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1、仿棉聚酯 关键指标解读东华东华 大学研究院化纤纤工程研究中心教育部高性能纤维纤维 及制品重点实验实验 室王 华华 平243 3仿棉聚酯技术指标体系3 1结束语汇报内容背景建议与展望仿棉聚酯纤维的提出“仿棉”主导产业升级战略 2009年杜会长针对长针对 棉花资资源受限、促进进棉纺纺与涤纶产业协调发涤纶产业协调发 展，提出仿棉、超仿棉; 杜会长长指出，超仿棉是纺织纺织 行业业“十二五”的重要任务务，因为为其能够够弥补补棉花等天然纤维纤维 的巨大缺口，能够顺应够顺应 人民过过美好生活的新期待， 能够够提升化纤产纤产 品附加值值，促进产业进产业 升级级。并特别别强调调要可靠、扎实实地分阶阶段推进项进项
2、 目，适时时制定测试测试 方法与指标标，制定相关标标准，为规为规 范市场场奠定科学基础础。 2009年我国化纤纤“十二五”规规划重点发发展仿真：产产量目标标是实现实现 1500万吨，其中仿棉是重点，计计划实现实现 800万吨；标标志着纤维纤维 开发发重心转转移到产业链产业链 开发发仿棉仿毛、仿麻仿丝丝及 仿真皮等 2010年底，依托化纤产业技术创新战略联盟，科技部优先启动了“十二五”国家科技支撑计划项目“超仿棉聚酯纤维及其纺织品产业化技术开发”项目，建立了仿棉科技与产业资源的协同开发平台仿棉聚酯纤维的提出u短纤仿棉：2009年南京东华（共聚、中空、混纺） 、2011年德福伦（共混）u长丝仿棉：
3、2010年恒力（ITY）、2010年金辉（共 混、亲水共聚、ATY/DTY）、2011年百宏（共混、 DTY混纤）u面料：海天、国泰、台巨、u服装：李宁、安踏仿棉产业化取得显著进展仿棉技术术多元化、其中长丝长丝 仿棉由于其工艺艺流 程短、产产品可调节调节 范围围大，成为为新亮点仿棉-市场、技术基础u发展机遇期：棉花价格高、聚酯面临转型升级； 终端产品在运动、休闲领域快速发展u协会引导，企业、市场响应：u市场基础：消费理念u技术基础：聚酯聚合可设计、纺丝可调控；u仿棉产品市场定位明确，不是具体某一个产品， 而是一个方向，形成系列；u仿棉不是简单取代棉，而是在结合市场发展的新 型产品，创造与引领需
4、求；柔性链段亲水基团改性聚酯组分可设计与聚合工程柔性化u技术基础-聚合改性技术基础-纺丝技术可调控相分离纺丝 亲水母粒，利用不同粘 度及流动特性，共混纺 丝； 亲水组分分布在纤维表 面共混添加：熔体在矩形孔道速度V分布 二次参数优化圆角半径，夹角 高对称性高规整性根据泊松Poisson 方程求解方法，对 熔体在异形孔道中 的流动进行有限元 网格划分，对运动 方程进行数值解喷丝板设计技术技术基础-纺丝技术可调控POY/FDY异收缩复合聚酯纤维加工流程图 使纤维表面有许多丝圈，消除化纤丝织物的极光 具有高膨松性和柔软的手感;物理法仿棉： 仿棉的手感、蓬松性技术基础-牵伸卷绕组合技术11 异形纤维纤
5、维 集合体 Monte Carlo模拟拟指导产导产 品开发发纤维纤维 束截面模拟软拟软 件 SG（Shape Generator ） 纤维截面形状纤维半径不同截面混合比输 入生成截面图象纤维数量毛细孔道数量毛细孔道当量半径输 出芯吸高度、芯吸 速度、芯吸时间 、饱和芯吸量导湿快干性能计算技术基础-多组分纱线设计技术运动服装休闲服装户外服装 单面双面单向导湿导湿织物模型非导湿面料单层导湿面料双层导湿面料u技术基础-织物结构设计存在问题u仿棉科学定义不明确，产品缺乏必要的规 范，由于不同的工艺方案，技术指标相差 很大，无法制定统一标准u仿棉是产业链的协同技术，聚酯切片、纤 维、纱线和面料指标难以分
6、解243 3仿棉聚酯技术指标体系3 1结束语汇报内容背景建议与展望 棉纤维纤维 吸湿性：棉纤维纤维 回潮率在7.6左右；折射率1.511.58；u棉纤维结纤维结 构特性 棉纤维纤维 燃烧热烧热 ：18.8kJ/g，极限氧指数：17-19% 耐碱不耐酸，耐光性、耐热热性一般；什么是棉 半晶高聚物：结结晶度：60%棉纤维纤维 分子结结构 :(C6H10O5)n棉纤维横截面棉纤维纵面结构 羟羟基：OH 官能团团：酯酯基-COO- 、羟羟基 分子链刚链刚 性大 半晶高聚物：结结晶度45%聚酯结构特性 初始模量高；弹弹性回复性好； 吸湿染色差:回潮率0.4%；不能采用常温染色。 热热学性质质:熔点255
7、-265，熔融热热0.05-0.06kJ/g； 耐热热性和热稳热稳 定性好；什么是“仿棉”u仿生材料学以阐阐明生物体的材料构造与形成过过程为为目标标，以生物材料 的观观点来思考人工材料，从生物功能的角度来考虑虑材料的设设 计计与制作；u“仿棉”聚酯酯：主体是聚酯酯，聚酯酯含量85%；经过经过 聚合、纺纺 丝丝、织织造、染整技术术手段的组组合，开发发的既具有棉的外观、光泽、手感、亲水性能，又具有聚酯耐磨、高强、保型等优点 ；u仿真丝丝是涤纶纤维长丝经涤纶纤维长丝经 特殊工艺艺和特种整理，其具有类类 似真丝丝的外观观、光泽泽、手感等效果；棉缺点： 抗皱性差、 拉伸性较差； 耐酸性差； 经水洗和穿着
8、后易起皱，变形； 不耐氯漂，否则强力下降很快；优点： 强度高 吸湿性强 人体亲和、舒适 对染料具有良好的亲和力，染色容易，色谱齐 全，色泽鲜艳。涤纶涤纶优点： 优优良的耐皱皱性； 优优良弹弹性、尺寸稳稳定性； 耐日光， 耐摩擦； 不霉不蛀 较较好的耐化学试剂试剂 性能；缺点： 吸湿性、透气性差 ； 手感较较硬，有蜡状感； 染色性能较较差，一般须须在高温或有载载体存在的条件下用分散染料染色；仿棉聚酯仿棉目标 聚酯酯仿棉目标标：综综合棉与聚酯酯的优优良性能，改缺存优优“仿棉” 产品 定位看起来像棉 （视觉）穿起来像棉 （亲和性、舒适性）用起来比棉方便 （洗可穿性）摸起来像棉 （触觉）“仿棉”产品基
9、本指标 光泽 染色 柔软感 暖感 蓬松感 亲水性（液态水、气态水） 透气性 透湿性 抗起球起毛性 抗皱性 速干性u还可根据聚酯加工特点和后道应用需求，开发抗菌、抗紫外阻燃等功能化仿棉品种；仿棉技术体系化学结构纤维结构面料结构聚酯 聚合纺丝纺纱/织造染整 共缩聚 接枝聚合 亲水母粒共混 细旦 中空、异形 亲水油剂 混纺纱线 织物结构设计 亲水整理 表面处理技术体系看上去像棉-光泽材料光泽表面正反射光表面漫反射光内部的反射光 要改善涤纶的光泽度并达到棉纤维的效果，需让纤维表面形成漫反射， 以减弱光线的反射能力。减弱光泽的方法有：对纤维表面进行改性，使 其表面对光线的反射作用降低，或吸收部分光线，形
10、成柔和光泽；利用 细旦或超细旦丝，提高漫反射能力，使光线柔和。光泽纤维光泽织物光泽染色颜色 表面状态 截面形状 层状结构以及添加剂 织物结构 大分子结构u影响关泽泽的因素看上去像棉-光泽纤维光泽-改性手段u添加无机粒子消光； u调整纤维截面形状； u改变纤维表面结构；棉纤维改性聚酯纤维异形截面纤维光泽标准一级二级三级一级二级三级三级二级一级010070554030201047全消光纤维纤维半消光纤维纤维大有光纤维纤维15.030.040.050.060.070.080.090.099.9（光泽泽度）（360nm处处吸光率%）0.1u用吸光率建立纤维光泽的评价标准染色-改性手段u共聚、分子链段设
11、计u阳离子、ECDP左边易染型 右边普通涤纶 上染率90% 色牢度4级级摸上去像棉-手感手感柔软感暖感蓬松感 纤维横截面、纤度 分子链段刚柔性 模量 瞬间吸湿性 传热系数 纤维横截面 分子链段刚柔性 纤维表面状况u影响因素u柔软软感：PET中含有芳香族的苯环环，分子链链段的刚刚性较较大，因此手感发发硬。要做到摸上去像棉，就要对对PET的分子链链段、纤维纤维 模量进进行调调 控。在聚合过过程中引入柔性链链段，增加聚酯链酯链 段的柔顺顺性，从而改进进手 感，使纤维纤维 手感柔软软。手感改性方法强力实验改性前后对比S-S曲线u膨松感改进主要有以下几种途径： 在纺丝阶段，一般采用中空、W形制得异形纤维
12、，使得纤维具有蓬松感，与棉相似。 利用空气网络与加弹形式，交缠形成不规则结构； 利用不同原料组合形成立体卷曲膨松形态；u暖感：在聚合过程中添加的无机粒子，除了可以改变纤维的光泽，还使纤维具有瞬间吸湿效应，因此使纤维具有干爽感和暖感，与棉接近 。手感改性方法穿起来像棉舒适性u影响因素舒适性亲水性透气性透湿性 回潮率 保水率 吸水率 芯吸高度 瞬间吸湿性 单向传递指数 透气量 液态水扩散速率 蒸发速率 透湿量液态水动态传递综合指数最大浸湿半径人体皮肤表面温度和湿度生理曲线线 Ts皮肤温度 Ws出汗湿润润面积积百分比关键是湿热平衡及实时动态调控能力舒适的人体微环环境 温度：321 湿度：5010 R
13、H 平均气温29的夏季，体重为为65kg的人在室内生活的出汗量为为0.125kg/h。 若在太阳光照射下，气温为为32-36步行，则则出汗量为为0.4-0.7kg/h。 高温作业业（28.5-35）时时出汗量为为1.3-1.5kg/h。 日常生活中，亚亚洲成年人一天所产产生的热热量，男子约为约为 10470103J，女子约为约为 8750103J。棉：热调控能力强湿调控能力弱涤纶：热调控能力弱湿调控能力弱穿起来像棉舒适性 纤维纤维 化学结结构中有无可与水分子形成H键键的基团团，及其强弱和数量的大小：例：天然纤维纤维 、再生纤维纤维 ：-OH，吸湿性好 与聚集态结态结 构有关：吸湿发发生在无定形
14、区及结结晶区，表示结结晶度小，吸湿性好舒适性改性方法u亲水聚合改性聚酯纤维 亲水基团水分子 常规规聚酯酯表面接触角：75-90 亲亲水聚酯酯表面接触角： 60-75 高亲亲水聚酯酯表面接触角：45-60 常规规聚酯纤维酯纤维 回潮率：0.4% 亲亲水聚酯纤维酯纤维 回潮率： 0.6-1.0% 高亲亲水聚酯纤维酯纤维 回潮率：1.0-1.2%舒适性-聚酯切片聚酯、改性聚酯切片亲水性能比较舒适性-聚酯纤维纤维的放湿（气态水）曲线 纤维的吸湿（气态水）曲线 吸湿、放湿性能比较超仿棉面料纯棉面料纯涤面料30 秒 后舒适性-面料面料分水扩散速度用起来比棉方便洗可穿性u影响因素洗可穿性抗起毛 起球性抗皱性
15、保型性 模量 断裂强度 分子链刚性 尺寸稳定性 弹性回复率检验项目单位标准要求实测结果结论吸水率（洗前）%200269合格 吸水率（洗后）%200293合格 滴水扩散时间（洗前）S33.0合格 滴水扩散时间（洗后）S32.9合格 芯吸高度（洗前）Mm100163合格 芯吸高度（洗后）Mm100156合格 蒸发速率（洗前）g/h0.180.31合格 蒸发速率（洗后）g/h0.180.23合格 透湿量（洗前）g/m2d1000011300合格 透湿量（洗后）g/m2d1000010600合格品种一：双珠地 克重190g/执执行标标准：GB/T 21655.1-2008 检验单检验单 位：国家针织产针织产 品监监督检验检验 中 心未添加任何功能整理剂剂功能评价功能评价吸湿速干（吸湿速干（65/3565/35）u仿棉织品的开发功能拓展检验项目单位标准要求实测结果结论吸水率（洗前）%200301合格吸水率（洗后）%200222合格滴水扩散时间（洗前）S30.6合格滴水扩散时间（洗后）S30.5合格芯吸高度（洗前）Mm100136合格芯吸高度（洗后）Mm100210合格蒸发速率（洗前）g/h0.180.26合格蒸发速率（洗后）g/h0.180.26合格透湿量（洗前）g/m2d1000011700合格透湿量（洗后）g/m2d1000011700合格品种
