新型紡織纖維____第一課_緒論.ppt

新型纖維材料學,劉逸新,第一章 緒論,第一節(jié) 新型纖維簡介,紡織材料科學經(jīng)歷了三個發(fā)展階段： 60-70年代后期 天然纖維時代 80-90年代中期 化學纖維時代 90年代后期到現(xiàn)在 新型纖維時代 新型纖維的應用領(lǐng)域已經(jīng)突破傳統(tǒng)的服裝和家居服用面料的時代，擴大到建筑，汽車，醫(yī)療，衛(wèi)生，漁業(yè)，農(nóng)業(yè)，環(huán)保，軍事，航空，航天，通訊，體育等各個領(lǐng)域,天然纖維,化學纖維,新型纖維,問題一 常規(guī)的天然纖維有哪些？ 問題二 常規(guī)的合成纖維有哪些？ 問題三 什么叫人造纖維？什么叫合成纖維?什么叫再生纖維？,問題4 假設(shè)你去買衣服，在選擇衣服的時候的參考依據(jù)排序為： 1 價格 2 品牌 3 款式 4 色彩 5 手感 6 風格 7 材料 8 功能,建筑上應用 碳纖維增強混凝土，利用碳纖維的高強，高模量和低密度的特點，既保證結(jié)構(gòu)的強度，又降低建筑結(jié)構(gòu)的重量。,汽車工業(yè)上的應用 含氧化鋁陶瓷纖維，利用陶瓷纖維的耐高溫性和耐腐蝕性。可以用在汽車消聲器的隔熱保溫層中。,在醫(yī)療衛(wèi)生上的應用 高吸水性纖維材料 利用某種物質(zhì)，如淀粉等高聚物具有良好的高吸水能 力，制成高吸水材料。吸水能力高達自身重量的500- 2500倍，甚至高達5000倍。 醫(yī)用縫合線 利用甲殼素纖維與人體組織的相似的分子結(jié)構(gòu) 的親和性。手術(shù)后不用拆線,軍事上應用 防彈衣 利用凱夫拉纖維高強高模量性能。 裝甲防護材料 利用仿蜘蛛絲纖維的良好的抗沖擊性能。,體育運動上應用 利用碳纖維的輕質(zhì)高強特點 羽毛球拍，高爾夫球桿 釣魚竿,通訊上應用 光導纖維，利用某些化學物質(zhì) 對光能的遠距離傳導能力。,化工上應用 化學反應釜，利用碳化硅 纖維的耐高溫和耐酸，耐 堿性能。,個人防護用 防輻射服，利用金屬纖維 的電子屏蔽性能，達到防 輻射的功能。 消防服。用nomex 纖維 的耐高溫性能。,個人衛(wèi)生用 抗菌服，如在傳統(tǒng)纖維加工過程中加入銀纖維，利用銀離子的抗菌性能，實現(xiàn)織物的抗菌功能,調(diào)溫和保溫 利用某些纖維具有吸收外界光線中的遠紅外光譜段的光能，并將光能進行儲存，如碳化鋯纖維，在一定程度上實現(xiàn)蓄能和保溫。 某些材料，在固態(tài)和液態(tài)轉(zhuǎn)變過程中，需要吸收外界環(huán)境的熱量，在液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)變過程中，需要向外界釋放熱量，這種熱能的轉(zhuǎn)換，只用于材料發(fā)生相變，而材料自身的溫度保持不變，從而實現(xiàn)調(diào)溫功能。,相變材料調(diào)溫服,小結(jié)： 本節(jié)對新型纖維做了簡單的介紹，目的是對新型纖維形成一個概念，它已經(jīng)是突破傳統(tǒng)紡織領(lǐng)域上的纖維，而被廣泛應用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防，建筑，體育，醫(yī)用等多領(lǐng)域。 通過對新型纖維這門課程的學習，一方面擴大知識面，另一方面，作為紡織專業(yè)的學生，重點還是放在新型纖維在與紡織服裝，紡織品的應用開發(fā),第二節(jié) 新型纖維的分類,一 生態(tài)綠色類新型纖維,特點：,天然環(huán)保,原料擴大,高檔舒適,新的 服用理念,天然環(huán)保：突出天然的概念，盡可能避免加工過程的二次污染 原料資源擴大：纖維加工技術(shù)的進步，使得一些原來不能用來制成紡織纖維的原料上，提取纖維，并紡成紗。 高檔舒適：因為原料資源少，技術(shù)含量高而價值高，因為天然而舒適 改變傳統(tǒng)的服用概念：內(nèi)在舒適，外在個性 通過某些天然的功能性成分，在天然的基礎(chǔ)上增加功能性概念,1 天然植物類新型纖維,（1） 彩棉 天然色彩，目前主要有棕色， 綠色，褐色三種，天然的顏 色（色彩生成于細胞壁）。 主要應用于內(nèi)衣,床上用品。,（2） 木棉 木棉纖維是錦葵目木棉科內(nèi)幾種植物的果實纖維，它是天然生態(tài)纖維中最細、最輕、中空度最高、最保暖的纖維材質(zhì)。它的細度僅有棉纖維的1/2，中空率卻達到86%以上，是一般棉纖維的2-3倍。 具有光潔、抗菌、防蛀、防霉、輕柔、不易纏結(jié)、不透水、不導熱，生態(tài)、 保暖、吸濕性強等特 。 一般用于家紡面料，戶外寢具的填充物，高檔襯衣面料。,（3）竹原纖維 竹纖維就是從自然生長的竹子中提取出的一種纖維素纖維，是繼棉、麻、毛、絲之后的第五大天然纖維。竹纖維具有良好的透氣性、瞬間吸水性、較強的耐磨性、和良好的染色性等特性，同時又具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外線功能。專家指出，竹纖維是一種真正意義上的天然環(huán)保型綠色纖維。 竹原纖維可廣泛應用于內(nèi)衣，襪子，床品等各種紡織品種,（3）羅布麻 羅布麻纖維素有“野生纖維之王”的美譽，早在三百年前，就被伊犁、若羌等地的勞動人民所用。他們織布成衣或者做被子、床單，說是可以祛病健身。羅布麻纖維的特，有絲的光澤，麻的挺括，棉的柔軟，絨的展性，并且有藥理作用，這是其它任何紡織原料都不能比擬的 。 羅布麻纖維主要應用于床品，內(nèi)衣，襪子等紡織品中。,（5）菠蘿葉纖維 菠蘿纖維即菠蘿葉纖維，又稱鳳梨麻，是從菠蘿葉片中提取的纖維，屬于葉片麻類纖維。菠蘿纖維經(jīng)深加工處理后，外觀潔白，柔軟爽滑，可與天然纖維或混紡，所織制的織物容易印染，吸汗透氣，挺括不起皺，穿著舒適。 菠蘿葉纖維被應用于牛仔布，家具布，窗簾，地毯，襪子，休閑外衣面料等,（6）香蕉莖纖維 香蕉纖維是利用香蕉莖桿為原料，化學脫膠后經(jīng)過干燥、精練、解纖而制成的纖維，其具有質(zhì)量輕、光澤好、吸水性高、抗菌性強、易降解且環(huán)保等功能。日本對香蕉纖維的研究走在了前列，印度等具有豐富香蕉資源的東南亞國家也進行了大量的研究。香蕉纖維的成功制取，極大的擴展了香蕉莖桿的應用，同時又緩解了國際天然纖維的短缺。 香蕉莖纖維被應用于手提袋，地毯，毛巾，窗簾，帽子，外衣面料等,2 天然動物毛類纖維,（1）改性羊毛 表面改性處理：主要目的是通過去除鱗片使纖維變細，柔軟，改善吸濕，染色，抱和力，耐磨性能。又稱絲光羊毛。 拉細羊毛: 通過機械外力拉伸使得羊毛變細，變長，卷曲消失，纖維的柔性減小，剛性增加，光澤更明顯，有絲光效應，織物可以向輕薄高檔發(fā)展。 改性羊毛用于高檔毛衫，仿羊絨衫，高檔西服,（2）彩色羊毛和彩色兔毛：轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，高檔輕薄的針織服裝。由于具有天然的顏色，可以不經(jīng)過染色處理，更體現(xiàn)天然的特性。,（3）山羊絨 羊絨（cashmere）是生長在山羊外表皮層，掩在山羊粗毛根部的一層薄薄的細絨，入冬寒冷時長出，抵御風寒，開春轉(zhuǎn)暖后脫落，自然適應氣候，屬于稀有的特種動物纖維。羊絨之所以十分珍貴，不僅由于產(chǎn)量稀少（僅占世界動物纖維總產(chǎn)量的0.2%），更重要的是其優(yōu)良的品質(zhì)和特性，交易中以克論價，被人們認為是“纖維寶石”、“纖維皇后”， 是目前人類能夠利用的所有紡織原料都無法比擬的，因而又被稱為“軟黃金”。世界上約70%的羊絨產(chǎn)自中國，其質(zhì)量上也優(yōu)于其它國家 。,（4）馬海毛 馬海毛是安哥拉山羊的毛，又稱為安哥拉山羊毛，是光澤很強的長山羊毛的典型，屬特種動物毛?！榜R海一詞來源于阿拉伯文，意為“似蠶絲的山羊毛織物”，后來成為安哥拉山羊毛的專稱。安哥拉山羊毛原產(chǎn)于土耳其安哥拉省，19世紀末和20世紀初輸出到南非好望角和美國的得克薩斯州等地。南非、土耳其和美國遂成為馬海毛的三大產(chǎn)地。1980年馬海毛的世界總產(chǎn)量為16200 噸,（5）羊駝毛 羊駝一般生長在海拔4000米的高原上，主要分布在南美洲的秘魯、玻利維亞和智利等國，大部分已飼養(yǎng)成家畜，其中以秘魯產(chǎn)羊駝毛最多，占世界總產(chǎn)量的90%左右。全世界產(chǎn)量在20000噸左右。由于毛比較粗，一般做地毯，披肩等粗紡產(chǎn)品。,3 再生纖維素類新型纖維 （1） modal 纖維：莫代爾纖維的原料是產(chǎn)自歐洲的灌木林，制成木質(zhì)漿液后經(jīng)過專門的紡絲工藝制作而成，是一種再生纖維素纖維 （2）tencel 纖維：天絲（tencel）是一種溶劑型纖維素纖維，是英國acordis公司通過十年開發(fā)于2004年5月由蘭精公司合并后統(tǒng)一生產(chǎn)。其原料采用歐洲的針葉松，將木材制成木漿，采用（nmmo）紡絲工藝，將木漿溶解在氧化銨溶劑直接紡絲，氧化銨溶劑循環(huán)使用，回收率達99%以上。,（3） richel 纖維:按照日本東洋紡專有技術(shù)及原料體系生產(chǎn)的波里諾西克（polynosic）纖維，是具有優(yōu)異綜合性能的植物纖維素纖維。richcel纖維原料源于日本北海道的天然針葉樹精制木漿，資源可再生，廢棄物可自然降解，安全環(huán)保。 （4）銅氨纖維 銅氨纖維是一種再生纖維素纖維，它是將棉短絨等天然纖維素原料溶解在氫氧化銅或堿性銅鹽的濃氨溶液內(nèi)，配成紡絲液，在凝固浴中銅氨纖維素分子化學物分解再生出纖維素，生成的水合纖維素經(jīng)后加工即得到銅氨纖維,4 再生纖維類功能性新型纖維 （1) 薄荷纖維 (2) 蘆薈纖維 （3）珍珠纖維 （4）綠茶纖維 （5）海藻纖維 上述纖維都是將植物或礦物中提取的其有效成分，以溶液，納米級顆?；蛘呶⒛z囊包覆額方式添加到纖維素纖維的紡絲液中，然后按照纖維素纖維的加工工藝流程制成的纖維。 纖維不但保留了纖維素纖維的基本特點，而且賦予了其添加物所特有的功能。 一般添加物都選擇一些天然的植物或礦物，對人體健康有促進作用的，或者能實現(xiàn)一定的功能的。,5 再生蛋白纖維 （1） 玉米蛋白纖維 ：是以玉米、小麥等淀粉為原料，經(jīng)發(fā)酵轉(zhuǎn)化成乳酸再經(jīng)聚合，紡絲而制成的再生纖維 （2） 大豆蛋白纖維：大豆蛋白纖維屬于再生植物蛋白纖維類，是以榨過油的大豆豆粕為原料，利用生物工程技術(shù)，提取出豆粕中的球蛋白，通過添加功能性助劑，與腈基、羥基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定濃度的蛋白質(zhì)紡絲液，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲而成.,（3） 牛奶蛋白纖維：牛奶蛋白纖維是以牛乳作為基本原料，經(jīng)過脫水、脫油、脫脂、分離、提純，使之成為一種具有線型大分子結(jié)構(gòu)的乳酪蛋白；再與聚丙烯腈采用高科技手段進行共混、交聯(lián)、接枝，制備成紡絲原液；最后通過濕法紡絲成纖、固化、牽伸、干燥、卷曲、定形、短纖維切斷（長絲卷繞）而成的。它是一種有別于天然纖維、再生纖維和合成纖維的新型動物蛋白纖維，人們又叫它牛奶絲、牛奶纖維,（4） 仿蜘蛛絲纖維：利用基因工程的方法，搞清其蜘蛛絲蛋白基因編碼的核苷酸序列，同時進行基因序列的分離、純化、結(jié)構(gòu)特征的表達和克隆等工作，然后將這種合成基因移植給動物、植物或微生物，被移植了合成基因的動物、植物或微生物就能大量復制這種蜘蛛絲蛋白，將這種蜘蛛絲蛋白分離出來，經(jīng)過提純、溶解和紡絲，便可生產(chǎn)出性能優(yōu)良的人造蜘蛛絲。,（5） 蠶蛹蛋白纖維 蠶蛹蛋白纖維是綜合利用生物工程技術(shù)、化纖紡絲技術(shù)、高分子技術(shù)將從蠶蛹中提取的蛋白同天然纖維素按比例共混紡絲，在特定的條件下形成的具有穩(wěn)定皮芯結(jié)構(gòu)的全新生物質(zhì)蛋白纖維，其優(yōu)良動物蛋白質(zhì)富集于纖維表面，形成纖維皮層，天然植物纖維在內(nèi)層，形成纖維的芯層。其主要成份是蠶蛹蛋白和天然纖維素（棉、木、竹等），其組份一般為10%-40%的蠶蛹蛋白，90%-60%的天然纖維素 。,（6）甲殼素纖維 甲殼素是從蝦、蟹、昆蟲等甲殼類動物的外殼及菌類、藻類的細胞壁中提煉出的一種類似于纖維素的天然高聚糖，是一種無色、無味、無毒、耐曬、耐熱、耐腐蝕、不怕蟲蛀的結(jié)晶或無定形物，具有許多天然的優(yōu)良性能，如抗菌性、生物降解性、無毒性、吸附性、潰瘍抑制作用等優(yōu)良性能,二 差別化纖維,對傳統(tǒng)的化學纖維進行改性處理（異型截面紡絲，復合紡絲，增加某些功能基團等），克服缺點，改變性能，實現(xiàn)一些原化學纖維不具有的功能。如仿毛，仿麻，仿絲，高光澤，親水性，水溶性，抗菌，高吸濕，超細度等。 目前，我國的化學纖維產(chǎn)量已經(jīng)突破1800萬噸（2011年），居世界第一，,但是具有高附加值的差別化纖維只不到40%(2009年)，低于世界上發(fā)達國家如美國70%。2011進口的化纖650萬噸其中差別化占40%以上。,1 超細纖維 當纖維的細度達到一定程度后，其很多特性發(fā)生變化，一般把細度小于1.0dtex的纖維叫超細纖維。 對傳統(tǒng)的合成纖維進行超細化生產(chǎn)，可以改善其吸水性，柔軟性，更重要的是在超細化達到一定程度后，可以產(chǎn)生如原纖化的作用，生產(chǎn)各種特殊風格的面料。 超細纖維用于生產(chǎn)高密度織物，高清潔織物，桃皮絨織物，各種仿真織物，人造血管，防水透濕織物，密度梯度織物上游廣泛應用。 2 仿真類差別化纖維 通過截面的變化，細度的變化實現(xiàn)仿真效果，主要是滌綸仿真絲，滌綸仿毛等。滌綸仿真絲技術(shù)目前已經(jīng)相當成熟。,3 新合纖 主要是在聚酯類化合物中有良好的成纖性，既保留了聚酯類纖維的特點，而且在某些性能能由于傳統(tǒng)的聚酯纖維 pbt纖維 pbt纖維是聚對苯二甲酸丁二酯纖維（polybutyleneterephthalatefibre）的簡稱，由高純度對苯二甲酸（tpa）或?qū)Ρ蕉姿岫柞ィ╠mt）與1，4丁二醇酯化后縮聚的線性聚合物，經(jīng)熔體紡絲制得的纖維，屬于聚酯纖維的一種。 ptt纖維是聚對苯二甲酸1.3丙二醇酯(英文為polytrimethylene-tereph-thalate)纖維的英文縮寫，最早是由shell chemical（殼牌化學公司）與美國杜邦公司分別從石油工藝路線及生物玉米工藝路線,紡絲制成的新型聚酯纖維，shell的商品名是corterra。dupont的商品名是sorona,三 功能性纖維,對常規(guī)化學纖維進行改性，在克服缺點的基礎(chǔ)上體現(xiàn)出其一定的功能性，或通過復合的方法增加其原來沒有的功能,1 防護類新型纖維,（1）抗靜電纖維 通過表面處理（添加抗靜電劑），復合紡絲（成纖聚合物單體與具有抗靜電功能的高聚物單體進行復合紡絲）方式將具有抗靜電功能的化合物高聚物與傳統(tǒng)的化學纖維以共混，復合等方式將兩種不同的高聚物成分以物理或化學反應的方式聚合在一起，其目的是實現(xiàn)抗靜電功能。主要用于無塵，無菌，防暴 防靜電工作場合的服裝。國外主要有日本旭化成公司的依克斯蘭（晴綸），美國杜邦的antron(錦綸），日本東麗公司的帝特綸（parel)(滌綸),（2）防紫外線纖維 與抗靜電纖維類似，在傳統(tǒng)化學纖維中加入抗紫外線功能的高聚物成分。也可以通過后整理過程中，經(jīng)過抗紫外線整理，讓織物具有抗紫外線功能。 某些纖維自身具有抗紫外線功能，如竹纖維。 一般與棉紗交織，用于防曬遮布，太陽傘，窗簾布等。 如日本可樂麗公司開發(fā)的esumo (滌綸抗紫外線纖維）,（3）防輻射纖維 某些纖維自身具有抗輻射功能，如聚酰亞胺纖維。也可以再傳統(tǒng)化學纖維總加入一些具有抗輻射功能的高聚物或金屬纖維，讓傳統(tǒng)的化學纖維具有導電或?qū)Т殴δ軓亩鴮崿F(xiàn)對輻射的屏蔽或部分屏蔽。,2 智能型纖維 （1）光敏纖維 對不同波段的光的照射，或者照射時間的長短，纖維通過自身的顏色發(fā)生變化來響應。 （2）溫敏纖維 對于設(shè)定范圍內(nèi)的溫度變化到某一個臨界值，纖維以自身的顏色變化來響應 （3）ph反應的凝膠纖維 對于不同的ph值，由于纖維內(nèi)的某種填充物質(zhì)對ph變化非常敏感，由于ph變化造成其粘度的變化，當ph值達到某個臨界點后，發(fā)生凝膠反應，而造成物質(zhì)的體積變化，反應在纖維表面，其體積的突然變化可以阻止其他有害物質(zhì)通過纖維之間的間隙進入人體皮膚。,（4）相變調(diào)溫纖維 利用用物體的固液轉(zhuǎn)化時，會釋放或者吸收熱量而自身的溫度保持不變。如果我們能選擇對人體感覺舒適的溫度發(fā)生相變的物質(zhì)，如23度，把這些物質(zhì)以微膠囊的形式包覆在纖維中，制成相變智能纖維。這種纖維最早用于太空作業(yè)的宇航服，目前已經(jīng)被廣泛地民用。如戶外服裝，嬰幼兒服裝等。,3 傳導類新型纖維 （1) 光導纖維 光導纖維是一種透明的玻璃纖維絲，直徑只有1100m左右。它是由內(nèi)芯和外套兩層組成，內(nèi)芯的折射率大于外套的折射率，光由一端進入，在內(nèi)芯和外套的界面上經(jīng)多次全反射，從另一端射出。 實現(xiàn)光的遠距離傳輸。 （2) 導電纖維導電纖維是20世紀60年代出現(xiàn)的一種新的纖維品種，它一般是指導電率大于10-7-1.cm-1的纖維。這類纖維具有良好的導電性和耐久性，特別是在低濕度下仍具有良好的耐久抗靜電性，因此在工業(yè)、民用等領(lǐng)域有著很大的用途,4 醫(yī)用和衛(wèi)生用新型纖維 （1) 抗菌除臭纖維 利用添加某種金屬絡合物實現(xiàn)纖維的抗菌性能，一般是對常見的三大菌種起到一定的抑菌作用。某些植物天然具有抗菌性，如薄荷，麻，竹等，利用這些植物制成的再生纖維素纖維實現(xiàn)真正意義上的綠色抗菌。 抗菌可以抵御細菌的產(chǎn)生，是從根本上解決臭味的產(chǎn)生。 還有一種除臭方式是感覺除臭，就是用芳香氣味蓋住臭味，這種方式并不能從根本上解決除臭問題。,（2）高吸水纖維材料 ，在一定條件下，在水中浸漬和離心脫水后仍能保持15%以上水分的纖維，稱之為高吸水纖維；在標準溫濕度條件下，能吸收氣相水分，回潮率在6%以上的纖維，稱之為高吸濕纖維。 纖維。 吸水吸濕纖維，特別是微孔結(jié)構(gòu)的纖維吸水吸濕性能較優(yōu)，有的甚至超過棉纖維，如日本尤尼契卡公司研制的高吸水吸濕纖維 “hygra”，其吸水能力為自重的3.5倍 高吸水作內(nèi)衣、運動衣、兒童服裝、睡衣、毛巾、浴巾、尿布、衛(wèi)生巾等，特別在醫(yī)用和造紙行業(yè)中應用前景更為突出。,（3）手術(shù)縫合線用新型纖維 手術(shù)縫合線是指在外科手術(shù)當中，或者是外傷處置當中，用于結(jié)扎止血、縫合止血以及組織縫合的特殊線。作為手術(shù)縫合線的材料，不但要求有一定的強力和化學穩(wěn)定性。更理想的是有一種新纖維材料做成的手術(shù)縫合線，可以被人體組織吸收，對人體無毒無害，這樣可以不用拆線。 目前甲殼素作為一種新的纖維已經(jīng)被廣泛應用于手術(shù)縫合線。,5 保健類新型纖維 （1）遠紅外纖維 遠紅外纖維織成可以吸收太陽光和人體輻射的遠紅外線，并能發(fā)出4-14伽馬的遠紅外線，從而使人體、皮膚表面的溫度升高，促進微血管的循環(huán)。增強人體新陳代謝、活化人體細胞、良好的保健功能。 應用：內(nèi)衣褲、床單、護膝、護肩、保健床上用品。 （2）負離子纖維 90年代開始研制，主要是在纖維中添加電氣石（粉碎后）日本生產(chǎn)的一種verbano，是代表性的纖維，主要用于內(nèi)衣，床上用品，手套，窗簾，保健服裝，帽子等,6 服用舒適類新型纖維 （1）接觸涼感纖維 由于云母本身為片狀矽酸鹽結(jié)構(gòu)，其濕熱傳導率是pet的5倍以上，而脫層后云母本身形成的水合效應，易形成一層水化膜。此雙重效應“導熱含水”，正是夏季需求，這正是紗線冰涼的緣由 。 （2）吸濕發(fā)熱纖維發(fā)熱是2000年左右由日本推出的一種特殊纖維材料，它通過吸收人體散發(fā)的水分，將水分子的布朗運動中的動能轉(zhuǎn)化為熱能而產(chǎn)生熱量。這種纖維材料最早是為登山隊員所用，后來推廣到普通消費領(lǐng)域，主要用來生產(chǎn)內(nèi)衣。 （3）吸濕排汗纖維，具有特殊十字形斷面，能將皮膚表層的濕氣及汗水快速吸收并傳輸擴散至衣料表面，即使在潮濕的環(huán)境中，亦能保持皮膚干爽及愉悅心情。而高條數(shù)的十字形斷面，更可以提升織物功能性與舒適質(zhì)感。,7 其他特殊功能新纖維,（1）彈性纖維氨綸 氨侖的研究30年代開始，德國拜耳公司和ic公司開發(fā)了聚氨酯纖維，1959年，美國杜邦公司實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)，稱為lycra（萊卡 主要是利用其彈性功能做成彈力紗：游泳衣，內(nèi)衣，襪子，襯衣，腰帶，起到塑身美體作用。 （2） 水溶性纖維在一定溫度下，纖維中的親水基團與水分子發(fā)生分子鏈的重組，使得纖維能完全溶于水。主要用于伴紡，生產(chǎn)輕薄織物,（3）阻燃纖維 通過添加阻燃劑的方法，使得纖維實現(xiàn)阻燃功能。在一些公共場合的裝飾用紡織品，各國都通過立法要求經(jīng)過阻燃處理。 比較常見的阻燃纖維是對pet和粘膠纖維進行阻燃處理后制成的纖維，如添加磷系，鹵系，硼系的阻燃劑。 而某些纖維自身具有阻燃功能，如pbo 纖維，nomex纖維，海藻纖維等,四 高性能纖維,指力學性能具有強度大于18cn/dtes，或初始模量大于441cn/dtex的特種纖維。,（1）對位芳侖纖維,technora（日本帝人），twaron（荷蘭阿克蘇），芳侖1414，美國杜邦公司的kevlar 用于航天飛行器材，簾子線，防彈衣等。,（2）碳纖維,美國聯(lián)合碳公司 thornel-25 粘膠 thornel-300 丙烯晴 英國摩根尼特公司 modmor-1 丙烯晴 modmor-2 丙烯晴 日本碳公司 丙烯晴 美國塞蘭尼公司 gv-70 丙烯晴 用于土木建筑，航天工業(yè)，汽車工業(yè)，石油工業(yè)，紡織工業(yè)（劍桿），體育用品，醫(yī)療器械（人造骨骼）。,（3）碳化硅纖維,一種耐高溫材料1975年日本東北大學發(fā)明主要應用于航天，也向汽車發(fā)動機工業(yè)發(fā)展。,（4）含鋁氧化合物陶瓷纖維,1978年杜邦公司發(fā)明，耐火材料，隔熱材料，汽車工業(yè)，軍事工業(yè)。,（5）活性碳纖維,1960年開始研究，1978年日本東邦人造絲公司生產(chǎn)出用于工業(yè)的聚丙烯晴acf，應用于工業(yè)品精練，水處理，香煙過濾，溶劑回收。,（6）高強聚乙烯,抗日曬，高強，耐磨， 防彈衣，繩子，魚網(wǎng) ，軍事裝甲材料。,（7）聚苯并雙惡唑纖維（pbo）,pbo是由美國空軍空氣動力學開發(fā)研究所發(fā)明的，首先由美國斯坦福(stanford)大學研究所(sri)擁有聚苯并唑的基本專利，以后美國陶氏(dow)化學公司得到授權(quán)，并對pbo進行了工業(yè)性開發(fā)目前強度和摸量最大的纖維，1994年，日本東洋紡公司得到道一巴迪許化纖公司的準許，出巨資30億日元建成了400噸/年pbo單體和180噸/年紡絲生產(chǎn)線，并于1995年春開始投入部分機械化生產(chǎn)，商品名為zylon?，F(xiàn)在日本東洋紡仍然是世界上唯一一家可以進行商業(yè)化生產(chǎn)pbo纖維的公司。 耐熱阻燃性能也很好，抗熔化，不彎曲，韌性好。主要應用于玻璃工業(yè)，鋁加工等高溫作業(yè)。,(8) 間位芳綸纖維,美國杜邦的nomex纖維,我國的芳輪1313 防火材料，耐高溫過濾材料，消防服裝，高溫結(jié)構(gòu)材料等,知識拓展1 下面介紹幾種目前主要研究的纖維,1 高強高模類纖維材料,高強高模纖維通常指強度在18 cn/ dtex 以上、模量大于440 cn/dtex的纖維，典型品種有對位芳族聚酞胺、芳族雜環(huán)聚酞胺、芳族聚醋、超高分子量聚乙烯、高強聚乙烯醇、聚對苯二惡唑(pbo )、高強玻纖等。,高強高模纖維中，芳族聚酞胺主要由美國、荷蘭、日本和俄羅斯生產(chǎn)。kevlar19,twarons屬于第一代芳綸； kev-iar129屬于第二代芳綸，大量用于防彈裝備； armos等芳族雜環(huán)聚酞胺也稱作第三代芳綸，主要用于遠程導彈外殼等先進復合材料。,超高分子量聚乙烯纖維因為其密度低，所以是比強度最高的纖維，但存在熔點低、不耐高溫、無極性基團、不易粘接的缺點。目前除荷蘭，美國、日本能生產(chǎn)該纖維外，國內(nèi)已經(jīng)有4家企業(yè)能夠工業(yè)化生產(chǎn)。除用作軍、警用防彈背心、頭盔、防彈插板外，還用于防切割手套、繩索、魚網(wǎng)、釣魚線和其他休閑用具。,2 耐高溫阻燃類纖維材料,與整理型阻燃紡織品相比，纖維本身具有阻燃效能的紡織品阻燃效果耐久、無異味、不因阻燃整理劑的損傷及加工助劑的殘留引發(fā)織物脆變。本身具有阻燃效能的阻燃纖維包括： 芳香族聚酰氬胺（kermel) 聚苯并咪哇(pbi) 聚對苯并二惡哇(pbo ) 聚苯硫醚(pps),3 積極保溫類纖維材料,（1） 相變蓄熱纖維,目前開發(fā)的相變蓄熱纖維多采用微膠囊技術(shù)或復合紡絲技術(shù)，將相變材料(pcm)封裝到了纖維內(nèi)部，由此生產(chǎn)的紡織品可實現(xiàn)在較低的溫度環(huán)境下相變放熱、在較高的溫度環(huán)境下相變吸熱。雖然其熱熔有一定限制，不可能無限制的實現(xiàn)有效調(diào)溫，但現(xiàn)有的實踐表明，含pcm纖維的確具有智能保溫效果，特別對于工作在冷熱交替環(huán)境中(如頻繁出人冷庫的人群)、高原缺氧地區(qū)需要減輕服裝重量的人群，有實用意義。,（2） 吸濕發(fā)熱纖維,纖維捕捉空氣中含較高動能的水分子，將其吸附固定到纖維表面，可使其動能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽瑥亩_到發(fā)熱的作用。吸濕發(fā)熱纖維就是利用這一機理實現(xiàn)積極保溫的一種纖維，其中比較典型的是日本東洋紡公司對聚丙烯酸分子鏈進行高親水化處理，生產(chǎn)出的eks纖維。由于eks纖維在20c0,65% rh下的吸濕能力約是棉的3.5倍，故纖維吸濕放熱量約是羊毛和羽絨的2倍左右，在從干燥的室內(nèi)到達濕冷的室外，可通過纖維的吸濕放熱，達到衣內(nèi)微氣候區(qū)溫度變化減緩的作用。,（3） 太陽能保暖纖維,碳化鋯 、氧化鋯等陶瓷微粒在合成纖維中共混紡絲制成。利用碳化鋯、氧化鋯等對可見光的吸收率高、對紅外線的反射率高的特點，從環(huán)境吸收可見光和紫外線，轉(zhuǎn)變成能量稍低的紅外線向人體輻射;從人體發(fā)射的紅外線被含陶瓷微粒的太陽能保溫纖維反射，再回到人體表面，由此達到積極保溫的作用。但由于添加量有限，通常只能對微氣候區(qū)的溫度發(fā)生零點幾度的變化。,4 特殊手感風格類纖維材料,（1） 新型聚酯纖維ptt,ptt 纖維是聚對苯二甲酸丙二醇酯纖維。由于ptt 的每個鏈節(jié)中有3個亞甲基，因奇數(shù)個亞甲基單元會在大分子鏈之間產(chǎn)生“奇碳效應”，使苯環(huán)不能與3個亞甲基處于同一平面，從而不能在90度“平面排列，只能以120度錯開排列，由此使得內(nèi)t大分子鏈形成螺旋狀排列，使纖維具有永久的彈性。 ptt纖維的各項物理機械指標和性能都優(yōu)于pet性能，兼有滌綸和錦綸的特性。其彈性與氨綸相比，ptt的變形能力特別適合于外衣面料。,（2） 落水不透明纖維,專門用于泳衣。為了防止淺色泳衣人水后有透明感，采用皮芯結(jié)構(gòu)的pet復合紡絲方法，芯層為八角形截面，且每個角都很尖細，尖端直到纖維的外元，八角形截面中的pet含高濃度的消光劑;皮層為普通pet，皮芯復合形成圓形截面的纖維。尖端直到外周的尖細形八角對外來的光線有良好的遮擋作用，落水后可防止出現(xiàn)透明感，解決了游泳者希望穿著淺色、甚至白色泳衣，又擔心出現(xiàn)透明感的矛盾。,5 保健功能類纖維材料,（1） 磁性保健纖維,采用皮芯結(jié)構(gòu)的錦綸(或丙綸)復合紡絲技術(shù)，芯層含60%一80%(質(zhì)量比)稀土、鐵氧體或鋇鐵氧體磁粉，經(jīng)過充磁，磁通量可達到0.35mwb以上。因含磁粉較多，故纖維的強度比較低。磁性纖維制成的服裝可對人體進行持續(xù)的磁療，使肌膚表面處于微運動狀態(tài)，激活細胞代謝能力，促進身體微循環(huán)，處于穴位附近的磁性微粒發(fā)出的磁力線可起到磁療作用。,（2） 芳香纖維,醫(yī)學證明美好的香味有助于睡眠。故對床上用品進行加香加工，有很好的實用意義。紡織品加香可采用微膠囊法后整理技術(shù)或采用微膠囊法、共混法或皮芯復合法生產(chǎn)芳香纖維。由于微膠囊在高溫下容易破裂、共混法的持久性差，故復合紡絲方法相對比較容易進行芳香纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。日本采用內(nèi)藏4葉的元形復合纖維結(jié)構(gòu)，在內(nèi)藏4葉截面中混人茉莉花香型、桂花香型、森林浴香型等香味劑，在纖維的斷面處作為香味釋放口，持續(xù)地釋放香味，可達到持久芳香的效果。,（3） 負離子纖維,電氣石( 碧璽、托瑪琳)作為一種天然礦石，具有產(chǎn)生靜電、發(fā)射遠紅外線、釋放負離子的作用，對人體具有保健功能，素有“空氣維生素”之稱，并能殺滅空氣中的細菌、凈化空氣。負離子纖維即是由電氣石微粉和成纖高聚物共混紡絲得到的纖維。雖然其真實的保健作用尚無法確定，但從機理而言，是對人體有益的一種新型纖維。,知識拓展2 反恐紡織品簡介,美國“9.11”事件發(fā)生以來，反恐怖成了國際上特別是在發(fā)達國家所關(guān)注的主題，這使個體防護（或者叫個體裝甲）材料的研制和開發(fā)在軍用領(lǐng)域和民用領(lǐng)域都得到了快速的發(fā)展。而高技術(shù)產(chǎn)業(yè)用針織品以其設(shè)計靈活、性價比高、應用面廣等特點在個體防護領(lǐng)域中具有廣闊的發(fā)展前景。紡織纖維材料用于個體防護具有重量輕、可設(shè)計性強以及可以實現(xiàn)大面積防護等特點，在防彈頭盔、高性能防護頭盔、防彈衣、防刺服、防割材料、汽車防彈裝甲等領(lǐng)域有著廣泛的應用,作為反恐紡織品的高技術(shù)纖維原料，美國杜邦公司的kevlar纖維、荷蘭dsm公司及美國allied signal的超高分子量聚乙烯纖維，在“9.11”事件之后發(fā)展極為迅速。為了適應各種不同的防護要求，研究人員研制開發(fā)了不同的織物形式用于反恐紡織品，從傳統(tǒng)的機織物、針織物、無紡布到針織軸向織物（分經(jīng)編及緯編兩大類），品種眾多，形式多樣?？椢锏慕Y(jié)構(gòu)不同，其力學性能、成型性能以及防護性能也不同，可以根據(jù)不同的防護要求選擇不同結(jié)構(gòu)的織物形式。,一、 反恐紡織品用纖維原料 作為反恐紡織品的纖維原料，其力學性能必須具備高強、高模、耐沖擊性好等特點。目前，國際上流行的用于防彈及防刺的纖維原料主要是芳綸纖維及超高分子量聚乙烯纖維。此外，用生化方法製成的蜘蛛絲纖維近年來得到了國際上防護材料界及軍工部門的極大關(guān)注,1、 芳綸纖維 芳香族聚酰胺纖維的商品名為芳綸。因纖維大分子鏈接中酰胺鍵和亞胺鍵位置的不同，芳綸得到各種命名，如芳綸14或1414。芳香族聚酰胺纖維中最有代表性的高強度、高模量和耐高溫纖維是聚對苯二甲酰對苯二胺（ppta）纖維，杜邦公司的商品名為“kevlar”。ppta纖維具有優(yōu)良的物理機械性能，應用范圍十分廣泛，如工業(yè)中上的輪胎簾子線、高強度繩索及耐壓容器等；軍事方面如防彈衣、防彈頭盔、降落傘、裝甲板等；航空航太方面如飛機結(jié)構(gòu)和內(nèi)部裝飾材料，機身、機翼，火箭發(fā)動機外殼等,2. 超高分子量聚乙烯纖維（uhmw-pe） 80年代，荷蘭dsm公司和日本toyobo公司合作開發(fā)了高強度聚乙烯纖維。目前， dsm公司（商品名爲dyneema）以及美國的allied signal公司(商品名為spectra)的高強度聚乙烯纖維已經(jīng)系列化。這種纖維特別適用于高性能防護紡織品。以高強dyneemask60為例，uhmw-pe纖維具有以下特點： 1）在伸長率3.5%左右，高強dyneemask60纖維顯示了在所有化學纖維中最高的比強度，它的模量與碳纖維相近。,2） dyneema 纖維具有極好的彎曲性能，能不斷裂地形成針織線圈和打結(jié)頭。而玻璃纖維、碳纖維和芳綸纖維的彎曲性能較差。圖中表示了dyneema 纖維和芳綸打結(jié)頭的比較。,3）耐磨損。dyneema 纖維具有很低的摩擦系數(shù)，耐磨性好，優(yōu)於其他高性能纖維，和尼龍、滌綸等傳統(tǒng)化學纖維接近。 4）耐光性好。與芳綸纖維相比，dyneema 的短裂強度在長時間光照作用下依然有很高的保持率。 5）耐腐蝕性。由于聚乙烯的化學結(jié)構(gòu)簡單，腐蝕性能好。用這種纖維制造的產(chǎn)品不會由于和酸、堿、鹽等接觸而造成強度損失。 6）耐溫性能。dyneema 纖維在145c和155c之間熔化，而低溫度時纖維強度保持很好.,7）抗輻射性好。dyneema 纖維耐紫外線輻射，能使x射線透過而不損傷強力。 超高分子量聚乙烯纖維同樣具有廣泛的應用領(lǐng)域，可用于船帆、過濾布、防護服裝、降落傘、頭盔、充氣帳篷、土工布、復合材料等產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域。 由于這種纖維的柔軟性好，它能很好地用于針織加工。近年來，超高分子量聚乙烯纖維在防彈材料領(lǐng)域有著大規(guī)模的應用，如防彈頭盔、防彈板、防彈衣等。,二、反恐個體防護裝備 1、防彈頭盔 目前，用于制造防彈頭盔的纖維原料主要有兩種，即芳綸纖維和超高分子量聚乙烯纖維。這兩種纖維原料在性能上各具特點：芳綸纖維耐高溫，對樹脂的適應性強，但不耐紫外線，而且與超高分子量聚乙烯相比密度較大；超高分子量聚乙烯纖維抗沖擊性好，模量高，密度小于水（可以漂浮在水面上），但其最大缺點是不耐高溫（熔點在135c左右），而且與樹脂之間的界面結(jié)合較差。,2、防彈背心 采用芳綸纖維及超高分子量聚乙烯纖維作原料，織物形式以機織物及ud片材為主（如圖12所示）。對于女用防彈背