芳香型聚丙烯纖維的加工方法與其他芳香纖維的開發(fā)應(yīng)用

1、芳香型聚丙烯纖維的加工方法與其他芳香纖維的開發(fā)應(yīng)用 【作者：顧超英】  一、前言 芳香在人類生活中具有突出形象、優(yōu)化環(huán)境和醫(yī)療保健的作用，特別是芳香醫(yī)療，在現(xiàn)代生活中更有重要的意義。芳香療法是一種自古就有的聞香治病的方法。眾所周知，纖維是人們生活中不可缺少的東西，改進(jìn)纖維的各種性能，就能夠大大提高人們生活質(zhì)量。而芳香纖維就屬于經(jīng)過改進(jìn)纖維的性能的一種新型纖維，國內(nèi)外的科學(xué)技術(shù)人員把不同類型的名貴天然香料和生態(tài)棉原料共混熔融紡絲，將香料因子熔化在超細(xì)的纖維內(nèi)部，使纖維具有久洗不褪的天然芬芳，這種纖維屬于高科技纖維。用這種纖維織出的內(nèi)衣可使香味散布在人體各個(gè)部位，給人以暢悅的穿著感覺。芳

2、香型纖維也是近年來由日本幾家公司研究推出的一大類功能型纖維，日本芳香纖維制品的形式以及香型都在向多樣化發(fā)展，且各大公司都有自己的拳頭產(chǎn)品?，F(xiàn)已在國外盛行并日益引起諸多消費(fèi)者的濃厚興趣。特別是近年來芳香商品顯示出了極其旺盛的增長活力。其中，芳香紡織品作為芳香商品的一類也有很大的發(fā)展，市場前景可以說非常看好。因此，芳香纖維從開發(fā)到應(yīng)用，很快就取得了成功。 二、芳香型纖維發(fā)展源頭 芳香型纖維是20世紀(jì)80年代初開發(fā)并于90年代中期迅速發(fā)展起來的一種新型纖維。目前日本在芳香型纖維及其制品的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)方面處于世界領(lǐng)先地位，所開發(fā)的產(chǎn)品涉及服用紡織品被褥、枕頭、床墊、靠墊、地毯等家用紡織品。歐美對(duì)芳香型纖

3、維及其制品的開發(fā)熱情不是很高，這與他們對(duì)添加化學(xué)品以開發(fā)功能性紡織品的方式一貫持慎重的態(tài)度有關(guān)。國內(nèi)芳香型纖維開發(fā)同樣始于上世紀(jì)80年代，但在生產(chǎn)工藝、纖維品種、香型選擇等方面，與日本相比仍存在較大差距，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面差距更大。 三、芳香型纖維的分類與制造方法 1.芳香型纖維的分類 芳香型纖維的分類并無嚴(yán)格的定義。化學(xué)纖維的分類通常是按其高分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)來命名的，但芳香型纖維目前并未達(dá)到品種遍布大部分纖維種類的程度而只是局限于少數(shù)幾種纖維，而且從應(yīng)用性能上講與纖維的種類并無太大的關(guān)聯(lián)。因此，芳香型纖維的分類似乎從制備工藝來分可能更為合適。按加工工藝分，目前的芳香型纖維主要有三類：以微膠囊法

4、制備的芳香型纖維、以共混紡絲法制備的芳香型纖維和以復(fù)合紡絲法制備的芳香型纖維。 2.芳香型纖維的制造方法 自從80年代以來，在開發(fā)芳香纖維方面日本的科學(xué)技術(shù)人員就做了許多這樣的工作，國際上也有諸多化纖與紡織大企業(yè)開發(fā)出獨(dú)具特色的芳香纖維，這種纖維能夠獲得芳香強(qiáng)度和芳香持久性的良好結(jié)合。確保其紡絲性能和耐洗滌性，這也是通過對(duì)原料進(jìn)行改性來開發(fā)下游芳香紡織品的最新的一種形式。制備各種香型的芳香纖維方法有共混法、復(fù)合紡絲法以及微囊化香精后處理法等等。 2.1共混法 共混紡絲法制備芳香型纖維的最大優(yōu)點(diǎn)是可以獲得具有持久芳香效果的芳香型纖維。但對(duì)合成纖維而言，目前比較成熟的、已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的共混法芳香

5、型纖維是芳香聚丙烯纖維。由于常規(guī)聚丙烯纖維的服用性能和染色性能均不很理想，所以目前只有少量芳香型聚丙烯長絲用于針織類服用產(chǎn)品，其它一般用于裝飾類織物或填充材料。細(xì)旦丙綸和可染丙綸的出現(xiàn)為芳香型聚丙烯纖維在服用領(lǐng)域的應(yīng)用提供了一種突破瓶頸、求得更大發(fā)展的可能。以共混濕法紡絲方法制備芳香型纖維目前還沒有成功的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的例子。其主要原因在于濕法紡絲工藝復(fù)雜、流程長，作為添加劑的芳香劑所必須耐受的化學(xué)環(huán)境相當(dāng)惡劣，而且纖維成形時(shí)紡絲液中有相當(dāng)部分芳香劑會(huì)進(jìn)入凝固浴，且難以回收；加上后道的洗滌和定型、干燥工序，芳香劑損失嚴(yán)重，從而使生產(chǎn)成本大幅升高，市場開發(fā)前景不容樂觀。還有共混紡絲法的其他優(yōu)點(diǎn)就是

6、不需要改動(dòng)傳統(tǒng)的紡絲設(shè)備，但是這類纖維有一個(gè)較大特點(diǎn)，就是選用香精的香料成份的沸點(diǎn)都限定在250以上。這是因?yàn)樵谌廴诩徑z中溫度高達(dá)200以上，沸點(diǎn)低于250的香料就會(huì)揮發(fā)一空，使纖維的香氣質(zhì)量受到損害，如此也使香料可選擇范圍大大縮小。因此，芳香纖維生產(chǎn)企業(yè)必須對(duì)此問題進(jìn)行高度重視，對(duì)香料的熔點(diǎn)及沸點(diǎn)要求一定比較高才可以，否則前功盡棄。倘若國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)要生產(chǎn)芳香纖維一定要選擇目前國內(nèi)生產(chǎn)的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高的幾十種合成香料及天然香料。調(diào)配香型需根據(jù)調(diào)香原則，每調(diào)配一種香型要由幾種或幾十種香料組成。再者，還有一點(diǎn)就是采用共混紡絲法生產(chǎn)芳香纖維時(shí)，如果將香料直接與切片共混，處理物料量比較大，香料損失比較

7、嚴(yán)重，生產(chǎn)成本還是很高的，在這一點(diǎn)上企業(yè)應(yīng)該特別的注意才是。 另外，共混法實(shí)施比較方便，但要求香精具有較高的沸點(diǎn)，一般耐高溫香精主要用于共混法制造芳香纖維上。也就是將耐高溫香精先與載體共混造粒，得到較高含香濃度的香母粒，再將此種香母粒。以一定的比例與切片共混紡絲即可得到芳香纖維。用此方法制得芳香纖維由于香精包含其中，其香氣持久性較好。另一方面，用香母粒紡絲如同色母粒紡絲一樣的簡單，所以預(yù)期此方法有很好的前景可言。 2.2復(fù)合紡絲法 復(fù)合紡絲法是一種技術(shù)含量較高的紡絲技術(shù)。所謂復(fù)合紡絲是用兩根或多根螺桿將不同種類的成纖聚合物通過復(fù)合紡絲組件紡制出含不同組分的復(fù)合絲。復(fù)合絲中不同組分在纖維截面上的

8、分布可以有各種不同的形態(tài)，以復(fù)合紡絲技術(shù)制得的芳香型纖維通常是皮芯型結(jié)構(gòu)。以皮芯型結(jié)構(gòu)制備復(fù)合芳香型纖維時(shí)，通常將芳香劑與熔點(diǎn)相對(duì)較低的聚合物捏和后紡入芯層，而皮層材料則通常是聚丙烯或聚酯。由于芯層材料的螺桿擠出溫度相對(duì)較低。 紡制芳香型纖維有多種方法，通過添加香型母粒進(jìn)行復(fù)合紡絲，具有香氣純正、耐洗滌、留香時(shí)間長等優(yōu)異性能。但是，復(fù)合紡絲法紡絲設(shè)備復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高。如果一般企業(yè)采用母粒法，即生產(chǎn)含香料量較高的母粒，將母粒與紡絲切片混合熔融紡絲。由于母粒中香料量較高，而且還要考慮在制造、紡絲、應(yīng)用過程對(duì)香料有保護(hù)、貯存和釋放功能的組分以及母粒與不同切片的相容性，因此必須研究各種組分在母粒制造

9、過程中的具體影響。例如，開發(fā)復(fù)合型芳香纖維一般均選用熔點(diǎn)低且耐水解的聚合物作芯層，香料加在芯層中。香料與芯層共聚物結(jié)合牢度高，且基本不能透過纖維皮層，而是沿著纖維縱向從橫截面逸出，達(dá)到持久的芳香效果。也正是因?yàn)橛脧?fù)合紡絲法制造的芳香型纖維香味持久性長，之所以用該種芳香纖維制成的服裝和室內(nèi)裝飾品，才真正會(huì)給人帶來愉快的享受和調(diào)節(jié)精神的作用。再者，企業(yè)用皮芯型芳香復(fù)合纖維通常一般都將其制成短纖維，可以用于下游企業(yè)的紡紗、織造并制成服用產(chǎn)品，但目前更多的是用于床上用品、裝飾用品和填充料。 復(fù)合型芳香纖維也是新近開發(fā)的一種功能型纖維，由于香料被包在纖維芯層，通過緩釋作用而使纖維保香期延長。在選擇可作為

10、復(fù)合型芳香纖維使用香料的時(shí)候，除了考慮香料自身的功能和香氣外，還要考慮香料分子的穩(wěn)定性和對(duì)紡絲工藝的影響等諸多因素，特別是香料分子的加入對(duì)紡絲熔體的流變學(xué)性能的變化，將直接影響其紡絲過程和纖維性能，這就要求開發(fā)生產(chǎn)復(fù)合型芳香纖維生產(chǎn)企業(yè)的工藝人員必須在以上方面加以關(guān)注。 2.3微囊化香精后處理法 以微囊化香精后處理技術(shù)制取的芳香紡織品，織品可保留香味12年，且生產(chǎn)成本較低。它是利用高分子凝聚作用將芳香劑包容在高分子膜內(nèi)，形成芳香微膠囊。而芳香的原料（可能是熏衣草、檀香、玫瑰花等味道的香料）就包覆在膠囊內(nèi)，香味被緩緩地釋放，從而延長了香味的保留時(shí)間。當(dāng)消費(fèi)者穿著這些服飾時(shí)，由于衣服之間的磨擦，布

11、料表面的微膠囊慢慢裂開來，各式各樣的香味自然就在衣服上散開。由于這些微膠囊數(shù)量還是會(huì)隨著洗滌次數(shù)或是本身裂開數(shù)量的增加而減少，因此衣物上所散發(fā)的香味，還是會(huì)隨著時(shí)間的增長而慢慢減少。據(jù)了解香味的持久性，以現(xiàn)階段業(yè)者所開發(fā)的芳香布料來測試，耐洗滌的次數(shù)還是可以滿足消費(fèi)者的需求。特別是針對(duì)芳香絮棉填充纖維，由于它對(duì)洗滌的要求不高，所以用微囊化香精后處理法生產(chǎn)比較合理些。 從一般意義上講，微膠囊法對(duì)芳香劑的選擇和對(duì)不同纖維品種的適應(yīng)性沒有特殊的限制，而且加工比較簡便。由于采用微膠囊技術(shù)，包覆在高分子膠囊內(nèi)的芳香劑會(huì)緩慢地釋放，從而大大延長了纖維的留香時(shí)間。同時(shí)，由于微膠囊只是機(jī)械地附著在纖維表面，其

12、耐洗性就不太理想。因此，微膠囊法一般適用于芳香型填充料或其它不需經(jīng)常洗滌的裝飾類產(chǎn)品的生產(chǎn)。雖然微膠囊法對(duì)纖維的種類沒有特殊的限制要求，但用微膠囊法處理短纖維來制備芳香型纖維顯然是不合適的，因?yàn)檫@會(huì)給后道纖維的開松、梳理帶來困難。因此，目前微膠囊法制備的芳香型纖維主要還是合成纖維，其微膠囊處理工序在切斷（短纖維）和熱定型之前。 四、芳香型聚丙烯纖維的加工方法 以下引用了國內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)開發(fā)生產(chǎn)出的芳香型聚丙烯纖維方法，以供大家參考！ 1. EVA/PP共混物切片的制備 將已干燥過的EVA，PP混合粒料在SJ-20Z×25塑料擠出機(jī)上經(jīng)水浴冷卻紡成絲條，再將絲條切成3mm長的粒料，干燥

13、，冷卻后備用。 2.初生EVA/PP共混纖維的制備 用已干燥過的EVA/PP共混物切片在自制微型柱塞紡絲機(jī)上熔融紡絲，制備出直徑約為20-25um的初生EVA/PP共混纖維。 3.EVA/PP共混纖維的后處理 3.1 EVA/PP共混纖維的熱拉伸 初生共混纖維在室溫下平衡48h，將纖維按適當(dāng)?shù)睦w度集束，在自制的牽伸裝置上進(jìn)行熱拉伸。牽伸裝置由熱輥，喂絲輥和繞絲輥組成。共混纖維在熱輥表面上進(jìn)行熱拉伸，熱輥表面溫度即拉伸。喂絲輥與繞絲輥同軸，拉伸時(shí)通過兩輥的直徑比控制拉伸比。 3.2 EVA/PP共混纖維的熱定型 采用定長熱定型。將平衡后的拉伸共混纖維繞緊在定直徑圓輥上，打結(jié)固定后放入已達(dá)設(shè)定溫度

14、的熱風(fēng)烘箱，加熱到所需時(shí)間后迅速取出，風(fēng)冷。 4. EVA/PP共混纖維對(duì)香料的吸附測定 在恒溫下將定量的EVA/PP共混纖維放入定量的已知濃度的香料乙醇溶液中，達(dá)到平衡后測定溶液的濃度。用阿貝折射儀測定已配制的一系列濃度的香料乙醇溶液的折射率，利用折射率一濃度工作曲線測定香料濃度的變化。根據(jù)吸附前后香料的濃度計(jì)算出纖維對(duì)香料的吸附量。 EVA/PP共混纖維吸附香料分子過程是借助纖維內(nèi)香料親和力，即香料在溶液和纖維中的化學(xué)勢差，通過纖維微孔對(duì)香料進(jìn)行吸附和擴(kuò)散，并固著在纖維內(nèi)表面的特殊活性部位。EVAPP共混纖維屬于異相熔體成纖，具有基體一微纖基本結(jié)構(gòu)。分散相EVAm而均勻，EVA與PP兩相間

15、界面較兩相松散。由于EVA與PP相容性差，兩相間還會(huì)出現(xiàn)微隙。EVA/PP共混纖維的這種形態(tài)結(jié)構(gòu)使香料分子獲得更多的通道，易被吸附、擴(kuò)散和儲(chǔ)存。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上看，EVA大分子鏈的側(cè)基含有酯基，酯基形成了某種親和香料的活性部位。借助某些香料分子與羰基形成的微弱氫鍵，偶極相互作用和范德華力吸附香料分子。 五、芳香型纖維的應(yīng)用與紡織品的開發(fā)情況 1. 芳香型纖維的應(yīng)用 芳香型纖維在紡織服裝行業(yè)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，可制成服裝和室內(nèi)裝飾品，帶給人愉快的享受，起到調(diào)節(jié)精神的作用。下面是幾個(gè)應(yīng)用例子。 芳香羊絨衫用芳香纖維與羊絨混紡，并在混合紡紗時(shí)添加滌綸。一方面提高了紗線強(qiáng)力，擴(kuò)大了紗支范圍，工藝設(shè)計(jì)簡單；另一

16、方面在長度上彌補(bǔ)了山羊絨短絨率高、整齊度差的不足，提高了制成率。 芳香汽車裝飾布在制作裝飾布的過程中，摻人一定比例的芳香纖維，可使制成的汽車裝飾布有一定香味。既改善了汽車的室內(nèi)環(huán)境，又對(duì)乘車人員的心情起到有利的調(diào)節(jié)作用。 芳香遠(yuǎn)紅外保健被用芳香纖維與遠(yuǎn)紅外纖維混合后經(jīng)針刺制成。只要芳香纖維與遠(yuǎn)紅外纖維的混合比例適當(dāng)，就能生產(chǎn)出令消費(fèi)者滿意的產(chǎn)品。 2.芳香家用紡織品的開發(fā)與注意事項(xiàng) 2.1芳香家用紡織品的開發(fā) 芳香家用紡織品不僅具有紡織品的防護(hù)、保暖和裝飾的功能，還增添了嗅覺上的享受、殺菌和凈化環(huán)境及醫(yī)療保健作用。因此芳香家用紡織品的開發(fā)具有一定價(jià)值。開發(fā)芳香家用紡織品有4種方法可采用：后整理

17、附香法。就是把織物浸泡在有相應(yīng)功效的藥材液中，從而使其有一定的香味功能。將芳香型中草藥與棉花共同作為填充物，用織物包裹。纖維直接附香法。即用一定比例芳香型纖維紡成紗線，織成織物。把芳香型微粒一起織入織物中。 2.2開發(fā)芳香家用紡織品的注意事項(xiàng) 在開發(fā)芳香家用紡織品時(shí)需要注意如下幾方面的關(guān)系：色彩與香味的關(guān)系。在設(shè)計(jì)芳香家紡產(chǎn)品時(shí)，宜將香味與家用紡織品的色彩搭配起來，產(chǎn)生出和諧一致的效果。面料與產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)系。設(shè)計(jì)芳香家用紡織品時(shí)應(yīng)努力追求自然天成，強(qiáng)調(diào)人與自然的和諧關(guān)系，如生態(tài)平衡，環(huán)保意識(shí)，舒適愜意等，因此應(yīng)采用天然綠色的環(huán)保纖維。制作工藝與用途的關(guān)系。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體結(jié)構(gòu)制作獨(dú)特造型的芳香類家用紡織品，如可根據(jù)人體穴位設(shè)計(jì)制作適合不同人群的保健產(chǎn)品，使之能更好地發(fā)揮藥效。獨(dú)特風(fēng)格的芳香家紡產(chǎn)品開發(fā)。在設(shè)計(jì)時(shí)可從世界各民族精華中啟發(fā)靈感，創(chuàng)作出時(shí)尚流行的家紡產(chǎn)品，同時(shí)將審美和實(shí)用功能巧妙結(jié)合在一起。包裝推銷與產(chǎn)品的關(guān)系。在推出芳香型保健家紡產(chǎn)品時(shí)，要有一套完整的服務(wù)體系。這包括產(chǎn)品成分、產(chǎn)品使用功能