《新型天然纤维》PPT课件.ppt

第三章 新型天然纤维,第一节 植物纤维,彩色棉转基因棉罗布麻大麻竹纤维,3,1.彩色棉概况 彩色棉是天然生长的非白色的棉花。1982年美国南部地区研究中心改良了彩色棉花的性能，已拥有棕、绿、紫、灰、橙等色泽品种。1994年我国开始彩色棉花的引进与种植研究，彩色棉花的产量已居世界第二位。彩色棉附加价值高（是白棉的3-5倍），加工成本低，代表纤维发展的方向。,一、彩色棉,彩 色 棉,5,彩棉图片,2.彩色棉纤维的形态与结构,横向形态：腰圆形或椭圆形，中腔大。纵向形态：类似白棉，扁平带状，有天然扭曲。结晶度约60-70，小于白棉。纤维素的含量小于棉纤维。,绿棉横截面 棕棉横截面,3.彩色棉纤维的主要性能,（1）物理性质 长度偏短，强度偏低。马克隆值高低差异大，整齐度较差，短绒含量高等。易褶皱。（2）化学性质 基本化学性能类似白棉，但因含色素，在一定条件下会发生颜色变化。（3）色泽不均匀,彩棉的缺陷,天然彩色棉的市场份额目前还很微小，原因如下：颜色浅，不够鲜艳，且品种少，现可被加工的天然彩色棉目前主要有棕色和绿色两大系列色彩。,天然彩色棉色素很不稳定，纤维色泽不匀，稳定性差：（1）色素遗传不稳定，后代有白色等颜色；（2）纺织加工中色素不稳定，遇酸、碱、氧化剂等化学试剂或温度、PH值变化时，会变色、退色、掉色等；穿着过程中受日晒、洗涤、熨烫也会变色、退色、掉色。,彩棉的缺陷,天然彩色棉产量低、亩产不稳定、外观质量差、成熟度差，纤维单强偏小，纤维主体长度较白棉短，纤维整齐度差，细度偏细，含棉籽壳、棉杂较多；短绒率高。因此天然彩色棉的纺织加工技术不能完全套用白棉的加工工艺，天然彩色棉的许多纺织加工技术与白棉纺织品的加工技术完全不同，比白棉纺织品的加工技术要求更高更严格，加工工艺更加复杂，有其独特性，是一门全新的纺织加工技术。,彩棉的缺陷,彩棉-绿色希望,彩色棉的“生态、绿色、环保”特性，在消费者的心目中已经牢固地树立环保的理念。天然彩色棉最适于开发贴近皮肤的纺织品和服装系列产品，以及婴、幼儿系列产品。在相当长的时间内，天然彩色棉在绿色纺织品中可以独树一帜，但还不到占据市场消费的主流阶段。,12,二、木棉,木棉树,木棉花,木棉又称英雄树、攀枝花。,木棉纤维,13,木棉纤维由木棉蒴果壳体内壁细胞发育、生长而成。严格讲木棉属果实纤维，不必经轧棉加工去除棉籽。纤维与蒴果壳体内壁的附着力也比较小，易于分离。,14,（一）木棉纤维的形态与结构 纵向：圆柱形，无转曲，两端封闭；中段较粗，根端钝圆，梢端较细。横向：圆形或椭圆形，中空，壁薄。未破裂时呈气囊结构，破裂后纤维呈扁带状。,木棉的主要组成为纤维素，结晶度为33，聚合度为10000。（棉：结晶度为65-72，聚合度为6000-15000）,15,（二）木棉纤维的主要性能 1.纤维规格 长度8-34mm。2.密度 中空度高（80-90），密度g/cm3。木棉纤维是目前天然纤维中最轻、中空度最高、最保暖的纤维材质。纤维块体在水中可承受相当于自身2036倍的负荷而不致下沉。3.强度与伸长 强力低伸长小。单纤，断裂伸长1.5-3。,16,4.扭转刚度 扭转刚度高（大于玻璃纤维），难以单独纺纱,可混纺。5.吸湿性 吸湿性好于棉纤维。6.光学性能 折射率1.718，略高于棉纤维的1.596。7.耐酸性 耐酸性好，常温下，稀酸、弱酸对其无影响。,三、转基因棉,转基因棉是借助转基因技术得到的棉花新品种。将转基因、分子标记等生物技术应用在棉花育种和生产中，其目的在于提高棉花的产量、质量和抗病虫害能力。,四、罗布麻,罗布麻又称野麻、茶叶花，是一种野生植物纤维。由于它适应于在盐碱、沙漠等恶劣的 环境中生长，因此主要集中在新疆、内蒙、甘肃、青海等地。罗布麻除具有麻类纤维的一般特点外，还具有一定的医疗保健性能，罗布麻对降低穿着者的血压有显著效果。罗布麻纵向无转曲，截面呈明显不规则的腰子形，中腔较小。在纤维的表面有许多竖纹、横节。,罗 布 麻,罗布麻的得名,罗布麻又名野麻、泽漆麻。因在新疆的罗布平原生长极盛而得名。几乎只分布在新疆的塔里木河和孔雀河沿岸。罗布麻是一种野生植物，资源极为丰富，它的根和叶有药用价值，而且其纤维织物具有保健作用，除医药品外开发其产业用纺织品前景广阔。,罗布麻纤维的特点,罗布麻的纤维在各种野生纤维植物中是最优良的，在纤维细度和强力方面足以与苎麻相媲美。麻类专家对萝布麻纤维的评价为“运用细致的化学脱胶方法，提炼出柔软洁白而带丝光泽的纤维，其细度比苎麻细，强力与苎麻接近或稍高，比棉纤维高46倍，唯整齐度差，弯曲少”。可以说，棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽为其物理性质的集中体现。,罗布麻纤维的形态结构,罗布麻纤维的横截面是带沟槽的椭圆形，中间有一个椭圆形的气孔。罗布麻纤维的这种结构，使纤维具有吸汗、透气的功能，所以由罗布麻纤维做成的内衣具有清爽的感觉，又具有远红外功能，同时具备保暖的功能。,罗布麻纤维的保健功能,罗布麻纤维经江苏微生物所分析检测，对大肠杆菌、白色念珠菌、金葡萄的抑制率达95%以上。罗布麻纤维制成的内衣具有明显的抑菌功能。罗布麻纤维服装的降压功能在94年得到上海高血压研究所的正式认定，其平均有效率为86%。,应用前景,上海国棉廿二厂等科技人员克服罗布麻纤维整齐度差的困难，成功地纺制出11-60支的棉麻(65/35)原色混纺纱。上海科利特织物制品公司和上海瑞华医药保健品有限公司开发出以罗布麻为原料的棉麻衫裤、内外衣裤等服装和成套床上系列用品，投放市场后深受消费者欢迎。,27,五、大麻汉麻 大麻又称火麻，汉麻。大麻的应用之所以一直存在争议，主要是大麻中存在一种毒品物质（HTC），它的存在使得大麻的种植面积大受影响。大麻纤维的细度与棉纤维相当，大麻纺织制品特别柔软，无需特别的处理就可以避免其它麻纺织品的刺痒感和粗糙感。大麻纤维中有细长的空腔，优异的毛细效应使大麻吸湿排汗性能格外好。大麻有独特的抗霉杀菌功能。大麻纤维中还含有十多种对人体健康十分有益的微量元素。,28,大麻品种有高毒性大麻（药用）和低毒性大麻（工业用大麻）。现正推广无毒大麻。,29,六 维管束纤维,主要来自于各种性能优良、风格独特的竹纤维。竹速生、丰产、易活。我国种植面积最广，对竹资源在纺织领域的开发走在了世界前列，竹纤维是我国自主研发的天然植物纤维。,30,以竹为原料开发的纺织产品：原生竹纤维：又称竹原纤维。是将天然的竹材通过机械、物理的方法去除竹子中的木质素、果胶等杂质，从竹材中直接分离出来的纤维。其生产工艺与麻纤维相类似。再生竹纤维：又称竹浆纤维，有时企业中常称为竹纤维。属于化学纤维中的再生纤维素纤维，竹子先制成浆粕，再经类似粘胶生产的方法制取纤维，其生产工艺与粘胶的生产类似。,31,竹炭纤维：将高温炭化技术烧制的竹炭，利用纳米技术微粉化，再通过熔融纺丝程序把竹炭次纳米级微粉均匀地融入化学纤维中，严格讲应称为“含炭纤维”，如含炭涤纶纤维。,32,1.竹纤维的化学组成 竹纤维的主要组成为纤维素，木质素在竹原纤维中较多，竹浆纤维中较少。2.竹纤维形态结构竹原纤维：截面椭圆形或腰原形，有中腔，截面边缘有裂纹，和许多微孔；纵向有横节。,竹原纤维横截面,纵截面,竹浆纤维：截面锯齿形有许多微孔；纵向有沟槽。,34,3.竹纤维的特性（1）纤维长度 竹原纤维单纤维较短，利用工艺纤维进行产品生产。竹浆纤维的长度可人为控制。（2）吸湿透气性 吸湿透气性及佳。（3）强度 断裂比强度3.49cN/dtex,断裂伸长率5.1。干态初始模量22.7cN/dtex，湿态初始模量为6.30cN/dtex。产品抗皱性和保形性比较差，下水易发硬。,竹子在生长过程中，无虫无蛀无腐蚀，在大自然中有很好的自我保护性，说明竹子自身具有天然的抗菌性和抑菌性的物质，同时能抵抗外界病虫害，这种物质在竹材中含量很少，我们称它为“竹醌”。在生产过程中采用一定技术，使其保留在竹纤维中不受破坏，使其具有抗菌性和抑菌性，并通过日本纺织检查协会得到证实，具有较好的抑菌性，防止了细菌的滋生，切断了通过衣服的传播途径。,（4）抗菌性,36,原生竹纤维,再生竹纤纱,4竹纤维的加工方法,原生法生产竹纤维 再生法生产竹纤维,物理加工得到原生竹纤维,特点：不添加化学助剂，完全采用物理的方法进行加工。绿色环保并最大限度保留竹纤维原有的特点。工艺：经水解，蒸煮，脱胶，软化，分梳等工序，最后得到天然的竹纤维束。,化学法得到再生竹纤维,特点：竹子经过化学变性，克服了原生竹纤维刚性大，硬挺的缺点，但环保和保健功能差于物理法。工艺：竹子先制成浆柏，再经类似粘胶生产的方法，制胶，纺丝，凝固得到再生竹纤维。,5天竹纤维纺纱及在各领域的应用,（1）机织纺织面料,利用纤维初始模较高，耐磨性、色泽亮丽的特点，开发一些织物挺括悬垂性好的产品。,（2）针织毛衫内衣,根据纤维的天然抗菌性、吸湿性、透气性、开发各类大圆机、横机、罗纹机产品。,3医用卫生,由于天竹纤维的天然抗菌抑菌性，可生产医院的护士服，手术服、口罩、纱布、绷带、病人的床被等，能在效防止病菌的传播。,4装饰、日用,利用天竹纤维还可以生产各种装饰用品，如地毯、凉席、玩具、毛巾、浴巾、床单、被罩、窗帘、汽车座垫等。,(3)天竹纤维的进一步功能化,远红外天竹纤维：,采用纺前注射共混纺丝的方法，加入纳米级的远红外粉，随着纺丝成型，该粉均匀地分布在纤维的内层及表面，内层不受日晒和洗涤的影响，具有永久的远红外发射功能。应用该种纤维的热效应和保健理疗功能，可做内衣、袜子、床上用品、冬季服装。,采用添加剂的办法赋予天竹纤维特殊功能，利用负氧离子的除臭、产生负氧离子等特点，加之天竹纤维本身的特性，更适用于家庭用品，冬季服装、装饰用品，医用卫生、填充物，给人一种心情舒畅的感觉。,芳香天竹纤维：,采用复合法纺丝，将香味损失减少到最少，而且香型剂分布在纤维内部缓慢释放，芳香持久，应用于女士用品、家庭用品、装饰用品、给人一种香气溢人的感觉，同时还能达到驱虫效果。,负氧离子天竹纤维：,6存在的问题,竹纤维细化比较困难，特别是原生竹纤维。竹纤维制品的抗皱性和保形性比较差，下水易发硬。,七、菠萝叶纤维,48,从菠萝叶片中提取的纤维，又称菠萝麻纤维、凤梨麻纤维。菠萝主要产于热带和亚热带地区，我国的主要产地在广东、广西、海南、云南、福建、台湾等地。,菠萝叶纤维(我国亦称凤梨麻)取自于凤梨植物的叶片中，菠萝主要产于热带和亚热带地区，我国的主要产地在广东、广西、海南、云南、福建、台湾等地.目前不少国家正在开展对各种天然新纤维原料的开发利用研究，菠萝叶纤维也正受到越来越多的关注.,菠萝叶纤维的性能,菠萝叶纤维的化学组成与其它麻类纤维类似，含有较多的胶杂质，菠萝叶纤维的柔软度、可纺性能优于黄麻而次于苎麻、亚麻。,菠萝叶纤维的强度较高，伸长率较小，弹性模量较大，纤维的可纺性及成纱质量也将介于两者之间，即优于黄麻而次于亚麻。完全可用于纺织加工。,菠萝叶纤维的应用,在菲律宾人们用菠萝叶纤维做成的“菠萝裙”，是最好的节日盛装。除了做衣服，还可用于制成装饰用布，如桌布，窗帘等。日本钟纺公司曾花三年左右的时间研究菲律宾产菠萝叶的现代化加工技术。开发出的纱线可与精细的棉/麻织物相媲美。,53,八 香蕉茎纤维香蕉纤维存在于香蕉茎的韧皮中，属韧皮纤维类。,香蕉纤维具有一般麻类纤维的优缺点，例如强度高，伸长小，回潮率大，吸湿排湿快，纤维粗硬，初始模量高等。,香蕉纤维的应用 目前人们对香蕉纤维的开发应用还很有限，只将香蕉纤维经黄麻纺纱机纺纱用于制绳索和麻袋，手工剥取的纤维则用于生产手提包和其他装饰品。实际上，香蕉纤维在纺织领域内有极大的应用潜力。印度是开发香蕉纤维较早的国家，在香蕉纤维的制取、制品生产方面的研究处于领先地位。用香蕉纤维作纬纱，棉作经纱，设计并织造了夹克、短上衣共9种服装面料，服装的独特性得到专家的高度评价。吴雄英等人将香蕉韧皮经预酸处理、碱煮、焖煮、漂白、酸洗制的香蕉纤维，用于纺14.358.3tex纱。,我国香蕉纤维资源丰富，其产品的开发利用具有广泛的发展空间和前景。作为纺织原料，香蕉纤维吸湿性好，易染色，可以与棉等纤维素纤维混纺，制成新颖的装饰品和衣服，可以增加纺织品的花样品种。香蕉纤维的长度和强力波动范围大，表面粗糙易脆断，给纺织带来一定困难，掌握合适的脱胶工艺也是香蕉纤维纺纱的关键。,第二节动物纤维,一 毛纤维,60,1.山羊绒（开司米）从绒山羊和能抓绒的山羊身上取得的绒毛。山羊绒又叫“开司米”或克什米尔（Cashmere）。我国、伊朗、蒙古、阿富汗为山羊绒的主要产地。我国年产山羊绒约6000吨，占世界产量的60%，且品质最优。每头羊每年可产200克左右的绒，个别可达600克/羊，但美国、欧洲（英国）和日本为主消费国。,61,Cashmere,62,山羊绒具有细而轻柔、手感滑糯，保暖性好等特性，是品质极优的毛纤维。国外称其为“纤维的钻石”、“软黄金”。可制成各种高档名贵纺织品。山羊绒无髓质，强伸性、弹性都优于相同细度的绵羊毛；平均细度大多在14-16m。山羊绒不宜纯纺，易起球、毡缩，最好与80-90支细羊毛混纺使用。,63,马海毛是安哥拉（土耳其安哥拉省）山羊毛。南非、土耳其和美国为马海毛的三大产地。“马海”一词来源于阿拉伯文，意为“似蚕丝的山羊毛”。马海毛长度12-26cm，直、光泽好，强度好，耐磨，且不易毡缩，容易洗涤。是一种多用型纤维，可纯纺、混纺，制作西服面料，提花毛毡，长毛绒，银枪大衣呢，雪花呢等高档纺织品。,2.马海毛（Mohair）,（1）光泽强（环状鳞片几乎贴在表面上）（2）无卷曲（3）不易缩水（4）强度高（5）弹性优良,64,mohair,65,马海毛的用途：1主要制作提花毛毯，马海毛提花毛毯以坚牢耐磨、如丝般的光泽和图案美丽著称。2与绵羊毛、棉、化纤混纺制作衣料，如顺毛大衣呢、长毛绒、银枪大衣呢等。,66,纺织用的兔毛产自家兔（普通兔）和安哥拉兔，野兔毛因品质低仅供制笔和填料用。安哥拉兔毛为长毛兔毛。我国的兔毛产量占世界产量的90%。兔毛绒毛与粗毛都有毛髓，形成多腔气孔，所以比重轻、通气及吸湿性好，但强度低。兔毛细软，保暖性好，兔毛织物手感特别轻滑，弹性也好，外观很美，重量轻（纯纺时，背心150克，围巾40克，毛衫180克）是很好的高级毛织品。由于兔毛表面比较光滑，卷曲少，纤维间抱合力小，加之强度较低，纺织加工难度比较大。兔毛产品易掉毛（解决方法？）。兔毛含脂率低，通常不用洗毛。,3.兔毛,67,兔毛特点：（1）软、细、短，强力低；（2）平波卷曲、抱合力差、兔毛多掉毛，一般与羊毛混纺；（3）髓腔大，易脆断。,68,angora-rabbit,69,兔毛纱,彩色长毛兔：是美国加州动物专家经20多年选有利用DNA转基因法培育成的新毛兔品种，毛色有黑、褐、黄、灰、棕五种。,71,骆驼有双峰和单峰之分，单峰驼绒无纺织价值，驼绒是骆驼身上的细毛，直径在5-40m之间，长40-127mm，驼绒的强度与羊毛接近，富有光泽，保暖性好（比绵羊毛），不易毡缩，是织造高级粗纺织物，毛毯等的高档原料，可与细羊毛相媲美。驼绒的最大生产国是中国（质量、产量第一）、蒙古、阿富汗。因驼绒上有天然色，不能染其它彩色，限制了产品花色。,4.驼绒（camel）,72,camel,73,牦牛主要分布在中国、阿富汗、尼泊尔等9个亚洲国家。我国牦牛总头数及其毛、绒产量均为世界首位。属高档毛纺原料。直径20m以下，长3040mm，强度高（比羊毛），光泽柔和，弹性强，可与山羊绒相媲美，也是有色毛，限制了产品的花色。牦牛绒可纯纺或于羊毛混纺制成花呢，针织绒衫等。,5.牦牛绒,74,牦牛,75,其它：如羊驼毛,羊驼属于骆驼科，主要产于秘鲁。羊驼毛粗细毛混杂。粗毛长度达200 mm，平均直径为150 m左右。细毛长 50 mm左右，平均直径为2025 m左右。羊驼毛比马海毛更柔软而富有光泽，手感特别滑糯，毛的鳞片紧贴在毛干上，多用于织制夏季服装和衣里料等。,76,羊驼 alpaca,77,6、改性羊毛,（1）、拉伸细化绵羊毛 采用物理拉伸改性的方法获得的细绵羊毛，其可提高可纺纱支数，生产高档轻薄型毛纺面料。拉伸使鳞片受损，皮质层受破坏，染色易产生色花。澳大利亚的Optim拉伸技术可将纤维拉长2030，细度降低23m。,78,（2）、超卷曲羊毛 又称膨化羊毛，粗羊毛卷曲少，成纱手蓬松度低。粗羊毛经拉伸、加热松弛后收缩，外观卷曲，线密度降低，可纺性提高。同种成衣用膨化羊毛加工可节省20的原料，且更保暖、舒适。（3）、丝光羊毛和防缩羊毛 两者皆通过化学处理将羊毛了鳞片进行剥蚀，产品都具有防缩绒、可机洗效果。丝光羊毛的光泽更好，被誉为纺羊绒的羊毛。方法：剥鳞片减量法、树脂添加法。,（4）、彩色羊毛 在生长时就具有色彩的羊毛。俄罗斯畜牧专家研究发现，给绵羊饲喂不同的微量金属元素，能够改变绵羊毛的毛色，如铁元素可使绵羊毛变成浅江色，铜元素可使它变成浅蓝色等。他们最近研究出具有浅红色、浅蓝色、金黄色及浅灰色等奇异颜色的彩色绵羊毛。,（5）山羊毛,山羊毛的分类：剪下山羊毛、分梳山 羊毛、灰褪山羊毛山羊毛结构特点：山羊毛的变性处理和开发利用：,81,二 蜘蛛丝,天然蛋白质类纤维，强度高、弹性好、质轻，被誉为“生物钢”。,82,（一）、蜘蛛丝的分类和形态 蜘蛛在在整个生命过程中产生许多不同种类的丝，每种丝来源于不同的腺体。如大腹圆蜘蛛由7种腺体，可分泌出：牵引丝：蜘蛛用于搭建蛛网的丝，在各种蛛丝中最为坚固。蛛网框丝：构成蜘蛛网骨架的框丝。包卵丝：包裹蜘蛛卵的丝。捕获丝：粘住猎物的丝。,83,（二）、蜘蛛丝的组成和结构 蜘蛛丝由多种氨基酸（约17种）组成。大腹圆蜘蛛丝组成和结构：蛋白质含量95.88。牵引丝、包卵丝为皮芯结构，但包卵丝的皮层较薄。分子结构：牵引丝、蛛框丝和包卵丝都以-曲折链和-螺旋链为主，另有其它构象。,84,（三）、蜘蛛丝的力学性能 蜘蛛牵引丝的强力和弹性另人难以置信。,强度与钢相近，明显高于蚕丝、橡胶及普通纤维，断裂功较大，是对位芳纶的3倍多。,86,（四）、蜘蛛丝的化学性能 蜘蛛丝不溶于水、稀酸和稀碱，溶于溴化锂、甲酸、浓硫酸等。（五）、蜘蛛丝的其它性能 1、耐热性 200以下稳定，300 以上变黄（蚕丝140变黄），40 时仍有弹性（一般合成纤维此时失去弹性）。2、抗静电性、悬垂性、导湿性 比合成纤维好。,87,（六）、蜘蛛丝的人工生产 蜘蛛因是肉食动物，不喜群居，相互之间残杀，规模化生产极为困难。科学家通过蜘蛛丝的成分分析，以期人工生产蜘蛛丝。途径：1、利用转基因技术 蚕吐蜘蛛丝：蜘蛛丝的基因注入到蚕卵虫中，使蚕“吐”蜘蛛丝。动、植物合成蜘蛛丝：蛛丝蛋白基因转移给哺乳动物（如山羊），用羊奶进行纺丝。微生物合成蜘蛛丝：蛛丝蛋白基因转入细菌中，细菌发酵得蛛丝蛋白，再纺丝。,88,2、仿生纺丝技术 1998、2002年美国先后将蛛丝蛋白溶解于六氟丙醇和水中制成溶液，然后用纺丝方法形成丝纤维，但效果不理想。,（七）蚕丝新面料1、防缩免烫真丝绸：染整处理；2、膨松真丝面料：生丝膨化剂处理；3、利用遗传工程改良蚕丝，吐出“蛛丝”，其强度比蚕丝大10倍。,