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化学纤维织物的种类及特点解析

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:可根据产品要求有短纤维和长丝两种形式,可制成不同外观风格的织物。黏胶纤维生产过程污染环境,但其舒适性能优于合成纤维,因此,普通黏胶纤维仍在化学纤维中占有相当比例。醋酯纤维酷似天然真丝,是化学纤维中外观最接近真丝的纤维,光泽优雅,色彩鲜艳,手感柔软滑爽,悬垂性好,质地轻,弹性好,不易起皱,耐光性较好,但染色性不如黏胶织物。

化学纤维织物的种类及特点解析

1.再生纤维织物

图2-20 彩色蚕丝

(1)黏胶纤维织物:黏胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种,也是最早诞生的再生纤维。

黏胶纤维有普通黏胶纤维、高湿模量黏胶纤维。可根据产品要求有短纤维和长丝两种形式,可制成不同外观风格的织物。棉型黏胶短纤维常称为人造棉;黏胶长丝又称为人造丝

①普通黏胶纤维织物:吸湿性、透湿性良好,不易产生静电,染色性能好,色泽鲜艳,色牢度好;缩水率较大,柔软光滑,悬垂性好;弹性差,容易起皱且不易回复,保型性差,尺寸稳定性差;强度低,尤其湿模量很低,湿强下降最大,不耐磨,不耐水洗和不宜在湿态下加工,不能丝光,耐碱和耐酸性、耐热性低于棉织物,易发霉。广泛用于内衣、外衣及各种装饰织物。

黏胶纤维生产过程污染环境,但其舒适性能优于合成纤维,因此,普通黏胶纤维仍在化学纤维中占有相当比例。

莫代尔纤维织物:普通黏胶纤维除生产过程污染环境外,主要是湿模量低,湿强度下降大,湿态稳定性差,因此,科学家研制开发了高湿模量黏胶纤维。

高湿模量黏胶纤维可分为两类。一类为波里诺西克(polynosic)纤维,我国商品名为富强纤维;另一类为变化型高湿模量黏胶纤维,其代表是奥地利兰精公司的莫代尔(modal)纤维,后来国际人造丝和合成纤维标准局(现为国际人造丝和合成纤维标准委员会)把高湿模量黏胶纤维统称为莫代尔纤维。

莫代尔纤维采用欧洲的榉木制作的木浆粕为原料经纺丝而成,与莱赛尔(lyocell)纤维一样,生产加工过程清洁无毒,废弃物可生物降解,大大降低对环境的破坏,具有良好的环保性能,被称为绿色纤维。

莫代尔纤维的性能显著优于普通黏胶,除具有较高的强度、较低的伸度和膨化度之外,主要表现在有较高的湿强度、较小湿态伸长性能,湿强略低于棉,干态伸长性介于棉和黏胶之间,湿态伸长性和棉差不多,但小于黏胶,收缩率较小,湿态稳定性较好,因而比较耐洗和耐穿。

从整体性能看,更接近于棉纤维、吸湿性、透气性、柔软性、悬垂性、形态与尺寸稳定性、舒适性均比棉好,染色后色彩亮丽,且经过多次洗涤仍然保持鲜艳如新。

它融合了天然纤维与再生纤维的长处,以其特殊的柔软、顺滑、丝般感觉一枝独秀,具有广阔的发展前景。它是制作高档服装、流行时装的首选面料,其针织面料是目前颇为紧俏的内衣服装面料之一。

③莱赛尔纤维织物:莱赛尔纤维是一种新型再生纤维素纤维。国际人造丝和合成纤维标准委员会在1989年将其命名为“莱赛尔”,英国考陶尔兹公司研制生产的莱赛尔纤维,注册品牌名称为“tencel”,中文品牌名称为“天丝”。奥地利兰精公司收购了英国考陶尔兹公司,tencel品牌lyocell 纤维成为兰精公司独步全球的拳头产品。

莱赛尔纤维是采用针叶树为主的天然木浆,通过NMMO 有机溶剂溶解和干湿法纺丝工艺制得的纤维素纤维。采用清洁加工技术,生产中使用的NMMO 是一种无毒的化学品,可完全循环回收利用,生产过程对环境无污染,废弃物可生物降解,是国际服装市场的热销品,具有高档、高附加值和生态环保的市场定位,被称为“21 世纪的绿色纤维”。

莱赛尔纤维是目前唯一集合成纤维和天然纤维优点于一体的纤维,湿模量及干、湿强度都很高,强度接近涤纶,湿强度为干强度的80%,湿态稳定性较高,其织物具有吸湿透湿性好,手感柔滑,悬垂性好,真丝般的光泽,收缩率小,尺寸稳定,色泽鲜艳等特点。适用于内衣、衬衫、西服、牛仔装、休闲服及裙装裤子等。

莱赛尔纤维有两种型号:一种是标准型(G100型),为原纤化天丝(在湿态下通过绳状或成衣加工,使成品织物呈现一种灰白色或“霜白”的桃皮绒效果),另一种(A100 型)为非原纤化天丝。

目前,国内也生产出了不同品牌的莱赛尔纤维。

④竹浆黏胶纤维织物:竹浆黏胶纤维是选用南方优质野山毛竹制作的竹浆粕,采用莫代尔纤维生产工艺纺丝而成,在原料的提取和生产过程中全部实施绿色清洁生产。竹浆纤维是我国自主开发的新资源型生物基化学纤维,也称竹材莱赛尔纤维,填写了国内、国际空白。

竹浆黏胶纤维强度及干湿强度接近、湿模量及湿态稳定性较高;吸湿透湿性好、手感滑爽,悬垂性好,易于生物降解,适用于贴身内衣、休闲运动服饰、毛巾、凉席、床品等。

(2)铜氨纤维织物:铜氨纤维是把纤维素溶解在浓铜氨溶液中制成纺丝液后经湿法纺丝而成。铜氨纤维有真丝般柔和的光泽和手感,湿强度和耐磨性能比黏胶纤维好,吸湿性与黏胶纤维接近,染色性好,适于高级丝织品。

(3)醋酯纤维织物:醋酯纤维一般以精制棉籽绒为原料,将纤维素和醋酸经酯化反应制得纤维素醋酸酯,制成纺丝液后经纺丝而成。醋酯纤维是一种半合成纤维,有二醋酯纤维和三醋酯纤维两种,市场常见的是二醋酯纤维。

醋酯纤维酷似天然真丝,是化学纤维中外观最接近真丝的纤维,光泽优雅,色彩鲜艳,手感柔软滑爽,悬垂性好,质地轻,弹性好,不易起皱,耐光性较好,但染色性不如黏胶织物。适用于妇女夏季裙装、衬衫、内衣、围巾领带、服装里料等。

(4)大豆蛋白质改性纤维织物:大豆蛋白质改性纤维是从豆粕中提取植物蛋白质和聚乙烯醇接枝共聚,然后纺丝而成,被称为“人造羊绒”,可作为羊绒的替代品,是我国自主开发并在国际上率先取得工业化试验成功的纤维材料。具有羊绒般的柔软手感,蚕丝般的柔和光泽,羊毛般的保暖性,棉纤维的吸湿和导湿性,并可生物降解,成本低廉;大豆蛋白纤维含有人体必需的多种氨基酸,与人体皮肤亲和性好,具有良好的保健作用。适用于内衣、衬衣、T恤、羊毛衫、休闲服、运动服、时尚女装、西装及床上用品等。

(5)牛奶蛋白改性纤维织物:牛奶蛋白改性纤维是从天然牛乳中提取动物蛋白和丙烯腈接枝共聚,然后纺丝而制得的,具有丝般的天然光泽、优雅外观,羊绒般的柔软、舒适、滑糯,有较好的吸湿和导湿性能、极好的保温性,纤维本身呈淡黄色,耐热性较差,适用于针织套衫、T 恤衫、衬衫等。

(6)甲壳素纤维织物:甲壳素存在于自然界中甲壳动物虾、蟹、昆虫的外壳,低等植物菌类、藻类的细胞,高等植物的细胞壁等,在自然界中的蕴藏量仅次于纤维素,是极其丰富的天然聚合物和可再生资源。壳聚糖是由甲壳素经脱乙酰基而得,又称脱乙酰甲壳素。

甲壳素纤维具有天然抗菌、抑菌性,吸湿祛异味,可使皮肤上的溶菌酶增长1~1.5 倍,并具有良好的生物活性、生物相容性及生物可降解性。适用于袜子、内衣裤、文胸、婴儿服、老年服装、运动服装、床上用品、妇女儿童用品及医疗卫生用品等)。

(7)海藻纤维织物:我国海藻资源丰富,养殖及加工占全球的70%以上。海藻纤维具有天然阻燃、良好的生物相容、抑菌、吸附性,生物可降解,可以通过与皮肤的接触发挥吸湿性能,积极释放海藻成分,令穿着者的皮肤吸收海藻释放的维生素矿物质,是一种具有很高附加值的功能纤维材料,减少了海洋生物废弃物对环境的污染。适用于高档保健服装、家用纺织品医疗卫生领域)。

2.合成纤维织物

目前,常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氨纶、维纶、氯纶,作为合成纤维家族的成员,以上几种纤维有其主要共性:吸湿性、透湿性较差,易带静电,舒适性不如天然纤维;强度较高,弹性较好,结实耐用,不易起皱,保型性好,洗可穿性好,热定型性好,不霉不蛀;短纤维织物易起毛起球,耐热性比天然纤维差,大多染色困难。

不同的合成纤维仍然有其特性:

(1)涤纶织物:学名为聚酯纤维,涤纶是我国的商品名,它还有许多商品名称,如英国的terylene、美国的dacron、德国的teriber等。

涤纶是当前合成纤维中发展最快、产量最大的化学纤维,差别化纤维主要是以涤纶制成的,模仿毛、麻、丝等天然纤维的外观和性能,已达到以假乱真的程度。

涤纶织物吸湿性很差,染色困难,易起静电,强伸度高,弹性好,挺括不起皱,保型性好,洗可穿性良好,经久耐穿,但短纤维织物易起球而不易脱落,耐光性很好,仅次于腈纶,耐热性较高,熨烫温度140~150℃,热定型性好,耐酸不耐碱。

适用于四季服装,但不宜做内衣,可用于絮填料和缝纫线等。

(2)锦纶织物:学名为聚酰胺纤维,自从1938年美国杜邦(DuPont)公司把聚酰胺纤维以尼龙(nylon)命名以来,又出现了许多商品名称,锦纶是我国的商品名。

锦纶织物耐磨性最优,穿着轻便,强度高,弹性好,耐用性好,但模量低,不如涤纶织物挺括保型;耐光性、耐热性较差,熨烫温度120~130℃,耐碱不耐酸,对氧化剂敏感。

适用于袜子、手套、套装、裙装、运动衣、滑雪服、登山服、宇航服、风雨衣等。

(3)腈纶织物:学名为聚丙烯腈纤维,以短纤维为主,腈纶为我国的商品名,还有很多商品名,如美国的奥纶(orlon)。

腈纶织物吸湿性较差,但易染色,色泽鲜艳;耐日光性最好,蓬松柔软,弹性较好,被称为“合成羊毛”,保暖性好,但拉伸耐疲劳性差。广泛用于针织服装、仿裘皮制品、起绒织物、毛毯、膨体纱等。

(4)丙纶织物:学名为聚丙烯纤维,丙纶是我国的商品名,国外的商品名为梅拉克纶、帕纶等。

它是合成纤维中发展较晚的,有长丝和短纤维两种,长丝常用来制作仿丝绸织物和针织物,短纤维多为棉型,常用于地毯或非织造织物。

丙纶织物最轻,吸湿性差,但具有较强的芯吸作用,尤其是超细、异形纤维,耐光性最差,耐热性差,熨烫温度为90~100℃,强度高,弹性、耐磨性好,织物尺寸稳定,化学稳定性好。适用于毛衫、运动衫、袜子、内衣、运动服、填絮等。

(5)氨纶织物:学名聚氨酯纤维,是一种弹性纤维,简写为PU,我国的商品名为“氨纶”。美国杜邦公司生产的聚氨酯纤维注册品牌名称为lycra,中文品牌名称为莱卡,是性能最为稳定的一种氨纶弹力丝。(www.xing528.com)

氨纶具有高弹性,弹性伸长率可达500%~800%,回复率可达100%;质轻,强度低,吸湿性小,耐疲劳;有良好的耐气候和耐化学品性,但不耐氯漂,耐热性差,熨烫温度一般为90~110℃,快速熨烫。

氨纶可以裸丝或合捻、包芯、包复纱等不同的纱线形式,用于机织物及经编、纬编针织物,尽管在织物中含量(3%~10%)很小,泳装面料氨纶的比例达到20%,但能大大改善织物弹性,使服装具有良好的尺寸稳定性,改善合体度,紧贴人体又能伸缩自如,便于活动。可用于泳装、内衣、文胸、腹带、T恤衫、裙装、牛仔装和各种礼服、便装、滑雪服等。

(6)维纶织物:学名为聚乙烯醇缩甲醛纤维,以短纤维为主,维纶是我国的商品名,商品名还有vinylon、kuralon等。

维纶织物吸湿性在合成纤维中最好,外观和手感似棉布,被称为“合成棉花”,染色性能较差,色彩不够鲜艳;强度和耐磨性较好,结实耐穿,弹性似棉不如涤纶和锦纶等,易起皱;有优良的耐化学品、耐日光和耐海水等性能,耐干热不耐湿热,熨烫温度为120~140℃。

维纶织物主要用于工作服、军用服装和装饰布等,在日常服装中应用较少,可用于外衣、汗衫、棉毛衫裤、运动衫等针织物。

(7)氯纶织物:学名为聚氯乙烯纤维,氯纶为我国的商品名,国外商品名还有天美纶(teviron),罗维尔(rhovyl)等。

氯纶织物吸湿性小,染色困难,保暖性高于羊毛,摩擦后带负电,对风湿性关节炎有一定的辅助治疗作用,用于保健用品;其密度在合成纤维中是最大的,耐热性最低,阻燃性最好;强伸度高,弹性好,耐磨性、耐光性高于羊毛与棉。

氯纶织物适用于针织内衣,毛线、毯子,阻燃沙发布、床垫布和室内装饰布、地毯、帐篷,保温絮料等)。

3.差别化纤维

差别化纤维是在常规化学纤维的基础上经过化学或物理变化而不同于常规纤维的化学纤维。目的是改善服用性能,主要用于服装和服饰。

差别化纤维既保留了常规化学纤维的基本特性,又大大改善和提高了其服用性能和外观风格,还赋予其新的特性和功能,提高附加值,扩大用途,并且一个国家的纤维差别化率是衡量一个国家纤维生产和科学技术水平的重要标准。当前差别化纤维主要有超细纤维、异形纤维、复合纤维及功能纤维。

(1)超细纤维:指单丝线密度小于或等于0.33dtex 的纤维(图2-21)。

通常在我国将单丝线密度在0.33~1.1dtex 的称为细特纤维,将单丝线密度≤0.33dtex 的称超细纤维。目前单组分超细纤维已能达到0.22dtex,更细的超细纤维只能由双组分复合纤维(海岛型与剥离型)获得。

细特和超细纤维因其本身线密度较小,纤维刚性小,柔软易扭弯,抱合力好,回弹性低,织物手感柔软、细腻,悬垂性好,光泽柔和,不易皱,较丰满,保暖性好;纤维比表面积大,吸附能力强、吸湿吸水性能好。可织制仿真丝织物、高密防水透湿织物、桃皮绒织物及仿麂皮绒织物等,还广泛用于高性能的清洁布、合成皮革基布等产品。

图2-21 不同细度的纤维

(2)异形纤维:是经一定几何形状(非圆形)喷丝孔纺制成的具有特殊横截面形状的纤维(图2-22)。

普通的化学纤维其截面多为实心圆形或近似圆形,表面光滑或呈树皮状,纤维强度大,但其织物有蜡感、光泽不佳、吸湿透湿性差、保暖性差。由于纤维的截面形状直接影响最终产品的光泽、蓬松性、回弹性、耐磨性、抗起球性、导湿性、耐污性等,因此,人们为了获得不同外观和性能的产品,逐渐开发出截面形态各异的异形纤维,如三角形、中空形、十字形、Y 形、多叶形、多角形、多孔纤维等,其中三角形截面的纤维具有蚕丝的闪光效应,适用于仿真丝织物。十字形、Y形、H形等截面的纤维芯吸效应好,织物具有迅速导湿排汗性能,适用于运动服装、床上用品及凉席等。

(3)复合纤维:指由两种及两种以上聚合物,或具有不同性质的同类聚合物经复合纺丝制成的纤维。

图2-22 异形纤维

复合纤维按各组分在纤维中的分布形式可分为皮芯型复合纤维、并列型复合纤维、裂片型复合纤维、海岛型复合纤维等(图2-23)。

①皮芯型复合纤维:两种组分聚合物分别沿纤维纵向连续形成皮层和芯层的复合纤维。

②并列型复合纤维:沿纤维纵向两种组分聚合物分列于纤维两侧的复合纤维。

③裂片型复合纤维:两种组分聚合物沿纤维轴向分别连续排列,纤维截面呈橘瓣、条形等形状,经后加工处理能分成多个裂片的复合纤维。

④海岛型复合纤维:由分散相聚合物(岛)均匀嵌在连续相聚合物(海)中形成的复合纤维。

由于复合纤维各组分高聚物的性能差异,使复合纤维可以具有两种或两种以上不同纤维的性能,达到取长补短的目的;此外可以通过不同的复合加工方法制成超细纤长丝纱,如海岛型复合纤维将一个组分溶解除去可以得到超细特或超极细特纤维。

复合纤维可用于制造毛型织物、丝绸型织物、人造麂皮、防水透湿织物、无尘服和特种过滤材料等。

(4)高性能化学纤维:本身物理机械性能、热性能突出,或具有某些特殊性能的纤维。如高强度高模量、耐高温、阻燃、耐腐蚀等纤维。

(5)功能性化学纤维:在纤维生产过程中赋予其超出常规纤维功能的纤维,即在纺丝时混入相应的聚合物或小分子化合物而赋予纤维预期功能的纤维,如抗紫外线、抗静电、导电、阻燃、蓄热、防电磁辐射、光导、发光、结构生色、抗微生物、导湿、吸湿、高吸水、防污、吸附等纤维。

(6)智能化学纤维:指能够感知光、热、湿度、化学、机械、电磁等外界环境或内部状态所发生的变化,并能做出响应的纤维。随着纳米微胶囊等技术的发展及运用,智能纤维的开发得到了迅速发展,使得智能纺织品不断地涌现,从而满足了人们的需求,如光敏变色纤维、热敏变色纤维、相变调温纤维、形状记忆纤维、自修复纤维等。

①智能变色纤维:色泽随外界条件或环境的变化发生可逆变化的纤维。按变色的条件可分为:光敏变色、温敏变色、湿敏变色等。

智能变色纤维可使服装的色彩与图案变为若隐若现的“动态”效果,提升服装的独特性、创意性及时尚性。

光敏变色纤维:色泽随外界光照条件变化发生可逆变化的纤维(图2-24)。在阳光或者紫外线照射下纤维可以瞬间从无色变为有色,也可以由一种颜色变成另一种颜色,当停止照射时,又恢复到原来的颜色。光敏变色服装随外界光线发生变化而颜色发生变化或表面会巧妙地浮现出各种花纹图案,具有绚丽的颜色和灵敏的光变效果。适用于高档时装、衬衫、儿童服、滑雪服、高档绣花线、高档窗帘、品牌防伪标志、户外服装及特种防护隐身服装等。

图2-23 复合纤维

图2-24 光变色纤维

热敏变色纤维:色泽随温度变化发生可逆变化的纤维。当温度达到28~32℃时,纤维由一定颜色变为无色,当温度恢复后,颜色也随之复原,实现从“有色至无色”的可逆变化。热敏变色服装随着室内、室外温度及季节、地区温度的不同而呈现多变的色彩或别致的花纹图案。适用于高档时装、衬衫、儿童服装、旅游用品及警示服装服饰。

②调温纤维:是根据外界环境温度变化,在一定时间内实现温度调节功能的纤维,又叫空调纤维。它是将相变材料(简称PCM)技术与纤维制造技术相结合开发的,能够自动感知环境温度的变化而智能调节温度,具有双向温度调节和适应性。当外界环境温度升高时,纤维中包含的相变材料发生相变,从固态变为液态,吸收热量储存于纤维内部而具有制冷效果;当外界环境温度降低时,相变材料从液态变为固态,释放出储存的热量而具有保温效果。

调温纤维服装可以在温度变化的环境中反复循环使用,为人体提供舒适的“衣内微气候”环境,对人体具有良好的自然调温效果,保持体表温度,使人体始终处于一种舒适的状态。适用于T恤、内衣、婴幼童服装、保暖棉衣、毛衣、手套、袜子、户外服饰以及床上用品等。

③形状记忆纤维:指在一定条件下(应力、温度等)发生塑性形变后,在特定条件刺激下能恢复初始形状的纤维。主要有形状记忆合金纤维、形状记忆聚合物纤维和经整理剂加工的形状记忆功能纤维。形状记忆聚合物纤维具有手感较形状记忆合金纤维柔软、易成形、形状稳定性较好、机械性质可调节范围较大、应变更大等特点,因此,其在纺织品上具有较为广阔的应用前景。

④自修复纤维:指受到一定程度破坏后,通过自诊断和自修复功能重新获得性能的纤维。材料在使用过程中,受到外力的作用,往往会产生微裂纹或内部损伤,这些微小损伤如果不能得到及时修复,往往会造成材料的断裂。自修复纤维是模仿生物体损伤自愈合的机理对材料加工或使用过程中肉眼难以发现的微观裂纹进行自修复,从而大大延长材料的使用寿命。

随着科技的发展和人们需求的不断提高,功能型和智能型服装材料的种类将不断增加,服装的功能性和智能性也会不断提高,其科技含量与高附加值也不断提高。

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