡制兒童及老年人服裝、床上用品、裝飾織物、防火工作服及有阻燃要求的繩索、帳篷、工業(yè)用布等。
纖維被賦予一種特殊的功能,就成為功能性纖維。功能性纖維按其功能的屬性可分為四大類:即物理性功能纖維、化學(xué)性功能纖維、物質(zhì)分離性功能纖維和生物適應(yīng)性功能纖維。
制備方法
1.物理改性
物理改性是指采用改變纖維高分子材料的物理結(jié)構(gòu)而使纖維性質(zhì)發(fā)生變化的方法。物理改性的主要內(nèi)容包括:改進(jìn)聚合與紡絲條件,如溫度、時(shí)間、介質(zhì)、濃度、凝固浴,通過(guò)改變高聚物的聚合度及分布、結(jié)晶度及分布、取向度等達(dá)到改性的目的;改變纖維截面,即采用特殊的噴絲孔形狀來(lái)開(kāi)發(fā)異形纖維;纖維的復(fù)合,即將兩種或兩種以上的高聚物或性能不同的同種聚合物,通過(guò)同一噴絲孔紡成單根纖維的技術(shù);混合(或共混)纖維,即利用聚合物的可混合性和互溶性,將兩種或兩種聚合物混合后紡絲。
2.化學(xué)改性
化學(xué)改性是指通過(guò)改變纖維原來(lái)的化學(xué)結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到改性目的的方法,包括共聚、接枝、交聯(lián)、溶蝕、電鍍等。共聚是采用兩種或兩種以上單體在一定條件下進(jìn)行聚合:接枝是通過(guò)化學(xué)方法,使纖維的大分子鏈上能接上所需要的基團(tuán);交聯(lián)是指控制一定條件使纖維大分子鏈間用化學(xué)鏈連接起來(lái);溶蝕是對(duì)纖維表面進(jìn)行有控制的溶解與腐蝕:電鍍是使纖維表面的金屬物質(zhì)或電解質(zhì)沉積。
3.表面物理化學(xué)改性
表面物理化學(xué)改性主要指采用高能射線(γ射線或β射線)、強(qiáng)紫外線或激光輻射和低溫等離子體,對(duì)纖維進(jìn)行表面蝕刻、活化、接枝、交聯(lián)、涂覆等改性處理,是典型的清潔化加工方法。
常見(jiàn)類型
異形纖維
異形纖維指用非圓形孔噴絲板加工的非圓形截面的化學(xué)纖維。根據(jù)噴絲孔的不同,異形纖維可分為三角(三葉、T型)形、多角(五星、五葉、六角、支型)形、扁平帶狀(狗骨形、豆形)和中空(圓中空、三角中空、梅花中空)纖維等幾類。由于纖維的截面形狀直接影響最終產(chǎn)品的光澤、耐污、蓬松、耐磨、導(dǎo)濕等特性,因此人們可以通過(guò)選用不同截面纖維來(lái)獲得不同外觀和性能的產(chǎn)品。橫截面呈扁平狀,所紡制的織物表面豐滿、光滑,具有干爽感。十字形和H形截面的異形纖維分別有4條和2條溝槽,溝槽具有毛細(xì)作用,其織物可迅速導(dǎo)濕排汗。
復(fù)合纖維
復(fù)合纖維又稱共軛纖維,是指在同一纖維截面上存在兩種或兩種以上不相混合的聚合物的纖維。復(fù)合纖維按所含組分的多少分為雙組分復(fù)合纖維和多組分復(fù)合纖維兩種。復(fù)合纖維按各組分在纖維中的分布形式可分為并列型、皮芯型、海島型和放射型等。
由于構(gòu)成復(fù)合纖維的各組分高聚物性能的差異,使復(fù)合纖維具有很多優(yōu)良的性能。如利用不同組分的收縮性不同,可形成具有穩(wěn)定三維立體卷曲的纖維,產(chǎn)品具有蓬松性好、彈性好、纖維間抱合好等優(yōu)點(diǎn),具有一定的毛型感。又如以錦綸為皮層,聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯為芯層的復(fù)合纖維,既有錦綸染色性、耐磨性好的優(yōu)點(diǎn),又有滌綸模量高、彈性好的優(yōu)點(diǎn)。此外還可以通過(guò)不同的復(fù)合加工制成具有阻燃性、導(dǎo)電性等功能的復(fù)合纖維。
超細(xì)纖維
單纖維線密度小于0.44 dtex的纖維稱為超細(xì)纖維,線密度大于0.44dtex而小于1.1dtex的纖維稱為細(xì)特纖維。超細(xì)纖維產(chǎn)品具有較高的附加值,其面料手感細(xì)膩,柔軟輕盈,具有很好的懸垂性、透氣性和穿著舒適性。超細(xì)纖維多用于仿真絲、仿桃皮、仿皮、仿羽絨及高檔過(guò)濾材料等高附加值與高新技術(shù)產(chǎn)品。
易染纖維
易染纖維是指它可以用不同類型的染料染色,且染色條件溫和,色譜齊全,染出顏色色澤均勻并堅(jiān)牢度好。為此,對(duì)大多數(shù)不易染色的合成纖維采用單體共聚、聚合物共混或嵌段共聚的方法得到易染合成纖維。現(xiàn)已開(kāi)發(fā)的易染纖維有:常溫常壓無(wú)載體可染聚纖維、陽(yáng)離子染料可染聚酯纖維、常壓陽(yáng)離子染料可染聚酯纖維、酸性染料可染聚酯纖維、酸性染料可染聚丙烯纖維、可染深色的聚酯纖維和易染聚丙烯纖維。
阻燃纖維
所謂阻燃是指降低纖維材料的可燃性,減緩火焰的蔓延速度,使它在離開(kāi)火焰后能很快地自熄,不再延燃。賦予纖維阻燃性能的方法是將阻燃劑與成纖高聚物共混、共聚、嵌段生產(chǎn)阻燃纖維共聚或?qū)w維進(jìn)行后處理改性,現(xiàn)已開(kāi)發(fā)的有阻燃黏膠纖維、阻燃聚丙烯腈纖維、阻燃聚酯纖維、阻燃聚丙烯纖維、阻燃聚乙烯醇纖維。
親水性合成纖維
由于合成纖維一般是疏水性的,因此在貼身衣物、床單等生產(chǎn)中使用甚少。合成纖維如要在紡織品中擴(kuò)大使用范圍,提高其親水性是極其重要的。提高合成纖維的親水性,主要是強(qiáng)調(diào)液相水分的遷移能力及氣相水分的放濕能力。親水性合成纖維的研制有以下一些途徑:調(diào)整分子結(jié)構(gòu)親水性、和親水性的組份共混紡絲、由接枝聚合賦予纖維親水性、由后加工賦予纖維親水性和改變纖維的物理結(jié)構(gòu)賦予其親水性。
著色纖維
在化學(xué)纖維生產(chǎn)過(guò)程中,加入染料、顏料或熒光劑等進(jìn)行原液染色的纖維稱為著色纖維.亦稱為有色纖維。著色纖維色澤牢度好,可解決合成纖維不易染色的缺點(diǎn)。著色聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、丙綸、錦綸、腈綸、維綸、黏膠等用于加工色織布、絨線、各種混紡織物、地毯、裝飾織物等。
抗起球纖維
聚酯纖維具有許多優(yōu)良品質(zhì),但聚酯纖維與其他合成纖維一樣,在使用過(guò)程中纖維易被拉出織物表面形成毛羽,毛羽再互相扭卷形成小球,又因聚酯纖維強(qiáng)度高,小球不易脫落,為此。國(guó)內(nèi)外曾研制出多種抗起球纖維,它們的基本點(diǎn)在于最終降低纖維的強(qiáng)伸度,以便能使形成的小球脫落。研制的方法大致有:低黏度樹(shù)脂直接紡絲法、普通樹(shù)脂制備法、復(fù)合紡絲法、低黏度樹(shù)脂共混增黏法、共縮聚法和織物表面處理法。
其他差別化纖維
如抗靜電纖維、高收縮性纖維、新一代再生纖維素纖維和PBT等。
應(yīng)用
差別化纖維的應(yīng)用,主要在于和以下幾種纖維的混紡開(kāi)發(fā):功能性纖維、羊毛、兔毛、苧麻、亞麻、絹絲以及長(zhǎng)絲,其產(chǎn)品最大的特點(diǎn)是附加值高。中國(guó)化纖技術(shù)開(kāi)發(fā)力量薄弱,產(chǎn)品檔次較低,品種單一,高附加值的差別化纖維所占比例小,高性能纖維生產(chǎn)技術(shù)幾乎還是空白。中國(guó)化纖工業(yè)隨著數(shù)量增加和規(guī)模的擴(kuò)大,正由數(shù)量型向質(zhì)量品種效益型轉(zhuǎn)變。化纖品種規(guī)模日趨完善,隨著裝備水平和內(nèi)部管理及標(biāo)準(zhǔn)化工作的加強(qiáng),產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)步上升。化
纖門類比較齊全,內(nèi)部品種結(jié)構(gòu)正在積極調(diào)整,長(zhǎng)絲比例迅速上升。差別化、功能化品種得到發(fā)展,但是我國(guó)化纖差別化率還遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家的水平。
差別化纖維在紡紗中,主要應(yīng)用于花灰紗、細(xì)特高支紗、陽(yáng)離子紗、混合型紗線。
參考資料 >