親水性纖維及紡織品

1、曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！第十一章第十一章 親水性纖維及紡織品親水性纖維及紡織品第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 與天然纖維相比，大多數(shù)合成纖維是疏水性的與天然纖維相比，大多數(shù)合成纖維是疏水性的，吸濕性，吸濕性和透氣性差，易產(chǎn)生靜電，易沾污和易燃等，制成的衣料和透氣性差，易產(chǎn)生靜電，易沾污和易燃等，制成的衣料(尤尤其是內(nèi)衣其是內(nèi)衣)在服用過程中不如天然纖維舒適在服用過程中不如天然纖維舒適。 天然纖維棉、麻、絲、毛均屬于親水性纖維，而合成纖天然纖維棉、麻、絲、毛均屬于親水性纖維，而合成纖維滌綸、腈綸、丙綸均為疏水性纖維；為了改進(jìn)合成纖維服維滌綸、腈綸、丙綸均為疏水性纖維；為了改進(jìn)

2、合成纖維服用材料的舒適性和衛(wèi)生性，人們將滌綸、腈綸、錦綸用材料的舒適性和衛(wèi)生性，人們將滌綸、腈綸、錦綸(聚酰胺聚酰胺)、丙綸等合成纖維通過化學(xué)或物理改性制成親水性纖維。、丙綸等合成纖維通過化學(xué)或物理改性制成親水性纖維。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 為改進(jìn)合成纖維親水性，最早采用的方法是與天然纖維混紡為改進(jìn)合成纖維親水性，最早采用的方法是與天然纖維混紡 1967年德國拜耳公司開發(fā)出一種在水中不年德國拜耳公司開發(fā)出一種在水中不溶溶脹的親水性脹的親水性聚丙烯聚丙烯腈腈纖維纖維。該纖維具有皮芯雙重結(jié)構(gòu)，芯部沿纖維軸向有該纖維具有皮芯雙重結(jié)構(gòu)，芯部沿纖維軸向有許多許多微微孔，皮層也

3、有導(dǎo)孔與芯部貫通。這種多孔結(jié)構(gòu)使纖維的孔，皮層也有導(dǎo)孔與芯部貫通。這種多孔結(jié)構(gòu)使纖維的潤濕和吸水性接近棉纖維，潤濕和吸水性接近棉纖維，而而去濕速度是棉纖維的去濕速度是棉纖維的23倍，相倍，相對(duì)密度也較普通聚丙烯對(duì)密度也較普通聚丙烯腈腈纖維小纖維小30左右。左右。 與此同時(shí)，日本的三菱人造絲、旭化成、愛克斯倫以及意與此同時(shí)，日本的三菱人造絲、旭化成、愛克斯倫以及意大利蒙特公司也相繼開發(fā)和試制出親水性聚丙烯大利蒙特公司也相繼開發(fā)和試制出親水性聚丙烯腈腈纖維。此外纖維。此外，日本的帝人、東麗、尤尼吉卡及東洋紡等公司先后研制出親，日本的帝人、東麗、尤尼吉卡及東洋紡等公司先后研制出親水性聚酯和聚酰胺纖維

4、。水性聚酯和聚酰胺纖維。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！第二節(jié)第二節(jié) 纖維的親水性纖維的親水性 就紡織纖維而言，親水性一般是指纖維吸收水分并將水就紡織纖維而言，親水性一般是指纖維吸收水分并將水分向鄰近纖維輸送的能力。一般習(xí)慣上將纖維的親水性按機(jī)分向鄰近纖維輸送的能力。一般習(xí)慣上將纖維的親水性按機(jī)理分成吸濕性和吸水性兩種形式。理分成吸濕性和吸水性兩種形式。 氣態(tài)水分受到纖維表面和內(nèi)部的化學(xué)及物理作用而被吸氣態(tài)水分受到纖維表面和內(nèi)部的化學(xué)及物理作用而被吸收，這種性質(zhì)稱為收，這種性質(zhì)稱為纖維的吸濕性纖維的吸濕性。吸濕性主要取決于纖維的。吸濕性主要取決于纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)，與物理結(jié)構(gòu)的關(guān)

5、系較小?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)，與物理結(jié)構(gòu)的關(guān)系較小。 纖維的吸濕性的強(qiáng)弱常用吸濕率表示。它指單位質(zhì)量的纖維的吸濕性的強(qiáng)弱常用吸濕率表示。它指單位質(zhì)量的絕干纖維在一定溫濕條件絕干纖維在一定溫濕條件(如如20，相對(duì)濕度，相對(duì)濕度65)下所能吸下所能吸收的水分量。收的水分量。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 吸濕性對(duì)纖維的力學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)及熱性質(zhì)等都有影吸濕性對(duì)纖維的力學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)及熱性質(zhì)等都有影響。一般來說，纖維的模量、強(qiáng)度、彈性回復(fù)等均因纖維吸響。一般來說，纖維的模量、強(qiáng)度、彈性回復(fù)等均因纖維吸濕而降低。纖維的吸濕性好，不易產(chǎn)生靜電，有利于紡織染濕而降低。纖維的吸濕性好，不易產(chǎn)生靜電

6、，有利于紡織染整加工，穿著舒適性好。纖維吸收水分后，其耐熱性有所減整加工，穿著舒適性好。纖維吸收水分后，其耐熱性有所減弱，特別是在水中，纖維高分子的玻璃化溫度有明顯的降低弱，特別是在水中，纖維高分子的玻璃化溫度有明顯的降低，容易發(fā)生變形或?qū)е吕w維制品的尺寸不穩(wěn)定。，容易發(fā)生變形或?qū)е吕w維制品的尺寸不穩(wěn)定。 液態(tài)水分在纖維表面擴(kuò)散，被纖維中的空隙、毛細(xì)管和液態(tài)水分在纖維表面擴(kuò)散，被纖維中的空隙、毛細(xì)管和纖維之間的空隙所吸收，這種性質(zhì)稱為纖維之間的空隙所吸收，這種性質(zhì)稱為纖維的吸水性纖維的吸水性。吸水。吸水性的強(qiáng)弱既與纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，也與物理結(jié)構(gòu)相聯(lián)系。對(duì)性的強(qiáng)弱既與纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，也與物理結(jié)

7、構(gòu)相聯(lián)系。對(duì)于疏水性纖維，后者起主要作用，即纖維中的空隙或毛細(xì)孔于疏水性纖維，后者起主要作用，即纖維中的空隙或毛細(xì)孔是決定其吸水性大小的主要因素。是決定其吸水性大小的主要因素。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！一、影響纖維親水性的主要因素一、影響纖維親水性的主要因素 纖維的親水性取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。纖維大分子纖維的親水性取決于其化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)。纖維大分子中的極性基團(tuán)，常見的有羧基中的極性基團(tuán)，常見的有羧基(-C00H)、酰氨基、酰氨基(-CONH-)、羥、羥基基(-OH)、氨基、氨基(一一NH2)等，都是親水性基團(tuán)，對(duì)水分子有相當(dāng)?shù)?，都是親水性基團(tuán)，對(duì)水分子有相當(dāng)?shù)?/p>

8、親和力，主要是通過氫鍵和水分子的締合作用，使水分子失的親和力，主要是通過氫鍵和水分子的締合作用，使水分子失去熱運(yùn)動(dòng)的能力，留存在纖維中。因此，去熱運(yùn)動(dòng)的能力，留存在纖維中。因此，纖維高分子結(jié)構(gòu)中親纖維高分子結(jié)構(gòu)中親水性基團(tuán)的數(shù)目越多，基團(tuán)的極性越強(qiáng)，纖維的親水性越好。水性基團(tuán)的數(shù)目越多，基團(tuán)的極性越強(qiáng)，纖維的親水性越好。部分極性基團(tuán)的親水性大小按以下順序排列：部分極性基團(tuán)的親水性大小按以下順序排列：曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！表表11-1列出了幾種天然纖維和合成纖維的吸濕率和保水率。列出了幾種天然纖維和合成纖維的吸濕率和保水率。 物理結(jié)構(gòu)也是決定纖維親水性的重要因素。一般

9、認(rèn)為，在物理結(jié)構(gòu)也是決定纖維親水性的重要因素。一般認(rèn)為，在纖維高分子的結(jié)晶區(qū)和高序區(qū)，活性基團(tuán)之間形成交聯(lián)。如纖纖維高分子的結(jié)晶區(qū)和高序區(qū)，活性基團(tuán)之間形成交聯(lián)。如纖維素中的羥基間形成氫鍵，聚酰胺中的酰胺基團(tuán)之間形成氫鍵維素中的羥基間形成氫鍵，聚酰胺中的酰胺基團(tuán)之間形成氫鍵曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 所所以水分子不容易滲入結(jié)晶區(qū)，呈現(xiàn)硫水性。而在非晶區(qū)或低以水分子不容易滲入結(jié)晶區(qū)，呈現(xiàn)硫水性。而在非晶區(qū)或低序區(qū)以及形態(tài)結(jié)構(gòu)粗糙、微孔或空隙很多的區(qū)域，水分子易于序區(qū)以及形態(tài)結(jié)構(gòu)粗糙、微孔或空隙很多的區(qū)域，水分子易于擴(kuò)散和停留，表現(xiàn)為親水性擴(kuò)散和停留，表現(xiàn)為親水性。二、纖維

10、吸收水分后性能的變化二、纖維吸收水分后性能的變化（一）吸著熱和潤濕熱（一）吸著熱和潤濕熱吸著熱吸著熱：表示一無限質(zhì)量的纖維材料在給定回潮率下吸收：表示一無限質(zhì)量的纖維材料在給定回潮率下吸收1g水時(shí)水時(shí)所放出的熱量。所放出的熱量。潤濕熱潤濕熱：是表示干燥的、質(zhì)量為：是表示干燥的、質(zhì)量為1g的纖維材料在給定的回潮率下的纖維材料在給定的回潮率下完全浸濕時(shí)放出的熱量。完全浸濕時(shí)放出的熱量。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 具有高度吸濕能力的纖維潤濕熱最大，非吸濕性疏水纖維具有高度吸濕能力的纖維潤濕熱最大，非吸濕性疏水纖維潤濕熱非常小。纖維的線密度也潤濕熱非常小。纖維的線密度也會(huì)影響潤

11、濕熱的大小，單纖會(huì)影響潤濕熱的大小，單纖維越細(xì)，潤濕熱越大。維越細(xì)，潤濕熱越大。(二二)纖維的膨脹纖維的膨脹 具有親水基團(tuán)的纖維在吸濕吸水后體積發(fā)生變化，橫向具有親水基團(tuán)的纖維在吸濕吸水后體積發(fā)生變化，橫向和縱向發(fā)生膨脹，隨之引起紗線和織物的大小、形狀、挺直和縱向發(fā)生膨脹，隨之引起紗線和織物的大小、形狀、挺直度、透氣性和密度的變化。度、透氣性和密度的變化。(三三)纖維力學(xué)性能的變化纖維力學(xué)性能的變化 纖維吸收水分會(huì)使纖維機(jī)械性質(zhì)發(fā)生變化。幾種常用纖纖維吸收水分會(huì)使纖維機(jī)械性質(zhì)發(fā)生變化。幾種常用纖維在潤濕狀態(tài)下的強(qiáng)伸度變化列于表維在潤濕狀態(tài)下的強(qiáng)伸度變化列于表11-2。曲曲 水水 流流 觴觴 生

12、生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 由表可見，除滌綸以外，所有這些纖維隨著回潮率增加，由表可見，除滌綸以外，所有這些纖維隨著回潮率增加，水分進(jìn)入纖維內(nèi)部改變了分子間作用力，從面使強(qiáng)度下降，斷水分進(jìn)入纖維內(nèi)部改變了分子間作用力，從面使強(qiáng)度下降，斷裂伸長增加。所以隨著回潮率增加，纖維的塑性形變?cè)黾樱萘焉扉L增加。所以隨著回潮率增加，纖維的塑性形變?cè)黾樱菀鬃冃?，柔軟，纖維表面摩擦系數(shù)也隨著回潮率增加而增大。易變形，柔軟，纖維表面摩擦系數(shù)也隨著回潮率增加而增大。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！(四四)纖維的電學(xué)性能纖維的電學(xué)性能 親水性纖維親水性纖維回潮率的變化，會(huì)影響纖維的電學(xué)性質(zhì)，纖維回

13、潮率的變化，會(huì)影響纖維的電學(xué)性質(zhì)，纖維回潮率較大可使纖維電阻和介電系數(shù)明顯下降。例如羊毛在回潮率較大可使纖維電阻和介電系數(shù)明顯下降。例如羊毛在相對(duì)濕度相對(duì)濕度10時(shí)體積比電阻為時(shí)體積比電阻為1013cm，而在相對(duì)濕度而在相對(duì)濕度90時(shí)體積比電阻下降為時(shí)體積比電阻下降為107cm以下以下。三、纖維親水性與服用舒適性的關(guān)系三、纖維親水性與服用舒適性的關(guān)系 從生理角度考慮，纖維制成的衣料在使用時(shí)能調(diào)節(jié)體溫從生理角度考慮，纖維制成的衣料在使用時(shí)能調(diào)節(jié)體溫和保護(hù)機(jī)體。從皮膚表面蒸發(fā)的氣態(tài)水分，首先被纖維材料和保護(hù)機(jī)體。從皮膚表面蒸發(fā)的氣態(tài)水分，首先被纖維材料所吸濕，然后由材料表面放濕。同時(shí)，纖維內(nèi)部的空

14、洞所吸濕，然后由材料表面放濕。同時(shí)，纖維內(nèi)部的空洞(微孔微孔、毛細(xì)孔和表面缺陷等、毛細(xì)孔和表面缺陷等)以及纖維之間的空隙所產(chǎn)生的毛細(xì)管以及纖維之間的空隙所產(chǎn)生的毛細(xì)管曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 效應(yīng)，也使水分在材料中吸附、擴(kuò)散和放濕。兩種作用的結(jié)效應(yīng)，也使水分在材料中吸附、擴(kuò)散和放濕。兩種作用的結(jié)果導(dǎo)致水分發(fā)生遷移。前一種作用主要與纖維大分子的化學(xué)果導(dǎo)致水分發(fā)生遷移。前一種作用主要與纖維大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，后一種作用則與纖維的物理結(jié)構(gòu)相關(guān)。結(jié)構(gòu)有關(guān)，后一種作用則與纖維的物理結(jié)構(gòu)相關(guān)。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！第三節(jié)第三節(jié) 合成纖維親水化方法合成

15、纖維親水化方法一、概述一、概述 要使合成纖維親水，總的方向就是要使合成纖維在保持要使合成纖維親水，總的方向就是要使合成纖維在保持原有基本特性的基礎(chǔ)上，具有類似天然纖維的親水性能。要原有基本特性的基礎(chǔ)上，具有類似天然纖維的親水性能。要賦予合成纖維賦予合成纖維親水性能，就必須使合成纖維具有類似天然纖親水性能，就必須使合成纖維具有類似天然纖維的親水基團(tuán)和親水結(jié)構(gòu)。維的親水基團(tuán)和親水結(jié)構(gòu)。 要在纖維中引進(jìn)各種親水基團(tuán)，通過它們建立氫鍵與水要在纖維中引進(jìn)各種親水基團(tuán)，通過它們建立氫鍵與水分子締合，使水分子失去熱運(yùn)動(dòng)的能力，暫時(shí)留存在纖維上分子締合，使水分子失去熱運(yùn)動(dòng)的能力，暫時(shí)留存在纖維上。常見的親水基

16、團(tuán)有羧基。常見的親水基團(tuán)有羧基(-C00H)、酰氨基、酰氨基(-CONH-)、羥基、羥基(-OH)、氨基、氨基(一一NH2) 等。等。 曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 目前合成纖維親水化的方法大致可分為化學(xué)方法和物理目前合成纖維親水化的方法大致可分為化學(xué)方法和物理方法兩大類。方法兩大類?；瘜W(xué)方法包括化學(xué)方法包括：與親水性單體共聚、親水性單：與親水性單體共聚、親水性單體接體接枝改性、纖維表面的親水化處理、與親水性組分共混及枝改性、纖維表面的親水化處理、與親水性組分共混及含親水性組分的復(fù)合纖維；含親水性組分的復(fù)合纖維；物理方法物理方法則主要有使纖維具有多則主要有使纖維具有多孔結(jié)

17、構(gòu)、表面粗糙化及橫截面異形化等?？捉Y(jié)構(gòu)、表面粗糙化及橫截面異形化等。二、化學(xué)改性二、化學(xué)改性 通過化學(xué)改性方法使纖維獲得親水性的主要途徑有下列三種。通過化學(xué)改性方法使纖維獲得親水性的主要途徑有下列三種。 (一一)大分子結(jié)構(gòu)的親水化大分子結(jié)構(gòu)的親水化 天然纖維之所以有良好的親水性，其主要原因在于纖維大天然纖維之所以有良好的親水性，其主要原因在于纖維大分子中含有大量的親水性基團(tuán)，所以通過均聚或共聚在纖維分子中含有大量的親水性基團(tuán)，所以通過均聚或共聚在纖維大分子主鏈上引入親水性基團(tuán)，是改進(jìn)疏水性合成纖維親水大分子主鏈上引入親水性基團(tuán)，是改進(jìn)疏水性合成纖維親水性的有效方法之一。性的有效方法之一。曲曲

18、水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！聚酰胺纖維：聚酰胺纖維： 主要原因之一是酰氨基在整個(gè)大分子的比例太少。若設(shè)法主要原因之一是酰氨基在整個(gè)大分子的比例太少。若設(shè)法增加酰氨基的比例，減少非極性的亞甲基增加酰氨基的比例，減少非極性的亞甲基(-CH2)的比例，則纖的比例，則纖維的吸濕性就明顯增加。維的吸濕性就明顯增加。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 聚酯纖維是一種結(jié)晶性纖維，大分子主鏈上不含親水性基聚酯纖維是一種結(jié)晶性纖維，大分子主鏈上不含親水性基團(tuán)，是疏水性的，吸濕性差，易產(chǎn)生靜電。采用共聚的方法在團(tuán)，是疏水性的，吸濕性差，易產(chǎn)生靜電。采用共聚的方法在聚酯大分子主鏈上引

19、進(jìn)親水性基團(tuán)，改進(jìn)纖維親水性。聚酯大分子主鏈上引進(jìn)親水性基團(tuán)，改進(jìn)纖維親水性。(二二)與親水性物質(zhì)控枝共聚與親水性物質(zhì)控枝共聚 接枝是指在有一種或幾種單體生成的大分子主鏈上接上接枝是指在有一種或幾種單體生成的大分子主鏈上接上由另一種單體組成的支鏈的共聚反應(yīng)。在纖維改性中，接枝反由另一種單體組成的支鏈的共聚反應(yīng)。在纖維改性中，接枝反應(yīng)常常在纖維成型后進(jìn)行。應(yīng)常常在纖維成型后進(jìn)行。 丙烯酸接枝、甲醛接枝丙烯酸接枝、甲醛接枝 低溫等離子體處理低溫等離子體處理曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！(三三)纖維表面的親水化纖維表面的親水化 纖維或者織物表面親水處理的關(guān)鍵是要有優(yōu)良的親水整纖維

20、或者織物表面親水處理的關(guān)鍵是要有優(yōu)良的親水整理劑。通常親水整理劑與纖維大分子不形成化學(xué)鍵締合。用理劑。通常親水整理劑與纖維大分子不形成化學(xué)鍵締合。用作親水整理劑的化合物應(yīng)具備下述性質(zhì)；作親水整理劑的化合物應(yīng)具備下述性質(zhì)； （1）使處理后的纖維或織物具有良好的親水性；）使處理后的纖維或織物具有良好的親水性； （2）不影響染色牢度；）不影響染色牢度； （3）耐久性好；）耐久性好； （4）處理方法簡單。）處理方法簡單。 目前使用的親水整理劑大致分為兩類。一類是目前使用的親水整理劑大致分為兩類。一類是丙烯酸丙烯酸系系單體。在整理過程中，他們往往與纖維表面的大分子通過引單體。在整理過程中，他們往往與纖維

21、表面的大分子通過引發(fā)游離基進(jìn)行接枝共聚發(fā)游離基進(jìn)行接枝共聚。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 一類是親水整理劑商品。親水整理劑的結(jié)構(gòu)一般由兩個(gè)一類是親水整理劑商品。親水整理劑的結(jié)構(gòu)一般由兩個(gè)部分組成。第一部分就是親水性部分。這種親水性結(jié)構(gòu)一般要部分組成。第一部分就是親水性部分。這種親水性結(jié)構(gòu)一般要求耐洗滌，有持久的親水效果，要能夠使水在織物表面迅速擴(kuò)求耐洗滌，有持久的親水效果，要能夠使水在織物表面迅速擴(kuò)散，而且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。具體來說，它們往往是聚醚類化合物散，而且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。具體來說，它們往往是聚醚類化合物或離子型表面活性劑。第二個(gè)組成部分是固著性部分或離子型表面活性劑。第

22、二個(gè)組成部分是固著性部分。固著性。固著性部分一般要求能形成柔軟的薄膜，或者其結(jié)構(gòu)是與合成纖維的部分一般要求能形成柔軟的薄膜，或者其結(jié)構(gòu)是與合成纖維的分子結(jié)構(gòu)相類似的單元，分子結(jié)構(gòu)相類似的單元， 例如：用于聚酯纖維的親水整理劑中的固著性部分往往是例如：用于聚酯纖維的親水整理劑中的固著性部分往往是在整理過程中，通過焙烘能和被整理的聚酰胺纖維形成低的共在整理過程中，通過焙烘能和被整理的聚酰胺纖維形成低的共熔結(jié)晶。熔結(jié)晶。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 綜上所述，纖維表面親水處理法的優(yōu)點(diǎn)是：方法簡便，綜上所述，纖維表面親水處理法的優(yōu)點(diǎn)是：方法簡便，成本低廉。能夠在基本保持纖維原有特

23、性的情況下，增加纖成本低廉。能夠在基本保持纖維原有特性的情況下，增加纖維的吸濕性和吸水性。維的吸濕性和吸水性。三、物理改性三、物理改性通過物理改性方法使纖維獲得親水性的主要途徑主要有下列三種通過物理改性方法使纖維獲得親水性的主要途徑主要有下列三種(一一)與親水性物質(zhì)共混與親水性物質(zhì)共混 共混是在紡絲之前，把親水性物質(zhì)混入高聚物熔體或高聚物共混是在紡絲之前，把親水性物質(zhì)混入高聚物熔體或高聚物濃溶液，然后按常規(guī)紡絲方法進(jìn)行紡絲就可以得到親水性纖維濃溶液，然后按常規(guī)紡絲方法進(jìn)行紡絲就可以得到親水性纖維。采用聚丙烯酰胺和聚丙烯腈共混制得高吸濕性的腈綸；用聚。采用聚丙烯酰胺和聚丙烯腈共混制得高吸濕性的腈

24、綸；用聚乙二醇衍生物、聚亞烷基二醇等親水性高聚物與聚酯共混可以乙二醇衍生物、聚亞烷基二醇等親水性高聚物與聚酯共混可以得到高吸濕的聚酯纖維。得到高吸濕的聚酯纖維。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 復(fù)合纖維也復(fù)合纖維也屬于共混纖維的范疇。復(fù)合纖維就是將兩種或?qū)儆诠不炖w維的范疇。復(fù)合纖維就是將兩種或兩種以上成纖高聚物熔體或濃溶液利用其組成、配比、黏度或兩種以上成纖高聚物熔體或濃溶液利用其組成、配比、黏度或品種的不同，分別輸人同一紡絲組件，由同一噴絲孔擠出成型品種的不同，分別輸人同一紡絲組件，由同一噴絲孔擠出成型從而使一根纖維同時(shí)具有兩種或兩種以上的組分。紡絲時(shí)，從而使一根纖維同時(shí)具

25、有兩種或兩種以上的組分。紡絲時(shí)，選擇一種親水性組分和一種疏水性組分。前者使纖維具有親水選擇一種親水性組分和一種疏水性組分。前者使纖維具有親水性，后者賦予纖維其他性能。由于兩種組分的物理化學(xué)性質(zhì)不性，后者賦予纖維其他性能。由于兩種組分的物理化學(xué)性質(zhì)不同，復(fù)合纖維在吸濕、吸水后還往往顯示自然卷曲的性質(zhì)，使同，復(fù)合纖維在吸濕、吸水后還往往顯示自然卷曲的性質(zhì)，使纖維具有良好的疏松性。纖維具有良好的疏松性。(二二)纖維纖維微孔化微孔化 纖維的聚合物組成和吸水性有密切關(guān)系，而纖維的物理結(jié)纖維的聚合物組成和吸水性有密切關(guān)系，而纖維的物理結(jié)構(gòu)也是一個(gè)影響吸水性的重要因構(gòu)也是一個(gè)影響吸水性的重要因 素。纖維微孔

26、化的方法著眼于素。纖維微孔化的方法著眼于曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 改變纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)，使合成纖維也像棉、羊毛等天然纖維那改變纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)，使合成纖維也像棉、羊毛等天然纖維那樣，具有許多內(nèi)外貫通的微孔，利用毛細(xì)管現(xiàn)象吸水。因此纖樣，具有許多內(nèi)外貫通的微孔，利用毛細(xì)管現(xiàn)象吸水。因此纖維微孔化方法只能改善纖維的吸水性。但是這類纖維具有密度維微孔化方法只能改善纖維的吸水性。但是這類纖維具有密度小、干燥快、保暖性好、耐污垢性能好等優(yōu)點(diǎn)小、干燥快、保暖性好、耐污垢性能好等優(yōu)點(diǎn)。(三三)纖維表面粗糙化纖維表面粗糙化 一般來說，水分子不能在纖維的晶區(qū)擴(kuò)散，水分子僅能通一般來說，水分

27、子不能在纖維的晶區(qū)擴(kuò)散，水分子僅能通過非晶區(qū)，因此非晶區(qū)域越多，其結(jié)構(gòu)就越粗糙，水分子就容過非晶區(qū)，因此非晶區(qū)域越多，其結(jié)構(gòu)就越粗糙，水分子就容易吸附、擴(kuò)散、適水、透濕、放濕、放水等。通過改變纖維截易吸附、擴(kuò)散、適水、透濕、放濕、放水等。通過改變纖維截面形狀，使之異型化和粗糙化、超細(xì)化，可以達(dá)到提高吸水性面形狀，使之異型化和粗糙化、超細(xì)化，可以達(dá)到提高吸水性的效果。的效果。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 第四節(jié)第四節(jié) 親水性纖維的生產(chǎn)親水性纖維的生產(chǎn)一、親水性滌綸一、親水性滌綸 改善滌綸親水性的方法大致可分為兩類：一種是通過共聚改善滌綸親水性的方法大致可分為兩類：一種是通過

28、共聚(包括接枝和嵌段共聚包括接枝和嵌段共聚)、共混、表面涂層等引入親水性基團(tuán)、共混、表面涂層等引入親水性基團(tuán)；另一種是改變纖維截面形狀、減少單絲特?cái)?shù)以及使纖維內(nèi)；另一種是改變纖維截面形狀、減少單絲特?cái)?shù)以及使纖維內(nèi)部具有微孔型結(jié)構(gòu)。部具有微孔型結(jié)構(gòu)。(一一)多孔型吸水滌綸的制造多孔型吸水滌綸的制造制造多孔型滌綸的方法可分為三種，見表制造多孔型滌綸的方法可分為三種，見表11-4。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！溶出法制備多孔型親水滌綸的生產(chǎn)工藝如下：溶出法制備多孔型親水滌綸的生產(chǎn)工藝如下：曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！(二二)其他親水性滌綸的超備其他親水性滌綸

29、的超備 接枝改性滌綸：接枝改性滌綸：接枝共聚物常兼有骨架聚合物和構(gòu)成支鏈接枝共聚物常兼有骨架聚合物和構(gòu)成支鏈型聚合物的特性。利用這一特性，選擇具有親水性能的單體型聚合物的特性。利用這一特性，選擇具有親水性能的單體或聚合物作為支鏈在滌綸大分子上接枝，就可以賦予滌綸親或聚合物作為支鏈在滌綸大分子上接枝，就可以賦予滌綸親水性能。水性能。 表面處理的親水滌綸：表面處理的親水滌綸：用含有親水基團(tuán)的表面處理劑處理用含有親水基團(tuán)的表面處理劑處理纖維或織物，也可改善它們的親水性，這些表面處理劑大致纖維或織物，也可改善它們的親水性，這些表面處理劑大致分為四類。分為四類。 第一類：非離子型乙氧基化的有機(jī)物、含有乙

30、氧基的芳香族第一類：非離子型乙氧基化的有機(jī)物、含有乙氧基的芳香族羧酸、聚酰胺類衍生物、具有不同鏈長的聚乙二醇羧酸、聚酰胺類衍生物、具有不同鏈長的聚乙二醇-醚類衍生醚類衍生物。物。 曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 第二類：陰離子型化合物、苯磺酸衍生物。第二類：陰離子型化合物、苯磺酸衍生物。 第三類：陽離子型化合物、含有二羥基二甲基胺的脂肪酸類第三類：陽離子型化合物、含有二羥基二甲基胺的脂肪酸類衍生物。衍生物。 第四類：丙烯酸類聚合物、丙烯酸與甲基丙烯酸的分散體系第四類：丙烯酸類聚合物、丙烯酸與甲基丙烯酸的分散體系、丙烯酸與甲基丙烯酸酯混合體系。、丙烯酸與甲基丙烯酸酯混合體系。

31、通常采用下面三種方法對(duì)纖維或織物進(jìn)行表面處理：通常采用下面三種方法對(duì)纖維或織物進(jìn)行表面處理：1、使表面處理劑在纖維表面形成耐久性皮膜、使表面處理劑在纖維表面形成耐久性皮膜 表面處理劑一般是由兩種物質(zhì)組成的一個(gè)體系，其中一種表面處理劑一般是由兩種物質(zhì)組成的一個(gè)體系，其中一種物質(zhì)是含有親水基團(tuán)的水溶性聚合物，另一種是聯(lián)結(jié)水溶性物質(zhì)是含有親水基團(tuán)的水溶性聚合物，另一種是聯(lián)結(jié)水溶性聚合物與纖維的交聯(lián)劑。如水溶性高分子化合物與三聚氰胺聚合物與纖維的交聯(lián)劑。如水溶性高分子化合物與三聚氰胺衍生物的組合所構(gòu)成的表面處理劑可以賦予纖維持久的親水衍生物的組合所構(gòu)成的表面處理劑可以賦予纖維持久的親水性。性。曲曲 水

32、水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！2、通過熱處理使表面處理劑與纖維共結(jié)晶、通過熱處理使表面處理劑與纖維共結(jié)晶 含有親水性基團(tuán)的化合物與聚酯纖維的共結(jié)晶是提供纖維含有親水性基團(tuán)的化合物與聚酯纖維的共結(jié)晶是提供纖維持久親水性的有效方法。應(yīng)用較多的是合有聚乙二醇持久親水性的有效方法。應(yīng)用較多的是合有聚乙二醇-醚基團(tuán)醚基團(tuán)的共聚物與聚酯纖維的共結(jié)晶。首先將含有聚乙二酵的共聚物與聚酯纖維的共結(jié)晶。首先將含有聚乙二酵-醚基團(tuán)醚基團(tuán)的共聚物溶解在水溶性乙烯基化合物中構(gòu)成表面處理劑。然的共聚物溶解在水溶性乙烯基化合物中構(gòu)成表面處理劑。然后將纖維浸漬在表面處理劑中或?qū)⒈砻嫣幚韯﹪婌F在纖維表后將纖維浸漬在

33、表面處理劑中或?qū)⒈砻嫣幚韯﹪婌F在纖維表面上，使纖維和表面處理劑兩者乳膠化。再經(jīng)過熱處理后，面上，使纖維和表面處理劑兩者乳膠化。再經(jīng)過熱處理后，含有聚乙二醇含有聚乙二醇-醚基團(tuán)的共聚物就牢固地結(jié)合在纖維表面上。醚基團(tuán)的共聚物就牢固地結(jié)合在纖維表面上。3、通過在纖維表面形成活性中心而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、通過在纖維表面形成活性中心而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ (三三)異型截面親水性滌綸的制造異型截面親水性滌綸的制造 普通的滌綸截面為圓型，表面完整而光滑，沒有吸收和保普通的滌綸截面為圓型，表面完整而光滑，沒有吸收和保存水分的能力。通過在紡絲時(shí)改變噴絲孔的形狀可紡制異形截存

34、水分的能力。通過在紡絲時(shí)改變噴絲孔的形狀可紡制異形截面的纖維，如中空纖維、三角形纖維、三葉形纖維、面的纖維，如中空纖維、三角形纖維、三葉形纖維、c形纖維形纖維和和L形截面的纖維等。使得纖維表面趨于不完整，不光滑，產(chǎn)形截面的纖維等。使得纖維表面趨于不完整，不光滑，產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象而具有吸水能力；或者增大纖維的表面積，使纖維生毛細(xì)現(xiàn)象而具有吸水能力；或者增大纖維的表面積，使纖維內(nèi)的親水基團(tuán)內(nèi)的親水基團(tuán)(在纖維內(nèi)含有親水基團(tuán)的情況下在纖維內(nèi)含有親水基團(tuán)的情況下)更多地與人體更多地與人體表面接觸，提高吸濕性。此外，異形截面纖維由于纖維間的接表面接觸，提高吸濕性。此外，異形截面纖維由于纖維間的接觸面積小，紗

35、線或長絲間的空隙率高。因此，由其制成的織物觸面積小，紗線或長絲間的空隙率高。因此，由其制成的織物其透氣性可提高其透氣性可提高20左右。左右。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！二、親水性腈綸二、親水性腈綸成孔的方法基本上有三大類：成孔的方法基本上有三大類：1孔洞固定法孔洞固定法 將經(jīng)過拉伸、水洗的初級(jí)溶脹纖維先進(jìn)行汽蒸熱處理，然將經(jīng)過拉伸、水洗的初級(jí)溶脹纖維先進(jìn)行汽蒸熱處理，然后再經(jīng)過干燥工序。在微孔中的水分雖然蒸發(fā)，但微孔卻保留后再經(jīng)過干燥工序。在微孔中的水分雖然蒸發(fā)，但微孔卻保留下來。在干燥過程中沒有發(fā)生致密化現(xiàn)象。下來。在干燥過程中沒有發(fā)生致密化現(xiàn)象。2孔洞穩(wěn)定劑添加法孔洞

36、穩(wěn)定劑添加法 在腈綸原液中加入一種物質(zhì)，待紡絲成型后，再設(shè)法從纖在腈綸原液中加入一種物質(zhì)，待紡絲成型后，再設(shè)法從纖維中去除這種物質(zhì)，使纖維中出現(xiàn)無數(shù)微孔。這種能使纖維中維中去除這種物質(zhì)，使纖維中出現(xiàn)無數(shù)微孔。這種能使纖維中產(chǎn)生微孔的物質(zhì)稱之為孔洞穩(wěn)定劑。這種方法的關(guān)鍵是尋找合產(chǎn)生微孔的物質(zhì)稱之為孔洞穩(wěn)定劑。這種方法的關(guān)鍵是尋找合適適 的孔洞穩(wěn)定劑。的孔洞穩(wěn)定劑。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ 3高聚物共混法高聚物共混法 在腈綸原液中混入少量的另一種高分子物，通過紡絲成型在腈綸原液中混入少量的另一種高分子物，通過紡絲成型就可以形成微孔纖維。這種微孔纖維是一種共混合金纖維，就可

37、以形成微孔纖維。這種微孔纖維是一種共混合金纖維，利用二種高聚物的相分離，在相界面上形成許多孔隙。利用二種高聚物的相分離，在相界面上形成許多孔隙。三、親水性錦綸三、親水性錦綸 (一一)大分子主鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)的改性大分子主鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)的改性 聚酰胺纖維的親水性隨著大分子中極性酰氨基團(tuán)聚酰胺纖維的親水性隨著大分子中極性酰氨基團(tuán)-CONH-與非極性的亞甲基與非極性的亞甲基-CH2-比例而變化。在強(qiáng)堿性物質(zhì)存在下，比例而變化。在強(qiáng)堿性物質(zhì)存在下，進(jìn)行陰離于活化聚合成聚丁內(nèi)酰胺，進(jìn)行陰離于活化聚合成聚丁內(nèi)酰胺，曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！ (二二)共聚法共聚法 在聚酰胺纖維大分子中引入親水

38、基團(tuán)在聚酰胺纖維大分子中引入親水基團(tuán)-COOH，-NH2，-CN，-OH等，是提高聚酰胺纖維吸濕性最為有效的方法。把含有等，是提高聚酰胺纖維吸濕性最為有效的方法。把含有極性基團(tuán)的短鏈接枝在大分子鏈上的方法稱為接枝共聚法；把極性基團(tuán)的短鏈接枝在大分子鏈上的方法稱為接枝共聚法；把含有極性基團(tuán)的單體共聚入大分子主鏈則稱為嵌段共聚法。含有極性基團(tuán)的單體共聚入大分子主鏈則稱為嵌段共聚法。 1、接核共聚法、接核共聚法 杜邦公司用輻射引發(fā)聚合，將親水性組分在錦綸杜邦公司用輻射引發(fā)聚合，將親水性組分在錦綸66長絲上長絲上接枝共聚獲得高吸濕性的纖維。接枝聚合大都是非均相反應(yīng)，接枝共聚獲得高吸濕性的纖維。接枝聚合

39、大都是非均相反應(yīng)，通常接枝反應(yīng)發(fā)生在非晶區(qū)，因此接枝后纖維的力學(xué)性能只是通常接枝反應(yīng)發(fā)生在非晶區(qū)，因此接枝后纖維的力學(xué)性能只是稍有變化，而吸濕性、可染性有很大提高。稍有變化，而吸濕性、可染性有很大提高。曲曲 水水 流流 觴觴 生生 態(tài)態(tài) 校校 園園 ！2、嵌段共聚法、嵌段共聚法3、改變纖維的物理結(jié)構(gòu)、改變纖維的物理結(jié)構(gòu) 纖維的物理結(jié)構(gòu)是影響纖維親水性的重要因素。通常，水纖維的物理結(jié)構(gòu)是影響纖維親水性的重要因素。通常，水分子不能在纖維晶區(qū)擴(kuò)散，僅能通過非晶區(qū)。纖維中非晶區(qū)含分子不能在纖維晶區(qū)擴(kuò)散，僅能通過非晶區(qū)。纖維中非晶區(qū)含且高，纖維中存在微孔、中孔、表面粗糙，水分子容易被吸附且高，纖維中存在微孔、中孔、表面粗糙，水分子容易被吸附、擴(kuò)散、透水、透濕，所以改變纖維截面形狀，使之異形化、擴(kuò)散、透水、透濕，所以改變纖維截面形狀，使之異形化、超細(xì)化、表面粗糙化、微孔化可以提高纖維的親水性。超細(xì)化、表面粗糙化、微孔化可以提高纖維的親水性。4、后整理加工、后整理加工 作為纖維親水化后整理方法，一種是將具有親水基團(tuán)的單作為纖維親水化后整理方法，一種是將具有親水基團(tuán)的單體或齊聚物在纖維表面上聚合、交聯(lián)，或以一層薄膜狀態(tài)固著體或齊聚物在纖維表面上聚合、交聯(lián)，或以一層薄膜狀態(tài)固著在單纖維表面；另一種是將具有與纖維基質(zhì)高分子有強(qiáng)的