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1、功能纤维和功能纺织品的开发姓名：杨涛 学号：1015033005摘要：从三个方面介绍了功能纤维的类别与性能、功能纺织品的种类与性能以及功能纺织品研究的技术思路及其产品开发的基本知识。关键词：纤维材料功能纤维功能纺织品。进入21世纪后,材料科学、信息技术、生物工程及纳米技术等学科的迅猛发展,对人类的生产、生活产生了深远的影响。随着各学科的相互交叉、渗透,纤维材料的开发与研究由以服用面料为中心,逐渐扩展为产业用纤维材料、航空航天用纤维材料、医用纤维材料、信息通信用纤维材料等广泛领域。由此,纤维的功能性被明显地提升,纤维材料作为材料科学的重要组成部分得到了人们的高度重视。由天然纤维、人造纤维到合成纤
2、维;由单纯模仿麻、毛、棉和蚕丝等天然纤维的性能风格,专注面料纤维的功能到有目的地开发利用各种专用纤维材料,是纤维由纺织纤维转变为纤维材料的标志。人们通过各种手段(包括开发新型功能纤维材料及纤维的成型技术)赋予合成纤维各种功能,让合成纤维的特点得到充分的发挥。使纤维材料的性能发生了变化,出现了所谓“超天然纤维”的概念,即在模仿天然纤维的过程中得到天然纤维都不具备的性能。由不同的纺织纤维构成的纺织品具有不同的风格特点,任何纺织品都有其自身的功能。而功能纺织品是区别于一般纺织产品功能的纺织品,或者是将某一基本功能强化的纺织产品。强化某项或某些项应用性能是功能纺织品的基本特点。下面将从功能纤维的类别及
3、性能、功能纺织品的种类及性能、功能纺织品开发的技术思路及产品开发的基本知识三个方面来谈谈功能纺织品的开发问题。1功能纤维的类别、性能1.1功能纤维的类别功能纤维的种类很多,而且随着纤维材料科学的不断发展,会不断地开发出更多高性能的功能纤维。功能纤维按照纤维的来源可分为天然功能纤维、再生功能纤维及合成功能纤维;按照材料的属性可分为有机功能纤维和无机功能纤维;按照纤维的应用领域可分为产业用功能纤维、衣料用功能纤维、家居装饰用功能纤维等;按照具体功能特性可分为高强度纤维、耐高温纤维、高吸湿性纤维、吸湿导湿功能纤维、抗菌杀菌纤维、保温调温纤维、阻燃功能纤维、形态记忆智能纤维、防辐射纤维、导电、抗静电纤
4、维等。以超细纤维为核心的纤维品种,构成了功能纤维的另一类别,由它构成的面料包括麂皮、桃皮、新丝型和薄毛型超高密等新合纤织物。1.2功能纤维的性能不同的功能纤维具有不同的性能。高吸湿性功能纤维和吸湿导湿性纤维是两种不同性能的功能纤维。高吸湿性功能纤维的大分子上含有能与水分子结合的基团如羟基、羧基等基团,其吸湿能力非常强,放湿的能力弱。而吸湿导湿性纤维的吸湿机理与高吸湿性功能纤维不完全一样,其吸湿机理除了要通过一定数量的亲水基外,更主要的是通过表面带有微孔的中空纤维,通过“芯吸”效应将湿导出。在纺丝时,通过添加共混功能性超细粉体的方式可以得到不同功能性合成纤维品种;添加共混陶瓷超细粉体可以得到远红
5、外功能合成纤维;添加共混Cu、Ag等金属元素及其化合物或其它抗菌剂可得到具有抗菌功能的合成纤维;添加共混二氧化钛、氧化锌等可得到具有防紫外线功能的合成纤维;添加共混不同的变色超细粉体,可得到各种具有变色功能的合成纤维;添加共混阻燃性物质可得到具有阻燃功能的合成纤维;添加共混导电性粉体如碳黑可得到具有导电功能的合成纤维。2功能纺织品的种类及性能2.1功能纺织品的种类纺织品从空间形式上有一维、二维和三维之分。纤维、纱线、绳等属于一维形式,面料属于二维形式,多轴向立体编织属于三维形式。纺织品的各种功能就是通过这些形式表现出来的。我们通常论及的纺织品多为二维形式的面料,可按照织造方式分类,如梭织面料、
6、针织面料以及无纺布等,也可按照应用领域来进行分类,如产业用纺织品、衣料和家居装饰纺织品及寝具用纺织品等。强调纺织品的应用性能是功能纺织产品的基本特点。不同的应用领域需要不同性能的纺织品,纺织品的各种功能在不同领域的应用中得以体现。因此,功能纺织品按照应用领域进行分类,可分为产业用功能纺织品、衣料用功能纺织品、家居装饰功能纺织品及寝具用功能纺织品等。按具体功能进行分类则可以分为许多种类。2.2功能纺织品的性能不同的功能纺织品具有不同的性能。2.2.1产业用功能纺织品功能纺织品应用于产业的各个领域。安全防护用纺织品:根据用途分别具有防火、阻燃、防化学品、防辐射、保暖、隔热、防水、防风、防冲击、防噪
7、音等性能;工业生产用纺织品:分别具有过滤、排水、托持、输送、压榨等性能;农业用纺织品:根据用途要求分别具有防水、保水、固土、密封等性能;建筑及土工用纺织品:根据用途要求分别具有增强、加固、防水、渗水、防火、隔热、吸音、遮阳、固土、密封、质轻等功能;医用纺织品:根据用途要求分别具有抗菌、杀菌、防水、吸水、防水透气、生化降解、生体等功能;运动、娱乐用纺织品:根据用途要求分别具有增强、质轻、弹性、耐磨、防水透湿、吸水排湿及各种奇异的视觉效果等功能;军事、国防用纺织品:根据用途要求分别具有防化、防辐射、隐蔽、诱惑、防火阻燃、防弹、增强、耐用、质轻、保暖、耐寒、防水、防风、防潮等性能;航空航天用纺织品:
8、根据用途要求分别具有高强、质轻、保暖、保温、耐高温、阻燃、耐冲击、防抗辐射等功能。2.2.2衣料用功能纺织品衣料用纺织品与产业用纺织品对产品性能的要求不同,更注重外观和穿着舒适性的要求,即更注重感官功能,包括触感功能(柔软、温暖、凉爽、干爽等)、视觉功能(色彩、款式、花色、悬垂、挺括、防皱等)、味觉功能(香味、消除异味等)以及基本使用功能(强度、尺寸稳定、防缩、防蛀等)。当然,产业用纺织品的某些功能也引起企业和消费者的兴趣,常常被引用到衣料用纺织品中来,如抗菌、杀菌、阻燃、防辐射功能。2.2.3家居装饰功能纺织品及寝具用功能纺织品随着居住环境的日益改善,人们对纺织品的需求从衣料用纺织品已逐渐扩
9、展到人们生活的各个角落,对家居装饰、寝具纺织品的需求越来越大,对它们功能性的要求也越来越强烈,已从一般的单一视觉要求发展到更多的功能要求,如阻燃、消音、隔音、遮光、隔热、防蛀、防污、防尘、易洗、防水、保暖、保健、变色、香味、消除异味、绿色健康等功能。3功能纺织品开发的技术思路及产品开发的基本知识功能纺织品的开发是纺织品开发的重要部分,在纺织品一般功能的基础上强化或附加一项或多项特殊功能是功能纺织品开发的具体任务。纤维是构成纺织品的基础材料,纤维的性能从根本上影响着纺织品的功能,同时,纤维的性能需要通过纺织品的具体形式表现出来,必然也会受到纺织品组织形式的制约,善于利用纺织品的组织结构,使其有利
10、于纤维性能在纺织品中的充分发挥,有助于功能纺织品的顺利开发。开发功能纺织品,使纺织品的某项或多项功能被强化或其它某项或多项功能被附加于纺织品中,可以通过不同的技术思路实现。3.1直接利用功能纤维,通过纺织产品的成分组成设计、组织结构设计、外观形状设计来开发功能纺织品可以全部使用功能纤维,也可以用功能纤维与其它纺织纤维混纺或交织的方式。全部使用功能纤维,如开发电磁波屏蔽织物。利用导电性良好的金属纤维,可获得理想的电磁波屏蔽面料。全部使用功能纤维,得到的纺织品功能性强且专一,往往在使用中存在着其它功能差的明显缺陷,如外观差、手感不好、难染色、穿着不舒适等,采用这样的方式得到的纺织品多用于需求专一的
11、产业用途,如若作为衣料用功能面料,还需要其它种类的纺织纤维对其缺陷进行弥补。采用功能纤维与其它纺织纤维混纺的方式,如开发防静电织物。用导电性功能纤维与合成纤维混纺的方式,可得到不同效果的抗静电织物。其它功能纤维,象远红外纤维、抗菌、杀菌纤维等与不同种类纤维进行混纺,一样可以得到相应功能的纺织品。采用功能纤维与其它纺织纤维交织的方式,如用弹性纤维与其它纤维进行交织,可得到不同弹性的功能面料。采用功能纤维与其它常规纤维混纺或交织的方式,可以使功能纺织品在强化某项功能的同时,其它的应用性能不会受到明显地影响,这是开发功能纺织品的重要技术思路。采用功能纤维与其它纺织纤维混纺或交织时,要考虑织物的类型、
12、织物的组织结构对纺织品性能的影响等等。3.2对常规纺织品通过染整加工进行化学与物理的整理来开发功能纺织品包括对构成纺织品的常规纤维进行变性处理,纺织品的浸渍吸附处理、涂层加工等。对构成纺织品的常规纤维进行变性处理,是得到功能纺织品的一个有效途径。如在亲水纤维上引入更多的强亲水基团,可以得到强吸水纺织品。对纺织品进行浸渍吸附处理,是印染厂开发功能纺织品最实用的有效途径。功能性物质通过水这样的介质,在浸渍时被吸附结合于纺织品之中,从而使常规纺织品具有功能性。这样的例子枚不胜举,如抗菌整理、防静电整理、拒污整理、微胶囊香味整理等。涂层加工属复合式加工,将涂层的性能附加于纺织品上,使纺织品获得它所需要
13、的功能。涂层织物属于涂层制品的一部分,在涂层织物中织物是主体,涂层提供附加功能,如防水透气涂层、导电涂层、遮光涂层、防辐射涂层等等。除了涂层之外,复合加工的其它形式还有层压,将不同功能的织物或功能层通过热熔树脂复合在一起。另外,对织物进行复合金属薄层的层合、喷镀、溅镀以及化学镀等,可以得到金属化的纺织品,用于电磁波屏蔽的目的。功能纺织品的开发是一项复杂的工作,单一的仅通过纺织的手段或仅通过染整的手段所开发的功能纺织品都是不完整的,所以,染整工作者要与纺织工作者密切合作。目前,我们大多数的印染企业,在多数情况下都是进行来料式的加工,印染坯布由不同的纺织厂提供,纺织与染整的关系在形式上是非直接的、
14、非技术的贸易关系,就管理体系来看,客观上不利于技术上的紧密合作,当然也就不利于开发出完整的功能纺织品。那么,印染企业能不能自主开发出完整的功能纺织品呢?回答是肯定的。给纺织品附加功能是印染加工的特长,印染企业没有生产什么样面料的权利,但是却有选择面料的权利,面对纷繁的面料市场,选择合适的面料并对其附加功能是完全可以做到的。在这方面,综合性的纺织染整联合企业就有它的先天优势,我国目前在一些城市和地区就存在这样的纺织集团。功能性纺织品的开发是一项艰巨的工作,会面临许多意想不到的困难和问题,还会面对无法预测的市场风险。当然,高回报与高风险是并存的,如果能按照科学、合理的手段,安排、评价和管理产品开发
15、的整个过程,将会使未来的市场风险降低到一定的程度,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。参考文献1 欧阳晔.服装卫生学M.北京：人民军医出版社，1985.2 华梅.中国服装史M.天津：天津人民美术出版社，1989.3 YASUDA H，MIYAMA M.Dynamic water vapour and heat transfer through layered fabrics:Part 2:Effect of chemical nature of fibersJ.Textile Research Journal，1992，62（4）：55-58.4 FANGER P O.Thermal ComfortM.Copenhagen:Danish Technical Press,1970.5 WATT I C.Studies of the Wool-Water System,Part2：the Mechanisms of Two-Stage AbsorptionJ.Textile Research Journal，1960，30(3)：641-651.6 张渭源，王传铭，王建萍.服装设计与工程M.上海：东华大学出版社，2003.7 蓝海啸，姚海伟.仿生技术在迷彩伪装服中的应用J.河北纺织，2006（2）：29-31.8 STEVEN Goldman，ROGER Nagel，
