差别化纤维的开发及应用.doc
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1、新型纺织材料论文名称:差别化纤维的开发及应用学 院:服装学院专 业:纺织工程学 号:M090114104学生姓名:章国红指导教师:吴湘济 2015年 1月差别化纤维的开发及应用摘要:我国差别化纤维发展现状及问题,并对差别化纤维技术的创新开发提出了建议,认为必须改变以常规纤维生产能力扩张为主的现象。介绍了国内外差别化纤维的品种及发展方向,聚酯差别化纤维的应用情况及国内几家公司开发最新的差别化纤维。关键词:发展现状、差别化纤维、开发、应用Development and application of differential fiberAbstract: Current Situation and
2、Problems of differential fiber development, the development of innovative technologies and differential fiber recommendations that must be changed in order to expand the production capacity of conventional fiber-based phenomenon. Introduced species and the development direction of domestic and diffe
3、rential fiber, polyester fiber differentiation and domestic application of several companies developing the latest differential fiber.Keywords: development status, differential fiber, development, application目录引 言1第一章 涤纶差别化纤维的发展概况2第二章 差别化纤维的结构与性能 22.1 形态结构22.1.1 异形纤维22.1.2 中空纤维22.1.3 复合纤维32.1.4 细特(旦
4、)纤维32.2 物理化学性能42.2.1 抗静电纤维42.1.2 高收缩纤维42.1.3 阻燃纤维42.1.4 抗起球纤维4第三章 我国差别化纤维的发展现状及问题43.1 我国差别化纤维的发展现状53.2 我国差别化纤维与国外的差距5第四章 国内外差别化纤维的品种及发展方向54.1 多功能化纤维54.2 绿色环保型纤维54.3 新型聚酯品种64.4 智能纤维64.5 差别化涤纶长丝6第五章 聚酯差别化纤维的应用75.1 细旦和粗旦产品75.2 有色纤维75.3. 异形纤维75.4 改性纤维 85.5 功能性纤维 8第六章 环保概念的新纤维96.1 PTT纤维 96.2 Lyocell纤维 96
5、.3 PLA纤维 9第七章 国内公司开发的最新差别化纤维 107.1 济南正昊化纤新材料有限公司 107.2 中国石化天津分公司研究院 107.3 江苏仪征化纤股份有限公司 107.4 杭州东南化纤有限公司 117.5 韩国四川汇维仕株式会社 127.6 北京东方利源科技有限公司13第八章 差别化创新过程中的问题和思考14第九章 结论15参考文献16引言 差别化纤维的开发和生产有着技术含量高、包含的学科领域多且相互交叉、产品的附加值高、品种更新快和发展潜力大等特点。开发差别化纤维能大力推进企业的技术步伐、提高企业的经济效益。大力加快我国差别化纤维的开发,必将改变我国纤维行业的困难局面。第一章
6、涤纶差别化纤维的发展概况 自1953年聚酯纤维诞生以来,作为主要的纺织原料,其在很大程度上缓解了天然纤维的短缺,因此,涤纶工业得到了迅速发展。但由于常规涤纶织物穿着舒适性、美观性等方面都比天然纤维差,所以,这几年,研究者对它不断地进行改进,以获得类似于天然纤维的性能。60年代早期,为了赋予新型纤维织物真丝般的光泽和弹性,就尝试采用异形喷丝板纺丝,生产异形截面纤维;到70年代,乔其纱畅销,强捻的纤维纱线经碱减量处理后,具有真丝般的悬垂感,但它不如天然纤维柔软和丰满;到80年代,人们受回归自然潮流的影响,服饰也向运动和休闲装转向,涤纶织物变得不流行了;80年代末,日元急剧上升和来自亚洲新兴工业国家
7、和地区(主要是来自韩国、香港、台湾、新加坡)涤纶产量的高速增长的压力下,加速了乔其纱的衰败。在这期间,日本合成纤维工业全力扩大国内消费市场,并致力于开发高附加值的产品,使得涤沦产品品质显著提高,它不仅具有真丝般的质地和手感,还充分体现出以往合成纤维和天然纤维所没有的新质感。由于涤纶的物理性能适合于仿制蚕丝,于是超细涤纶长丝应运而生,纤度小于0.67dtex的超细涤纶纤维以及异形截面纤维这二项技术的突破使得织物档次提高。虽然异形截面的聚酯纤维展现了丝绸般的光泽,但由于高屈挠劲度,其手感仍与纸张相似。第二章 差别化纤维的结构与性能 由于差别化纤维的品种以及用途很多,因此其未来发展趋势也深受国内外科
8、技工作者们高度重视。差别化纤维一般指异型纤维、复合纤维的超细纤维,改变纤维的表面和截面形态,可赋予纤维多种新的风格和性能。如正四角型纤维可以叠得非常紧密,具有透气防湿功能和光亮光滑的表面;五角型纤维具有显著毛型感和良好的抗起球性;五叶型复丝有丝质感;复合纤维多为主体卷曲、具有高度的体积蓬松性、延伸性和覆能力;超细纤维具有质地柔软、光滑、抱合好、光泽柔的特点。我国的差别化纤维还处在“仿制”阶段,而国外则早已开发了“高纺”和“超纺”产品,日本甚至达到“超真”的“新新合纤”阶段。对于染整工艺而言,就是要最大限度地保留这些纤维的特点,并通过后整理来体现到面料的风格上。差别化纤维主要是从它的形态结构和物
9、理化学性质上区分。2.1 形态结构 在形态结构上发生变化的有异形纤维、中空纤维、复合纤维、细特(旦)纤维等。2.1.1异形纤维 指经一定几何形状(非圆形)喷丝孔纺制的具有特殊截面形状的化学纤维。根据所使用的喷丝孔不同、可得到三角形、多角形、三叶形、多叶形、十字形、扁平形、Y形、H形、哑铃形等各种截面形状。异形纤维2.1.2 中空纤维 指贯通纤维轴向且有管状空腔的化学纤维。中空纤维的最大特点是密度小,保暖性强,适合做羽绒型制品,如高档絮棉,仿羽绒服、睡袋等。中空纤维2.1.3复合纤维 有两种及两种以上聚合物或具有不同性质的同一聚合物,经复合纺丝法纺制成的化学纤维。复合纤维如为两种聚合物制成,即为
10、双组分纤维。复合纤维2.1.4细特(旦)纤维 指单丝线密度较小的纤维,又称微细纤维。纺制细旦纤维通常采用的方法有:复合纺丝剥离法、溶解法、常规熔融法、超拉伸法、闪蒸法和熔喷法。特别是涤纶细旦纤维因其良好的服用性能,在纺织用纤维中占有主导地位,替代天然纤维方面已仿制制出高仿真纤维,使仿丝织物达到轻、柔、爽、滑,对超薄型涤纶织物经碱减量处理后,再经特殊柔软亲水整理,更能获得真丝绸的外观和手感;仿鹿皮织物被称为划时代的衣料,它不仅具有天然鹿皮的“书写效应”、“白霜感”和“立体感”,而且具有真丝般的手感,柔软、质轻、悬垂性好、舒适;超细纤维还可用于合成革、清洁布、高密防水织物、液体或空气过滤材料、贝类
11、及海藻抑制层、保温材料、功能纸、电池隔膜等。2.2 物理化学性能 差别化纤维在物理化学性能上较常规化纤有所改善,有抗静电纤维、高收缩纤维、阻燃纤维、抗起毛起球纤维等。2.2.1抗静电纤维 抗静电纤维是指不易积聚静电荷的化学纤维。抗静电纤维主要用于无尘无菌服、防爆工作服、地毯、口罩等纺织品。2.2.2高收缩纤维 指沸水收缩率高于15的化学纤维。根据其热收缩程度的不同,可以得到不同风格及性能的最终产品。例如,热收缩率在15一25的高收缩涤纶,可用于织制各种绉类、凹凸、提花织物;收缩率为15一35的高收缩涤纶纤维,可用于膨体毛线、毛毯、人造毛皮等;收缩率为35一50的高收缩涤纶,用于合成革、人造麂皮
12、等。2.2.3阻燃纤维 是指加入阻燃成分的化学纤维,亦可称耐燃、难燃或防燃纤维。在火焰中仅阴燃,本身不发生火焰,离开火源,阴燃自行熄灭。其极限氧指数值约在03以上。阻燃纤维主要用于纺制儿童及老年人服装、床上用品、装饰织物、防火工作服及有阻燃要求的绳索、帐篷、工业用布等。2.2.4抗起球纤维 利用化学改性或物理方法处理后,使制成的纤维及其织物在使用过程中可以防止或减少其因纤维相互摩擦,缠结集聚而成小球的化学纤维,称为抗起球纤维。抗起球纤维制成的织物的抗起球效果达到三级以上。抗起球纤维一般与其他短纤维混纺生产毛型织物、针织等。第三章 我国差别化纤维的发展现状及问题3.1 我国差别化纤维的发展现状
13、我国化纤工业经过40多年发展,现已形成各大类品种基本齐全、技术装备配套、质量品种有一定水平的化纤生产开发体系。近年来,随着生产水平的提高,设备条件的改善,尤其是人民生活水平提高带来的市场需求,一些差别化纤维品种相继研制成功。如阳离子染料可染聚酯、异形纤维、多孔中空纤维卷曲纤维、纫旦和超纫旦短丝、高收缩纤维、蓄热保暖纤维、防紫外线纤维、抗静电纤维、防臭抗菌纤维、导电纤维等。另外,国外现有的差别化纤维我国大部分都有,且科研成果工程化、市场化也取得了丰硕的成果。目前已经有几十个大类新产品已转入批量生产,超细旦、高收缩、阳离子染料可染、多功能混纤复合长丝等发展迅速。3.2 我国差别化纤维与国外的差距
14、我国已开发的差别化、功能性纤维,在质量及数量上与国外仍有差距,我国的化纤差别化率还远低于发达国家40的水平。这主要是由于我国产业结构不合理,原料不配套,企业规模小,产品档次低,特别是新技术、新产品开发能力差,高水平的差别化、功能性纤维数量有限。目前,开发较成功的差别化纤维多数属于功能单一的一、二代纤维产品,急需的各类多功能复合的合纤新品种及其应用开发还刚刚起步,产品未形成系列,且品种质量也不太稳定;再者,往往在后续的纺织、染整加工中出现瓶颈,阻碍了这些纤维品种的发展。一些高技术的特种纤维,国内仍处于科研状态,不少品种尚属空白,化纤工作者仍需努力。另外,根据业内人士分析,我国差别化纤维在质量与数
15、量上与国外仍有差距。目前国内由于多种原料不能满足出口市场的需要,出口服装面料7O靠进口,高档涤纶仿真产品每年有1/2需要进口。第四章 国内外差别化纤维的品种及发展方向4.1 多功能化纤维 国外已研究成功用聚偏氯乙烯或聚丙烯脂等嵌入蛋白质基质,从而既保留了蛋白质再生纤维的手感和保暖性,又改进了蛋白质纤维湿强度过低的缺点且引入了阻燃性,成为一种既舒适又安全的新纤维。功能性运动服也是国外研究的一个热门领域,它是将舒适、运动自如、透气透湿、保暖吸汗等多种功能结合在一起的服装,为此必须使用多种功能性材料,如利用高弹性纤维以满足舒适和运动自如的需求,利用丙纶的输湿导汗的性能,利嗣超细纤维的良好透气透湿和改
16、性涤纶(或锦纶)的保暖性和吸汗性能,而且通常是做成双层或三层针织产品,通过合理的组合和搭配,以满足多种功能的要求。4.2 绿色环保型纤维 环境保护与可持续发展是21世纪工业发展的主题。因而,21世纪开发新纤维及新品种必然要求原料可再生、在制各过程和使用过程中与环境相容、在唛弃后可降解和可回用。如天然彩色棉就是一种通过基因丁=程使原棉纤维自身具有天然色彩的棉花新品种,目前已在国内培育、引种成功并试开发了一系列产品。天然彩色棉不仅色泽自然、质地柔软、富有弹性、穿着舒适,而且色度丰满、不会褪色。用天然彩色棉制成的纺织品不需染色,而且无“三废”排放、对环境无污染,废弃后可在自然环境中降解,真正实现了从
17、纤维到成衣再到废弃全过程的“零污染”。4.3 新型聚酯品种 2l世纪的聚酯新品种有PTT和PEN纤维。PTT纤维克服了PET纤维的刚性和PBT纤维的柔性,不仅初始模量低,易于拉伸,而且呈现十分出色的拉伸可逆性,其拉伸弹性回复率为100 ,大大优于PA6,PBT和PET纤维,另外PTT纤维具有良好的抗污渍性和耐磨性,可常压沸染,且色泽均匀,上染率高,牢度好,对节能和环保有利。美国,日本,韩国,欧洲,台湾的一些化纤生产商都已着手开始工业化生产m 纤维。美国Shell公司目前仍是PTT纤维最大的生产商,目前生产能力已达25kta,业内人士预计,到2010年全世界至少有l0一l5家大型PTT纤维厂建成
18、,到2010年包括非纤用领域,全世界对PTT纤维的需求量将达到l100kt。PEN也是聚酯的新品种,其强度模量、耐热和耐水解等基本特性优于PET,作为热塑性树脂,在纤维、薄膜及中空容器中广泛应用,极适合于制轮胎帘子线。4.4 智能纤维 智能纤维是一种当纤维所处的环境变化时,纤维的形状、温度、颜色和渗透速率等性能随之发生敏锐响应(即突跃性变化)的纤维。目前这一领域吸引了众多研究者,可预见,智能纤维必将成为2l世纪的研究开发重点,并将以其先进性在材料领域取得重要地位。目前已在研究方面取得进展的智能纤维主要有3种,即光敏纤维、温敏纤维、pH响应性凝胶纤维,其用途在服装领域可制成智能滑雪衫、夹克衫、帽
19、子等;在装饰领域可制成床罩、灯罩、浴罩和窗帘等室内装饰品;在产业领域可作军事伪装、防伪材料、特种感光材料和信息储存材料。4.5 差别化涤纶长丝 对于涤纶长丝,通常将dpf为088-1.1dtex的纤维称为细旦丝,而aof为033-088dtex的纤维称为超细旦丝。因其纤维线密度小,比表面积大,弯曲刚度低,经物理或化学加工后有柔软、滑爽的特点,从而使其制品拥有许多异乎寻常的特性。超细旦丝用途广泛,可做仿桃皮织物、仿鹿皮绒织物、高性能洁净布等,尤其是制成的仿真丝织物不但有优雅的光泽,柔滑的手感,优良的悬垂性透气性,而且有良好的尺寸稳定性,抗皱耐洗性,其性能甚至优于真丝,因而深受广大用户的青睬。目前
20、,细旦、超细旦长丝及织物已成为化纤纺织行业发展的新热点,国内市场对该产品的需求主要是依靠进口来解决,市场缺口也较大,该类产品发展前景十分广阔。第五章 聚酯差别化纤维的应用 根据纤维不同的物理和化学改性情况,可以将聚酯差别化产品分成5大类。5.1 细旦和粗旦产品 这类产品主要通过改变产品的细度来改变纤维的性能,根据国家涤纶纤维的标准,常规产品的粗细定义范围是短纤I56.0 dtex,长丝单丝1056 dtex,超过国家标准的产品均列入差别化的行列。通常我们指的细旦纤维为细于1.0 dtex,目前最常用的细旦短纤维是0.89 dtex。由于细旦产品能提高织物的柔软度、透气性、透湿性等性能,所以在上
21、世纪90年代就已经成为研究和开发的主要方向,经过自主开发和对国外设备的消化吸收,细旦产品已经成为熔体直纺企业的主要差别化产品。在采用复合纺丝技术进行加工后,纤维细度更可以达到01 dtex以下,超细旦纤维的开发为轻薄、光洁织物的开发提供了极好的原料广泛地运用于制造精纺仿毛织物、超高密织物、防水防油材料、高性能清洁布等,0.89dtex细旦短纤维和棉混纺的面料已制成高档衬衣销售。5.2 有色纤维 在纤维加工时根据用户需要加入各种有色母粒,生产出各种不同颜色的有色纤维,弥补了涤纶本身的染色弱点,也减少了后加工印染工序直纺企业的纺丝设备由于和聚合部分相连,很难生产有色产品,因此有色纤维的生产是切片纺
22、企业的优势。但现在也有棉纺厂利用有色纤维和其他纤维混纺成纱制成织物后,再次进行染色,使织物产生各种不同的光泽,在九牧王、利郎、七匹狼的服装中大量运用了有色纤维和棉或粘胶混纺制成的面料。5.3 异形纤维 异形纤维是纤维物理改性中最常见的产品,非圆形截面的纤维均称为异形纤维,最主要的有三角形或三叶形,主要用于仿真丝,通过三角、三叶截面形成特殊光泽,并经过碱减量加工后,可以仿真丝的外观、光泽、垂感和柔软。常见的异形截面还有十字形或五叶形,利用截面中的沟槽来形成快速导水的效果,具有导湿快干、蓬松透气、轻便柔软不贴身等特点,在衬衫、茄克、运动衣、内衣中得到广泛应用。近两年中发展较快的还有圆中空纤维,最初
23、大多是6.67 dtex以上的粗旦纤维,主要用于充填,但近期的纺丝技术有了很大的提高,纤维的细度已经降到1.67 dtex以下,完全可以用于纺织面料,是保暖织物的理想材料。除了上述的异形纤维外,还有四方形、八叶形、扁平形等各种形状,在不同的织物中起着特殊的作用。5.4 改性纤维 这里所指的主要是化学改性纤维。由于涤纶分子结构的原因,染色、透气、起毛起球成为常规涤纶难以克服的缺点,因此,化学改性从涤纶诞生起就一直没有停顿。目前规模最大的化学改性产品是阳离子染料可染纤维,90年代后期开始,阳离子切片的合成难关已经攻克,目前在直接纺装置上纺丝也获得了,成功。阳离子可染产品中,高温高压阳离子染色纤维占
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