新型纺织纤维概述

阳离子可染涤纶(ECDP)在国内外的研究较为广泛，能适 应于仿毛、仿丝绸等各种差别化纤维的应用开发。 主要是在结构中引入可染色单体：间二甲酸苯磺酸钠 通过缩聚引入大分子链
五、TENCEL纤维与MODAL纤维 (一) TENCEL纤维
学名：Lyocell 我国商品名：天丝 组成：纤维素 纺丝：溶剂法（NMMO）
超分子结构模型
Lyocell纤维染整特点
• 1)Lyocell纤维织物坯布中，较多使用PVA和淀粉或变 性淀粉的复合浆料。因此，可用淀粉酶、氧化剂和碱 除去淀粉或变性淀粉浆料，用精洗剂或煮练剂退掉PVA 浆料。Lyocell纤维遇水后横向的溶胀要远远大于径向， 并且织物变得非常硬，同时，应力分布不均匀使织物 卷曲，所以，织物应保持平幅状态加工。 • 2)Lyocell纤维属于再生纤维素纤维，凡适用于纤维素 纤维染色的染料都能用于Lyocell纤维染色。从颜色的 鲜艳度 色牢度及操作等方面考虑，活性染料是最合适 的。活性染料的品种不同，Lyocell纤维染色后的原纤 化程度也不同，使用双官能团或三官能团活性染料， 可以明显地使Lyocell纤维在湿状态下耐摩擦性能提高， 抑制纤维的进一步原纤化。
Lyocell纤维染整特点
（二） MODAL纤维
•“Modal”纤维是奥地利兰精公司开发的再生纤维素纤维， 属于新型粘胶纤维。 •Modal纤维是一种新型高湿模量纤维素纤维，纤维干强 大于棉纤维、粘胶纤维，湿强与棉纤维相近，比粘胶高 近一倍。 •纤维大分子聚合度在2500---4000之间，比棉小3倍左 右，无定型区比棉稍高，纤维干模量低，这些大分子特 性决定了它具有良好的吸湿溶胀性能，而且轻柔、滑顺。 •湿模量较高，在水中纤维间的移动增多，摩擦系数增 大，容易产生严重的原纤化倾向，表现为易起毛起球， 使得服用性能大大降低。 •由于Modal纤维具有高的湿强度。低的湿伸长度，较低 的吸水度，故织物在服用时具有很好的尺寸稳定性。
PTT纤维的染整特点
• 4)PTT纤维织物整理时要控制好张力。长度方 向要有足够的超喂，通常采用20％的超喂，以 达到最大的伸长宽度方向上取决于整理前织物 的宽度，为了使织物有舒适的弹性，要求有10 ％ ～ 15％的伸长。整理过程中添加适量的柔 软剂，可使产品的回弹性得到明显改善。 • 5)PTT纤维的上染速率较快，染色时升温速度 要慢防止染花。最适宜的染料是分散染料，染 液pH值应控制在5～7范围内，染色温度100～ 110 ℃ ，时间30 min，中深浓色染色完毕要 进行还原清洗。
几种纤维素纤维比较
五、甲壳素/甲壳胺纤维
• 自然界唯一一个阳离子天然高分子物 • 目前常见与纤维素共混纺丝
1939年，最早采用与粘胶纤维素相同的方法纺丝．将甲壳素用二硫化碳黄化， 粘胶液经喷丝孔挤入含34％硫酸胺和5％硫酸的凝固(再生)浴中，所得纤维用0 5 ％氨水溶液和水清洗后浸泡于15％甘油浴15 min．取出挤干甘油，在张力下干燥 甲壳素可以溶于三氯乙酸／卤代烃二元混合溶剂，其中卤代烃可以是氯化甲烷 、二氯甲烷、1，2一二氯乙烷、1，1，1 三氯乙烷和1，1，2一三氯乙烷等．三 氯乙酸的浓度为25％-75％(wt％)，甲壳素的浓度为1％ ～10％ ．从喷丝孔喷至 丙酮凝固液中，再用甲醇为清洗液纤维强度为1 67～3．1 g／d．伸长率为8 7％ -20％ ．纤维进一步在0．5 g／L NaOH溶液中浸泡1 h，可提高强度达2．25-3． 2 g／d．伸长率为19．2％-27．3％，Kifune等建议该纤维可用作吸收外科手术 缝线
PLA纤维的染整特点
• 4)PLA纤维适合用分散染料染色。可在100 ℃染色， 纤维强力损失较小。由于PLA纤维的结构较涤纶松弛， 染料上染纤维的速率很快，极易造成色花，所以， 染色过程中应严格控制升温速度。分散染料染色后， 还原清洗和皂洗时会有大量的染料流失，一般应选 中高浓度、高上染率的分散染料。PLA纤维及其混纺 织物适宜做竭染，不适宜连续轧染。 • 5)紫外线对PLA纤维织物的透过率高，为了减少紫外 线对人体的伤害，有必要对PLA纤维的夏季服饰面料 进行抗紫外线整理。对于阻燃要求很高的装饰布 需 对PLA纤维进行阻燃整理。
图1 聚乳酸纤维侧面图
图2 聚乳酸纤维横截面图
性能 比重，g/cm2 折射率 熔点，℃
PLA 1.27 1.4 175
聚酯 1.38 1.58 265
聚酰胺 1.14 1.57 215
Tg，℃
吸湿率，% 燃烧热，KJ/g 强力，cN/dtex g/d 伸长率，% 模量，Kg/mm2 结晶度，% 染料种类 染色温度，℃
形态
Tencel纤维纵面形态光滑且无沟槽。 纤维聚合度、结晶度较高，大分子堆积比较有 序，纤维缝隙空洞又少，纤维截面为圆形，所 以纤维的强度较大，尤其是湿强，其湿强为干 强的90％，较粘胶纤维有很大的提高，而粘胶 纤维的湿强约为干强的50％一60％。 有棉的“舒适性”、涤沦的“强度”、毛织物 的“豪华美感”和真丝的“独特触感”及“柔 软垂坠”，无论在干或湿的状态下，均极具韧 性。 Tencel更为独特的是具有原纤化特性，即天丝 纤维在湿态中经过机械摩擦作用下，会沿纤维 轴向分裂出原纤。通过处理后可获得独特桃皮 绒风格。
新型纺织纤维
一、PLA纤维 聚乳酸纤维、玉米纤维
PLA纤维的化学结构上属脂肪族聚酯，是 一种崭新的纺织纤维。聚乳酸纤维PLA 是以玉米、小麦等淀粉原料经发酵、聚 合、抽丝而制成。有长丝、短丝、复合 丝、单丝。 PLA纤维之所以受到关注，并显示出越来 越强大的生命力，关键在于它具有很好 的生物降解性。
• 3)经初级原纤化后的织物表面形成的茸毛，影响织物外观，必须去除。酶处 理是去除Lyocell纤维原纤的主要途径，采用酸性纤维素酶处理效果较好。酶 处理有两种工艺．一是在染色前进行，二是在染色后进行。染色后进行生物 酶整理，可以赋予织物一种洗旧感。但常见的是染前酶处理，对染料没有耐 酶洗要求，容易操作。另一种去除Lyocell纤维原纤的方法是烧毛，利用绒 毛和布身升温速率的差异，去除织物表面的微小纤维。 • 4)无论是光洁整理还是桃皮绒风格加工的Lyocell纤维，使用过程中，都需 进行防原纤化处理，抑制纤维表面微小纤维的产生，防止起毛和起球，减少 机洗时的擦伤，保持桃皮绒制品原纤化状态。防止原纤化的方法包括：改变 纺丝液组成．如增加半纤维素含量．降低木质素含量．加入含两个或更多反 应官能团的交联剂，增加纤维原纤间的共价交联作用．制备低原纤化纤维 纤维后处理．用树脂或交联剂整理Lyocell纤维，降低纤维的溶胀和原纤化 倾向，纤维的低溶胀和纤维原纤问的交联能有效阻止纤维表面微小纤维的再 形成 常用的树脂或交联剂大多数是N一羟甲基化合物。 • 5)对Lyocell织物的整理加工采用高温、高浴比．对减少刮 擦伤及死皱的形 成有好处 对于表面光洁度要求较高的产品．可施加少量的树脂。在染整的 最后一道工序对织物进行柔软加工．可明显提高织物的风格。
Ward和Wilding的研究显示奇数亚甲基结构表现出较 PET、PBT优良的回弹性，其回弹性不是按亚甲基的数量 排列，而是PTT>PBT>PET。X衍射显示PTT的高回弹性来自 于晶体结构，PTT纤维在刚开始伸长时，其晶体的晶格应 变的数量几乎等同于宏观应变，而PET、PBT则不存在。 但是，陈克权认为，以“奇碳效应”解释PTT的高回 弹性过于勉强，认为大分子链在非晶相中是无规分布的， 不可能形成“Z”字形构象；而在晶相中，“Z”字形构象的 大分子链不可能受力首先发生构象变化。所以，PTT纤维 高回弹性的结构原因仍然是有待进一步研究的方面。
三、COPET纤维
COPET是一种由高熔点、高硬度结晶性聚 酯硬链段和非结晶性低玻璃化转变温度 的聚醚或聚酯软链段组成的嵌段共聚物。 具有碱可溶性。 通常与PET共混或用于超细纤维的生产。
典型的化学结构：( D为二醇中的次甲基， x为聚醚中的 醚结构单元数)：
四、阳离子可染涤纶(ECDP、CDP、DP)
Austin用5％LiC1／N，N一二甲基乙酰胺(DMAC)或LiC1／N一甲基一2 吡碚烷酮 (NMP)为溶剂，配成5％(Ⅵr／v)甲壳素溶液，在丙酮中凝固、洗涤和拉伸，最终 用水清洗．强度为236-592 Pa．
甲壳素纤维的染整特点
• 1)甲壳素纤维混纺织物的染整工艺应注意碱剂和氧化剂的影 响，加工中尽量减少机械摩擦。 • 2)对于甲壳素／棉混纺织物 漂白条件不能全部按照棉纤维的 漂白工艺进行漂白．因为甲壳素纤维泛黄严重且会溶解或发 脆。洗衣粉对甲壳素纤维有增白作用．白度比甲壳素纤维本 身要高得多。 • 3)甲壳素纤维吸湿性良好 有很好的染色性能 可采用直接、 活性、还原、碱性及硫化等多种染料进行染色，色泽鲜艳、 手感柔软，但由于甲壳素纤维在酸性溶液中易溶解，所以， 不能在酸性浴中染色。由于甲壳素纤维含有 NH2对阴离子型 染料亲合力大、上染速度快，易染色不匀。因此与纯棉混纺 的织物染色要注意竟染及匀染性问题。 • 4)印染加工过程对甲壳素纤维混纺织物的抗菌效果有一定影 响。丝光和漂白的工艺控制对抗菌效果影响显著因此 应正确 制定印染工艺 获得最佳抗菌效果。甲壳素纤维在混纺织物中 的含量应合适 以保证理想的抗菌效果。
PLA纤维的染整特点
• 1)PLA纤维耐热性较差 烧毛时纤维分子在高温下重 新聚合，织物手感变硬。所以，纯PLA纤维的交织 织物不宜烧毛，混纺织物可以轻烧毛或不烧。 • 2)PLA纤维不耐强碱，用强碱处理会导致纤维降解， 严重影响强力。因此，前处理采用纯碱或酶退浆 并在温和条件下进行．一般精练温度不超过70℃为 宜。PLA纤维由于模量小，弯曲刚度小 纤维本身较 柔软 不需要进行碱减量加工。 • 3)PLA纤维的玻璃化温度和熔点较低，在PLA纤维整 个染整加工过程中热定形温度不可过高，一般染前 热定形温度为120～130℃，染后热定形温度为 135℃。
PTT纤维的染整特点
• 1)PTT纤维不能用强碱长时间高温处理(如退浆、煮 练)，以免损伤纤维的弹力，采用酶退浆、冷堆法 处理效果较好。 • 2)PTT纤维本身比较柔软，弹性好，不需要碱减量 加工。PTT纤维与棉交织物进行丝光，有利于提高 织物的吸附性能、得色深度和鲜艳度，使织物表面 平整 反光均匀，丝光NaOH浓度l90～210g／L。 • 3)PTT纤维的玻璃化温度45～65 ℃，熔点228 ℃ ， 织物定形温度不能过高，控制在150～ 160℃、时 间30 s以保证织物弹力均匀，温度过高导致过缩和 色牢度变差。
二、PTT纤维
聚对苯二甲酸丙二酯 合成PTT的工艺路线与PET一样有两条： 直接酯化法(PTA法)， 酯交换法(DMT法)。
分子构象
图中显示的是PET、PTT、PBT的大分子构象，在结晶单元 中PET、PBT的分子形式成直棒状，分子链也几乎展开。 研究表明，PET的结晶单元在C轴上的长度是分子链完全 展开时的98％，PBT为88％——96％，而PTT的结晶单元在C轴 上的长度则是分子链完全展开时的75％。这是因为PTT具有像 弹簧一样的分子结构。正由于这种结构，PTT的形变就象弹簧 那样能够发生键角的改变和键的旋转。 从分子结构上看，与PET和PBT的偶数个亚甲基单元相比， PTT的结构单元中含有奇数个亚甲基单元。研究表明，在许多 缩聚高聚物中化学结构中的奇数或者偶数个甲基单元会影响 高聚物的性能，即“奇碳效应”。
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0.6 18.8 4.0-4.4 4.5-5.5 25-35 400-600 >70 分散染料 100
70
0.4 23.0 4.0-4.8 4.5-5.5 30-40 1200 50-60 分散染料 130
40
4.5 30.9
4.5-6.0 40 300
分散染料 100
纤维优点
● 生物可分解,低污染 ● 吸湿排汗性良好 ● 抗起球性佳 ● 弹性回复性良好 ● 抗皱性佳 ● 难燃性佳(LOI 26~27) ● 低发烟性 ● 防污染性 ● 耐紫外线性 ● 无毒性