功能性合成纖維(共6頁)

1、功能性合成纖維 保健(bojin)用功能性纖維（南通大學(xué)(dxu) 化學(xué)(huxu)化工學(xué)院 高分子材料與工程132 朱夢成 1308052064 ）摘 要 近年來，隨著人們對舒適健康生活的追求，功能性合成纖維作為支柱新纖維被快速開發(fā)。在有關(guān)吸水、吸濕、輕磅保溫、抗菌防臭、抑菌、消臭、拒水拒油、防污等功能性合成纖維開發(fā)上，已經(jīng)取得顯著進(jìn)展。關(guān)鍵詞 保?。还δ苄?；纖維；1保健用功能性合成纖維及功能化技術(shù)圖 1 表示與保健有關(guān)的各種功能，它們正在從“水”、“熱”、“抗菌消臭”、“電磁波”、“抗變應(yīng)性”等各種實用的需求中形成對保健功能的追求。圖1 各種保健功能表 1 列出這些功能需求及合成纖維的功能

2、化技術(shù)實例。在合成纖維制造過程中，將各單元工程以單獨(dú)或兩個以上工程組合，賦予纖維各種功能。其主要加工方法有以下兩種，即在聚合、紡絲階段上混合功能劑的“摻和型”和在機(jī)、針織物染色整理階段上吸盡功能劑乃至用粘合劑樹脂固著功能劑的“后加工型”。2功能性合成纖維的保健原理(yunl)和開發(fā)實例2.1吸水、吸濕(x sh)吸水是吸收液相中的水分；吸濕意味著吸收氣相中的水分。即將所有人體附著的汗水很快地輸送到外部，不殘留在肌膚上，保持舒適狀態(tài)(zhungti)。在保健功能上，吸水、吸濕是重要的基本功能。水滲透到棉纖維內(nèi)部被吸收，纖維膨化，干燥速度減緩。在附著大量汗水的情況下，如果棉織物長時間處于被汗水浸濕

3、的狀態(tài)，則纖維增重，造成皮膚發(fā)粘和發(fā)冷等不舒適感。對滌綸等合成纖維來說，由于它們是用疏水性聚合物制成的，所以水分進(jìn)入纖維內(nèi)部和纖維間空隙的能力低。新的疏水性纖維在保持其自身極快的干燥速度的同時，還被賦予吸水性，因此被用作吸汗快干材料。這種材料在多汗的環(huán)境中產(chǎn)生發(fā)粘、悶熱感、冷感的程度較低，已將它作為舒適材料，以衣料領(lǐng)域為主進(jìn)行廣泛開發(fā)。纖維吸水是纖維間空隙通過毛細(xì)管作用產(chǎn)生的現(xiàn)象。賦予吸水性 可以利用以下兩種方法 ：（1）采用 毛細(xì)管結(jié)構(gòu) ；（2）降低纖維表面和 水的接觸角。各家公司利用毛細(xì)管 結(jié)構(gòu)原理，通過纖維截面空心化和 異形化，推出了各種各樣的吸水性 纖維。降低纖維表面和水的接觸角 則是

4、在疏水性纖維表面形成親水性 薄膜。另一方面，由于纖維吸濕性取決于它的親水性官能基含量（羥基、氨基、羧基等），所以雖然進(jìn)行親水性成分的共聚和混合、丙烯酸的接枝聚合、與親水性聚合物的復(fù)合纖維化、利用天然材料加工等，但如要獲得和棉相同的吸濕性，則必須接上大量親水性官能基。然而，纖維的吸濕性和其物理性能、染色牢度并存往往是難以逾越的問題。最近，從纖維吸放濕性（衣服內(nèi)氣候和外界氣候之間的平衡吸濕率差）有利于穿著舒適性的立場來看， 已有兩家公司將MR（30 、90 % RH 的平衡吸濕率 20 、65 % RH 的平衡吸濕率）用作參數(shù)，推出 了高吸放濕性耐綸纖維。高吸放濕 性耐綸纖維的MR 值約為常規(guī)耐

5、綸的2倍。這種高吸放濕性耐綸纖維 是皮芯型復(fù)合纖維，正在連褲襪和 內(nèi)衣用途上開發(fā)。具有高于天然纖維吸濕性特征的丙烯酸酯系短纖維也已上市，正在受到人們的關(guān)注。這種纖維是高交聯(lián)性的丙烯酸酯系纖維。由于它含有許多親水性官能基（羧酸金屬 鹽型），所以在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（20 、 65 % RH）下的吸濕性高，約為棉 的3.5倍。由于這種纖維在吸濕的同 時還產(chǎn)生吸濕熱，所以特別適合冬 季強(qiáng)調(diào)優(yōu)良穿著舒適性的需求，將 被開發(fā)為吸濕發(fā)熱纖維。此外，棉和滌綸優(yōu)化組合的復(fù)合材料已被開發(fā)。在日本，如果辦公 室冷氣設(shè)備的溫度上升 1 ，每年就能節(jié)省大量原油。鑒于這種情況，已推出了與夏季冷氣設(shè)備維持28 ，環(huán)境相對應(yīng)的清涼內(nèi)

6、衣服裝產(chǎn)品。2.2輕磅保溫(bown)空氣的導(dǎo)熱系數(shù)約為棉的1/10。開發(fā)高空氣含量的滌綸可獲得輕磅保溫功能材料。已上市的輕磅保溫材料有帝人、鐘紡、東麗、旭化成、尤里契卡等公司的產(chǎn)品，空心率最高可達(dá)35 % 40 %。滌綸纖維的密度為1.38，它的空心率達(dá)到27.5 %才能浮于水面。如果要達(dá)到現(xiàn)有合成纖維(hchngxinwi)中密度最小的聚丙烯纖維（密度0.91）同樣輕的話，則滌綸的空心率應(yīng)為34.1 %。此外，保溫性和無吸濕性也有關(guān)系。已知聚氯乙烯纖維在所有纖維中是保溫性最好的纖維，正在將它做成內(nèi)衣和毛毯，成為暢銷產(chǎn)品。這種纖維通過摩擦?xí)a(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)靜電，而近年來關(guān)于負(fù)離子在與健康關(guān)系上的

7、功效正在成為人們關(guān)注的話題。這種情況是最近才發(fā)現(xiàn)的，正在開發(fā)和保健相關(guān)的新用途上受到人們的關(guān)注。2.3抗菌防臭、消臭附著汗水產(chǎn)生(chnshng)的臭味是棲息在我們衣服和皮膚上的細(xì)菌繁殖產(chǎn)生的。我們穿著的內(nèi)衣和襪子，纖維上附著有汗水和污物（皮脂、污垢等），細(xì)菌將這些汗水和污物作為營養(yǎng)源而繁殖，細(xì)菌的分解物就是臭味的主要根源。因此，抑制這種細(xì)菌的繁殖，就能夠防止臭味的發(fā)生?？咕莱艏庸ぞ褪且种评w維產(chǎn)品上細(xì)菌的繁殖，防止惡臭發(fā)生。但如果將細(xì)菌全部殺死，將會破環(huán)皮膚上應(yīng)當(dāng)保持的細(xì)菌平衡，反而會擔(dān)心產(chǎn)生真菌癥等問題。日本纖維行業(yè)于 1983年2月成 立了纖維產(chǎn)品衛(wèi)生加工協(xié)會(SEK)， 制定了抗菌防臭

8、加工的評定標(biāo)準(zhǔn)， 對符合該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品進(jìn)行 SEK 標(biāo)記 的認(rèn)定。在制定 SEK 標(biāo)準(zhǔn)之前，雖 然抗菌防臭加工已進(jìn)行了市場檢驗， 但因存在安全性方面的憂慮而不能 確定。從這種意義上看，將 SEK 設(shè) 定為第三者公平而客觀的評定認(rèn)定 機(jī)構(gòu)，對目前的抗菌防臭加工作出 評價是有意義的。當(dāng)時的評定方法 有兩種，即菌數(shù)測定法和搖動(yo dng)燒瓶 法，可以任意選擇。有機(jī)物系表面處 理型等溶出型抗菌劑適用于靜置式 的菌數(shù)測定法；無機(jī)物系摻和型等 非溶出型抗菌劑，有必要使細(xì)菌和 抗菌劑直接接觸后進(jìn)行評定，所以 它適用振蕩式的搖動燒瓶法。但是， 此后為了接近實際穿著條件，對以 溶出型和非溶出型抗菌劑加工的任

9、 一種纖維制品的抗菌消臭效能評定， 都被歸集在可行的統(tǒng)一試驗法中。 將靜菌活性值 2.2 以上規(guī)定為評定 標(biāo)準(zhǔn)值，1998 年 2 月起開始執(zhí)行。SEK 以人們對未來清潔需求的 增高為前提，為解決(jiju) MRSA （抗甲 氧苯青霉素鈉的金黃色葡萄球菌） 引起的醫(yī)院內(nèi)感染癥患者劇增問題、 腸道出血性大腸菌 O-157 引起的集 體食物中毒問題、以改善生活環(huán)境 及住宅看護(hù)等保健環(huán)境以及醫(yī)療護(hù) 理等的護(hù)理環(huán)境問題，對抑制纖維 上細(xì)菌繁殖及抑菌加工纖維產(chǎn)品的 有關(guān)自行標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究。1998年 6月對一般用途，1998年9月對特殊 用途分別制定了 S E K 標(biāo)記認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)。2.4通過吸附、反應(yīng)、

10、分解等方法開發(fā)了使四大惡臭（氨、硫化氫、三甲胺、甲硫醇）、汗臭、煙草臭（尼古丁、乙醛、醋酸、氨、硫化氫等）、加令臭、老人臭和看護(hù)臭（吲哚、甲基吲哚）等臭氣物質(zhì)和因病房癥狀群產(chǎn)生的甲醛等無臭化的消臭材料。 圖 2 表示纖維用摻和型乃至后加工 型消臭劑的開發(fā)過程。可以看到，從 初期的黑色活性炭已發(fā)展到使其無 色化，具有極大的吸附、反應(yīng)飽和容 量，進(jìn)而向利用活性二氧化鈦等光 催化反應(yīng)的耐久性消臭技術(shù)的方向 快速發(fā)展。已開發(fā)消臭產(chǎn)品的公司主要有：東麗（消臭襯料）、帝人（消臭滌綸短纖維）、旭化成（煙草消臭纖維）、尤里契卡（煙草消臭加工材料）、東麗（防止加令臭等光催化（活性二氧化鈦）消臭加工材料）、帝人（

11、加令臭和甲醛消臭加工）等。2.5透濕防水(fn shu)兼?zhèn)渫笣裥院头浪缘脑硎牵?利用(lyng)水蒸汽（粒徑為 0.0004 mm）和雨滴、水滴（粒徑 為100 3 000 mm）的粒徑差，使 織物表面形成孔徑小于雨滴粒徑的 多孔結(jié)構(gòu)。這類產(chǎn)品主要有：（1）仿 制荷葉的拒水結(jié)構(gòu)，使用超細(xì)纖維， 并在用它織成有凹凸表面結(jié)構(gòu)的高 密度織物上進(jìn)行拒水加工 ；（2）織 物上層壓特氟隆微孔膜 ；（3）涂層 透濕防水性的聚氨基酸樹脂等。2.6防污 目前主要采用兩種防污技術(shù)(jsh)：污物經(jīng)洗滌容易脫落的 SR （易去 污）加工法及通過氟樹脂加工進(jìn)行 拒污、難以沾污的 SG（防污）加工 法。但最近又出

12、現(xiàn)了SG/SR加工法。 S G / S R 加工兼?zhèn)潆y以附著污物的 “拒水拒油功能”和污物容易脫落的 “防污功能”；被認(rèn)為是通過觸發(fā)作用即通過使用分子中含有親水基和拒水基的加工劑，使兼有這種最初不相容的功能成為可能。穿著（空氣中）時，加工劑的親水基進(jìn)入纖維內(nèi)部，拒水基露于外側(cè)，不僅有拒水功能，而且還有拒油功能；洗滌時（在水中），拒水基卻進(jìn)入纖維內(nèi)部，親水基露于外側(cè)，污物容易脫落。構(gòu)成 這種機(jī)理的 SG/SR 加工材料已有小 松精練、東麗、帝人等公司研發(fā)。2.7森林浴效果這種效果主要是利用植物的精油香味，使人類本來持有的免疫力和自然治愈力發(fā)揮有效作用，起到保持、增進(jìn)人體健康的作用。這種芳香療法自

13、古以來就已被人類所采用。帝人開發(fā)的具有森林浴效果的纖維是皮芯結(jié)構(gòu)的滌綸短纖維，它是將含有柏樹天然精油的復(fù)合物用作芯，由于滌綸纖維不透過松脂油，所以松脂油就從短纖維截面兩端的芯部中散發(fā)出來。這種纖維的森林浴效果可保持3年以上。當(dāng)人們不再感覺到香味后，它還能夠散發(fā)出松脂油。這種纖維除有森林浴效果外，還顯示出消臭性和防螨性。3結(jié)語今后，保健用功能性合成纖維再加上節(jié)能、環(huán)保和再循環(huán)的含義，預(yù)計會有進(jìn)一步發(fā)展。例如，在將重點(diǎn)置于環(huán)保、再循環(huán)等先進(jìn)組合上，已開始采用以下材料 ，不用聚氨酯樹脂和氟系樹脂，改用由100 % 滌綸組成的可再循環(huán)的環(huán)保型吸濕材料。參考文獻(xiàn)1 窗體頂端(dngdun)窗體底端1 羅

14、以喜 HYPERLINK 5/kns55/detail/detail.aspx?recid=&FileName=ZNGU200507009&DbName=CJFD0305&DbCode=CJFQ t 5/kns55/brief/_blank 醫(yī)衛(wèi)保健(bojin)用纖維與針織物 北京(bi jn)：化工出版社，20022 HYPERLINK 5/kcms/detail/ search.aspx?dbcode=CJFQ&sfield=au&skey=%e6%b1%9f%e9%94%a1%e5%a4%8f&code=09507871;10323033; t 5/kcms/detail/_blank

15、 江錫夏 HYPERLINK 5/kcms/detail/ search.aspx?dbcode=CJFQ&sfield=au&skey=%e6%b1%aa%e4%b9%90%e6%b1%9f&code=09507871;10323033; t 5/kcms/detail/_blank 汪樂江面向廿一世紀(jì)的功能纖維 HYPERLINK 5/kcms/detail/ search.aspx?dbcode=CJFQ&sfield=inst&skey=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e7%ba%ba%e7%bb%87%e7%a7%91%e5%ad%a6%e7%a0%94%e7%a9%b6%e9

16、%99%a2&code=0034639;0034639; t 5/kcms/detail/_blank 中國紡織科學(xué)研究院； HYPERLINK 5/kns55/loginid.aspx?uid=aDNFeldyU012Y1loT0U0OFZoMWxWZEsvdkRKKzZHeitXdnZ5YWZBenRMQmFicDNO&p=Navi/Bridge.aspx?LinkType=BaseLink&DBCode=cjfq&TableName=CJFQbaseinfo&Field=BaseID&Value=FZZK t 5/kcms/detail/_blank 紡織信息周刊，2000.013 HY

17、PERLINK 5/kcms/detail/ search.aspx?dbcode=CJFQ&sfield=au&skey=%e5%bc%a0%e7%8e%b2%e9%b8%bd&code=12818455;12818446; t 5/kcms/detail/_blank 張玲鴿 HYPERLINK 5/kcms/detail/ search.aspx?dbcode=CJFQ&sfield=au&skey=%e5%82%85%e5%b0%8f%e8%99%8e&code=12818455;12818446; t 5/kcms/detail/_blank 傅小虎衛(wèi)生保健用紡織品的發(fā)展趨勢 HYPERLINK 5/kns55/loginid.aspx?uid=aDNFeldyU012Y1loT0U0OFZoMWxWZEsvdkRKKzZHeitXdnZ5YWZBenRMQmFicDNO&p=Navi/Bridge