《新型纤维及其应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新型纤维及其应用（3页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、新型纤维及其应用1摘要：摘要：新型功能纤维属于高科技纤维，它的种类较多，在纺织行业中已经广泛应用，预计今后的发展前途十分良好，下面介绍一些主要的欣慰及其在纺织品上的开发应用。关键字关键字：新型纤维 高性能纤维 新合纤 新新合纤 高功能纤维 高感性纤维新型纤维材料包括高性能纤维、高功能纤维和高感性纤维三大类。高性能纤维是指对力、热、光、电等物理作用和酸、碱、氧化剂等化学作用有超常抵抗能力的一类纤维，分别具有高强度、高模量、耐高温、阻燃、耐腐蚀、防电子束辐射、防 射线辐射等能力。高性能纤维通常用于制作尖端复合材料、产业用纺织品、特种防护用纺织品等，如制作导弹壳体复合材料的芳纶 1414，制作高温烟
2、尘过滤用无纺布的芳纶l3l3，制作防弹衣、防弹头盔的芳族聚酰胺、芳族聚酯纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。高功能纤维是在外部物理、化学因素作用时，具有特定的响应能力，能实现一定功能的一类纤维。这种响应能力虽然没有达到像传感器那样的准确性和响应程度，但已能够实现一定的功能。例如光导功能、光致变色功能、导湿功能、导电功能、光热转化功能、保温功能、吸湿功能、消臭功能、杀菌功能、物质分类功能、吸附交换功能、生物相容功能等。高功能纤维通常用于医疗保健(人工器官用纤维、医用缝纫线、止血纤维、抗菌防臭纤维)、功能性服装(保温、隔热、透湿、抗静电、变色迷彩)等。高感性纤维是指在高功能纤维中，有一类纤维在服用纺织品
3、的手感、风格、触觉、质感以及成品外观方面有特殊贡献，使最终产品的服用性能方面，或有独特风格，或优于天然纤维，或实现了特殊服用功能，是“新合纤” 、 “新新合纤” 、 “超仿真纤维” 、 “超天然纤维”以及后续各种新型服用纤维的总称，也被人们称作新感觉纤维。1 1 高强高模类纤维材料高强高模类纤维材料 高强高模纤维通常指强度在 18 cNdtex 以上、模量大于 440 cNdtex 的纤维，典型品种有对位芳族聚酰胺、芳族杂环聚酰胺、芳族聚酯、超高分子量聚乙烯、高强聚乙烯醇、聚对苯撑苯并二恶唑(PBO)、高强玻纤等。高强高模纤维除具有很高的强度和模量外，通常具有耐热、尺寸稳定、耐冲击、耐化学药品
4、等特点，有机高强高模纤维还具有良好的耐疲劳性能。高强高模纤维大多应用于飞机、导弹、火箭外壳等高强复合材料、飞机和产业用汽车轮胎帘子线、头盔、防弹衣、防弹胸插板等单兵防护装备；防切割手套、防热手套、防刺衣、防刺鞋的防刺层材料；绳索、电缆、光缆、耳机线；体育用品和橡胶增强用纤维：峰擦材料、密封材料等。除少量短纤用于制作无纺布和毡以外，通常都为长丝。高姒高模纤维中，芳族聚酰胺和芳族杂环聚酰胺纤维主要由美国、荷兰、日本和俄罗斯生产。Kevlar29、Twaron standard 属于第一代芳纶；Kev-lar129 属于第二代芳纶，大量用于防弹装备；ArIlOS 等芳族杂环聚酰胺也称作第三代芳纶，主
5、要用于远程导弹外壳等先进复合材料。超高分子量聚乙烯纤维因为其密度低，所以是比强度最高的纤维，但存在熔点低、不耐高温、无极性基团、不易粘接的缺点。目前除荷兰、美国、日本能生产 UHMWPE 纤维外，国内已经有 4 家企业能够工业化生产。除用作军、警用防弹背心、头盔、防弹插板外，还用于防切割手套、绳索、鱼网、钓鱼线和其他休闲用具。PBO 纤维是同时具有高强和高阻燃效果的纤维，氧指数达到 68，但价格昂贵。PBO 纤维和芳族聚酯、超高强聚乙烯醇纤维生产量均较少。2 2 耐高温阻燃类纤维材料耐高温阻燃类纤维材料 新型纤维及其应用2与整理型阻燃纺织品相比，纤维本身具有阻燃效能的纺织品阻燃效果耐久、无异味
6、、不因阻燃整理剂的损伤及加工助剂的残留引发织物脆变。本身具有阻燃效能的阻燃纤维包括芳族聚酰胺、芳族杂环聚酰胺、聚苯并咪唑(PBI)、聚对苯撑并苯二恶唑(PBO)、聚酰胺酰亚胺、聚苯硫醚(PPS)、聚芳砜酰胺(PSA)等线形芳香族耐高温阻燃纤维；酚醛纤维、三聚氰胺纤维等热固性三维交联纤维；采用共聚改性的腈氯纶纤维、采用阻燃剂共混改性的阻燃粘胶纤维、阻燃维纶、阻燃涤纶、阻燃锦纶等。其中阻燃涤纶、阻燃锦纶、阻燃丙纶等经共混阻燃剂改性的合成纤维存在高温下的熔滴问题，故其应用受到限制。而阻燃粘胶、阻 燃维纶和腈氯纶则不发生熔滴问题。腈氯纶的缺点是强度偏低、且燃烧时发烟较多。国际上主流阻燃产品有如下两种经
7、典搭配：(1)采用原液着色技术的 Kermel 纤维与阻燃粘胶以 5050 的混纺比混纺，是欧洲军警、消防人员的 耐高温阻燃防护服的主要面料；(2)以 Nomex 为代表的芳纶 1313 纯纺或与阻燃棉纤维混纺(6535)，是美国、日本等军队的主要阻燃面料。PBI 由美国 NASA 开发，多用于宇航密封仓的耐热防火材料。因其回潮率较高，故逐渐发展为消防服、耐高温工作服、飞行服的阻燃材料。PBO 的阻燃性能特别好，且强度达到芳纶 1414 的近 2 倍，LOI 达 68，受热后几乎不产生烟尘。芳砜纶是我国自行研究和开发应用的阻燃纤维之一，其耐热、阻燃、不熔融、电绝缘和耐腐蚀等性能可达到或接近No
8、mex 纤维，在我国的滤料、电机绝缘材料、阻燃防护服等方面已得到推广应用。目前我国已经能够生产芳纶 1313、阻燃粘胶、阻燃维纶和腈氯纶。3 3 电磁兼容类纤维材料电磁兼容类纤维材料 3 31 1 导电纤维导电纤维 随着易于产生静电的合成纤维等高分子材料的广泛应用以及随着对静电敏感的微电子器件的普及，纺织品静电已经成为引发油品、火工品爆炸、导致微电子器件损伤的主要原因，纺织品的静电也导致服装纠缠人体、吸附灰尘、影响工作效率、影响身体健康。通常采用导电纤维来减少静电电荷的产生和积累，逸散静电电荷，克服静电干扰。同时，某些导电纤维还可以用来阻隔或吸收电磁波，对电子设备和人体起到防护作用。导电纤维通
9、常指电阻率小于 l0 ncm 的纤维。导电纤维根据材质和结构不同，可分为导电成分均一型导电纤维(纤维各部位均为同一材料，导电性能优良，体积比电阻通常在 l0。nCIYI10 ncm。如金属纤维、碳纤维、导电聚 合物纤维等)、导电成分共混型导电纤维(普通合成纤维共混添加银粉、碳粉、金属化合物等)、导电成分包覆型导电纤维(在普通合成纤维表面通过物理、机械或化学方法包覆一层碳黑、金属或导电高分子等导电物质)、导电成分复合型导电纤维(采用复合纺丝的方法将高浓度的导电成分与普通成纤高聚物共混作为一种组分，以同样的普通成纤高聚物为另一组分，纺成皮芯型、多点海岛型、并列型、三叶型等截面结构的导电纤维)。超净
10、工作服等抗静电要求高的环境，需要使用碳黑等低电阻导电成分包覆在外的导电纤维，以嵌织方式添加于织物之中；一般抗静电工作服或民用服装需要增加抗静电功能时，多采用复合型导电纤维；对于浅色织物且要求导电纤维外露时，可采用以金属氧化物为导电物质的复合型导电纤维。3 32 2 电磁屏蔽纤维电磁屏蔽纤维 不锈钢等金属纤维本身就是电磁屏蔽纤维，可以与普通纤维混纺生产电磁波屏蔽织物。新型纤维及其应用3采用在普通纤维表面镀金属膜(例如镀铜、银、金等金属)的方法形成导电性能优良的导电层，由此加工成织物、含泡沫塑料的管状物，对电磁辐射源进行屏蔽或对电磁辐射源的金属外壳的接缝进行密封，防止电磁波泄漏，也可以作为对需要进
11、行电磁辐射防护的人体或设备进行屏蔽。所采用的银离子还可以起到抑菌防臭的作用，对金葡菌、肺炎杆菌、绿浓杆菌、大肠杆菌等有抑制和防扩散作用。除了采用金属等导电物质反射电磁波的方法进行电磁屏蔽外，也可以采用吸收电磁波方法来屏蔽电磁波。例如采用陶瓷微粉、铁氧体微粉等吸收电磁波微粉共混制成电磁波屏蔽纤维。4 4 积极保温类纤维材料积极保温类纤维材料 4 41 1 相变蓄热纤维相变蓄热纤维 在常温下实现相变的固固相变材料的研究开发，为服装提供了积极式保暖和智能式调温的可能性。目前开发的相变蓄热纤维多采用微胶囊技术或复合纺丝技术，将相变材料(PCM)封装到了纤维内部，由此生产的纺织品可实现在较低的温度环境下
12、相变放热、在较高的温度环境下相变吸热。虽然其热焓有一定限制，不可能无限制的实现有效调温，但现有的实践表明，含 PCM 纤维的确具有智能保温效果，特别对于工作在冷热交替环境中(如频繁出入冷库的人群)、高原缺氧地区需要减轻服装重量的人群，有实用意义。4 42 2 吸湿发热纤维吸湿发热纤维 纤维捕捉空气中含较高动能的水分子，将其吸附固定到纤维表面，可使其动能转变为热能，从而达到发热的作用。吸湿发热纤维就是利用这一机理实现积极保温的一种纤维，其中比较典型的是日本东洋纺公司对聚丙烯酸分子链进行高亲水化处理，生产出的 Eks 纤维。由于 Eks 纤维在 20、65RH 下的吸湿能力约是棉的 35 倍，故纤
13、维吸湿放热量约是羊毛和羽绒的 2 倍左右，在从干燥的室内到达湿冷的室外，可通过纤维的吸湿放热，达到衣内微气候区温度变化减缓的作用。4 43 3 太阳能保暖纤维太阳能保暖纤维 由碳化锆、氧化锆等陶瓷微粒在合成纤维中共混纺丝制成。利用碳化锆、氧化锆等对可见光的吸收率高、对红外线的反射率高的特点，从环境吸收可见光和紫外线，转变成能量稍低的红外线向人体辐射；从人体发射的红外线被含陶瓷微粒的太阳能保温纤维反射，再回到人体表面，由此达到积极保温的作用。但由于添加量有限，通常只能对微气候区的温度发生零点几度的变化。5 5 其他纤维材料其他纤维材料除上述材料之外，还有吸湿排汗类纤维材料、特殊手感风格类纤维材料和保健功能类纤维材料。特殊手感风格类纤维材料又分为聚酯纤维 PTT、三元复合纤维、自伸长纤维、落水不透明纤维。保健功能类纤维材料分为磁性保健纤维、芳香纤维、负离子纤维、驻极体纤维。参考文献：参考文献：姚穆，纺织面料的发展趋势与新材料技术的应用 陶肖明，张兴祥智能纤维的现状与未来 薛元，基于纤维形态控制技术的纤维差别化与复合化施楣梧，新型纤维材料及其在纺织品中的应用新型纤维及其应用4姚龙夫，俞明康，王鸣义等涤纶短纤维新产品开发 孙卫国，抗紫外线纤维及纺织品
