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1、差别化涤纶长丝的发展引言自1953年聚酯纤维诞生以来，作为主要的纺织原料在很大程度上缓解了天然纤维的短缺，并且以其良好的物理化学性能及织物挺括而著称，得到了迅速发展。多年来，涤纶产品的规模和产量一直居于我国化纤行业的榜首。但由于聚酯大分子链独有的化学结构，使得涤纶纤维及织物存在吸湿低、抗静电性能差、易起毛起球、织物手感僵硬毛感差、蜡质感强等缺点，使得常规涤纶织物穿著舒适性、美观性等方面都比天然纤维差，所以，人们在它问世的时候就在对它进行不断地改进，以取得类似于天然纤维的性能。常规纤维在开发经历了仿真天然纤维、高仿真、超仿真的发展过程后，不单从外观上模仿，而更是从微观结构方面仿制；开发出的一系列
2、新产品，统称为差别化纤维，又称“新合纤”。这些“新合纤”均以涤纶为主体，通过化学改性或物理变形制取的，它具有特殊的性能、特别的触感和感受；产品风格和性能是天然纤维或合成纤维所无法获得的；从聚合到织造染整等工序都使用新技术。随着人们对服装、装饰材料等的品种、品质和品位要求的不断提高，差别化涤纶的消费量也明显增加。据估计，目前国内市场对差别化涤纶的需求比例占全部涤纶产量的30%以上，预计2013年这一数据将超过40%，市场需求较好的品种主要包括有色纤维、有光纤维、异形纤维、细旦/超细旦纤维、高强力丝、三维卷曲纤维等。1涤纶差别化纤维的发展涤纶纤维产品的市场竞争已日趋激烈。从世界涤纶生产的发展趋势来
3、看，美国、西欧和日本的产量呈现下降的趋势，最主要是因为他们放弃了产量高、附加价值低、生产过程中环境污染严重的大宗货产品的生产，继而转向高层次、高技术及高附加价值产品的开发与生产。而把技术含量低的常规品种生产技术转嫁给了中国大陆、台湾、韩国及东南亚各国，呈现出聚酯生产能力东移的现象。目前，亚洲已成为世界聚酯生产的中心。我国涤纶行业的差别化率在过去几年有了很大提高，不仅在数量上已达36%，在发展水平上也有重大提升。国外现有的大部分差别化纤维品种我国已经生产，目前有27大类新产品已转入批量生产，超细旦、高收缩、阳离子染料可染聚酯、多功能混纤复合长丝等发展迅速。我国在超细纤维纺丝技术、 各种截面纤维纺
4、丝技术、 微小粒子混合纺丝技术、 聚合物改性技术、复合纤维技术、热处理技术和化学处理技术等新合纤开发的关键技术攻关方面都取得了较大的突破。客观而言，我国差别化涤纶的质量和品种与发达国家相比还有较大差距，特别是化学改性的品种总体偏少，生产企业的品种开发多以仿制为主，创新能力不强，品种局限性大。在产品结构上，表现为原料体系趋同，纺丝技术与装备趋同、市场趋同。目前，涤纶产品向差别化、功能化方向发展如细旦多孔、异型、异收缩、弹性、高吸湿、抗静电、抗辐射、阻燃、抗紫外、远红外、抗菌、导电等纤维。此外为适应信息产业、生命科学、环保产业等领域的发展，研究和开发出相应的纤维材料。涤纶也在积极向这些领域拓展，如
5、外科缝线、人工血管、人工肺以及可降解聚酯纤维等。1.1组成差别化1.1.1涤纶共聚纤维1.1.1.1阳离子染料易染聚酯(ECDP)由于聚酯分子链紧密敛集，结晶度和取向度高，分子间没有容纳染料分子的空隙，染料分子不易进入纤维内部，又缺乏亲水性，因而染色不如锦纶容易。在生产聚酯时, 除原料PTA和EG外，加入少量3,5-间苯二甲酸二甲酯磺酸钠（SIPM）作为第三单体共聚使经改性的分子链中增加了可作为阳离子染料染座的磺酸基团, 即可得阳离子染料可染聚酯（CDP）。但在常压沸染条件下, 只发生环染, 染料难以进人纤维内部, 若要得到较好的染色效果, 不得不采用高温高压的方法。后来人们加入少量的第四单体
6、聚乙二醇, 即能获得可在常压条件下沸染的阳离子染料易染聚酯（ECDP）, 用来生产高档仿真、仿毛面料，不但在外观上具有光泽、滑爽的手感,吸湿、透气、抗静电性能也有一定提高，但耐热稳定性大为下降, 在180熨烫温度下，强力损失最高在30%以上。在进一步研究中, 有人把1,4-丁二醇部分地代替PEG加人, 使所产纤维在耐热稳定性方面大有改善。1.1.1.2低熔点聚酯纤维一种新型的改性聚酯纤维,通过在普通聚酯的聚合过程中加入多种改性组分, 如添加间苯二甲酸、1,6-己二醇，1，4-丁二醇等。改变PET的分子结构,从而达到降低熔点的目的。低熔点聚酯通常是指熔点在100210的一类改性共聚酯，生产的纤维
7、在其自由状态下的热收缩仅为5%，广泛应用于服装用非织造布或电工绝缘非织造布生产中。1.1.2涤纶共混纤维1.1.2.1 涤纶消光纤维由于化学纤维表面光滑，具有一定透明度，所以在光线照射下，因为反射光强度很大而产生极光，使纤维具有肉眼看起来很不愉快的强烈的光泽，若在纤维中添加少量折射率不同的物质，则光线向不同方向进行漫射，纤维光泽就变暗，这种方法称为消光，加入的物质称为消光剂。通常采用的消光剂为二氧化钛，因为二氧化钛的折射率与涤纶的相差较大，二氧化钛比常见的合成纤维树脂的折射率高近2倍，其消光原理主要利用了它的高折射率，两者的折射率之差越大消光效果越好（锐钛型二氧化钛：2.55；聚酯：1.725
8、），二氧化钛同时还具有化学稳定性高，不溶于水，在高温下不起变化，在后处理过程中不会消失等优点。大有光（也称其为“超有光”）聚酯切片中的二氧化钛含量为零；“有光”聚酯切片中的二氧化钛含量为0.10%左右；“半消光”聚酯切片中的二氧化钛含量为（0.320.03）%；“全消光”聚酯切片中的二氧化钛含量为2.4%2.5%。全消光纤维,在纤维中加入大量消光剂后,消除了常规涤纶的极光,增加了纤维的悬垂度,并使手感干爽。1.1.2.2 涤纶色丝聚合或纺丝过程中之间加入色母粒或着色原液。生产出各种不同颜色的有色纤维,弥补了涤纶本身的染色弱点，也减少了后加工印染工序，直纺企业的纺丝设备由于和聚合部分相连，很难生
9、产有色产品，因此有色纤维的生产是切片纺企业的优势。1.1.2.3 荧光增白纤维 荧光增白纤维是在纺丝过程中添加增白剂，如EAXTMAN公司的OB-1增白剂。可提高织物的白度及染色鲜艳度，且在后整理过程中免去漂白处理，符合环保的要求。其主要的技术关键是掌握增白剂的添加工艺和添加量。1.2结构差别化1.2.1细旦纤维一般定义单纤细度在0.55dtex至1.1dtex（0.51D）之间的纤维为细旦（细特）纤维，小于0.5dtex的为超细纤维，单纤细度小于0.1dtex的为极细纤维。这类超细、极细纤维一般具有柔软、可绕性好、滑爽、易弯曲的特性，并且纤维束内有各种微细组织，单纤维根数多，单位比表面积大，
10、在纤维横断面上光泽、颜色变化的曲率半径小，纤维长径比高。超细纤维的生产采用特定的纺丝技术直接纺制，或采用间接复合纺丝，后加工中采用剥离技术，碱处理溶解、溶去法等制造技术。超细纤维由于直径很小，因此其弯曲刚度很小，纤维手感特别柔软；超细纤维的比表面积很大，具有极强的清洁功能；将超细纤维制成超高密织物，超细织物具有很好的防水透气效果；超细纤维在微纤维之间具有许多微细的孔隙，形成毛细管构造，如果加工成可被水润湿的毛巾类织物，则具有高吸水性，洗过的头发用这种毛巾可很快将水份吸掉，使头发快干。超细纤维可以做成仿真丝、仿桃皮绒、仿麂皮绒、仿毛和高密类产品。超细纤维在纺织领域中开拓了前所未有的出路，其主要应
11、用领域为高档时装面料、高密织物、高性能揩布、仿桃皮绒织物、人麂皮、高级拭镜纸、气体过滤材料等，还可用于人造血管等生物医学工程领域。 日本公司早在60年代就开始了此方面的研究开发工作，杜邦公司在1964年就取得了用复合纺丝法生产超细纤维的专利，并以此作为发展超细旦纤维的起点，到70年代，用剥离法和海岛法两种复合纺丝法制取0.1dtex左右的超细旦纤维实现了工业化生产。目前最好的超细旦纤维细度已能达到0.001dtex，并取得了较好的效果。北京服装学院和天津石化公司化纤厂合作，研究开发了水解剥离法超细纤维，它采用自己合成的易水解聚酯（EHDPET）与普通聚酯（PET）以15-2585-75质量比复
12、合纺丝，得到以EHDPET为海组份，PET为岛组份的复合纤维，加工成针织物或机织物，经水解处理，复合纤维即被剥离成0.04dtex的超细纤维。1.2.2异形纤维常规合成纤维包括涤纶纤维的截面都是圆形的，而且表面光滑，而蚕丝截面为三角形，毛纤维截面为椭圆形，具有双侧结构，表面有鳞片，麻纤维为多角形或椭圆形。各种截面的异形涤纶丝的推出，就是为了适应生产仿丝、仿毛和仿麻等织物的需要。异形纤维一般是指用特殊形状（非圆形） 喷丝孔所纺丝制成的非圆形截面的纤维，以及异形并且中空的纤维，如三角形、三叶形、扁平形、五叶形、三角中空纤维等。用圆形喷丝孔加工的圆形截面纤维经过异形化处理亦可得到异形纤维。这种异形纤
13、维蓬松度较好，耐起毛起球，消除了化纤光滑的手感，富有天然纤维的糙感。异形中空纤维与常规纤维相比降低了纤维集合体的密度，提高了热容系数、孔隙率、蓬松度、纤维截面的极惯性矩，增加了比表面积，因而不仅具有良好的蓄热保温和吸湿透气性能，实现了纤维材料的轻量化，而且还增强了纤维的刚度和不透明感。中空纤维也是应用比较多的异型截面纤维，如海天、翔鹭、远纺等生产的保暖纤维，用于针织摇粒绒等面料。聚酯多孔中空纤维从表面看，有许多贯通到中空部分的细孔，液态水可以从纤维表面渗透到中空部分，具有优良的吸汗快干和干爽型的独特风格，较适合做运动服装或其衬里。中空微孔纤维也可作为过滤材料。以异材质、异纤度、异截面、异收缩为
14、特征的多异纤维经织造、染整处理后，会赋予面料特殊的观感、触感和性能。粗细丝（竹节丝）可以通过机械地改变拉伸比、不均匀拉伸和变形加工等方法制造，也可直接采用特殊纺丝组件，纺丝工艺制造。球形纤维是通过三维卷曲纤维经粘合、碰撞等特殊技术制造。三维卷曲纤维采用双组分纤维纺丝或不对称冷却法加工制造。1.2.3复合纤维复合纤维又称“共轭纤维”，是指在同一纤维截面上存在两种或两种以上组分或成分的纤维。按所含组分的多少可分为双组分和多组分复合纤维；按其截面结构的形状可分为并列型、双侧型、皮芯型、海岛型及桔瓣型复合纤维等。这种纤维可兼有两种或两种以上纤维的特性，能够达到优势互补的效果。如并列型复合纤维具有永久性
15、三维自然卷曲，且蓬松、丰满、弹性好，保暖性好。海岛纤维是利用复合纺丝技术制得的超细或极细纤维，单丝线密度达到0.05dtex，织物具有柔软爽滑的特色，广泛应用于服饰、家纺及高级擦拭布。通常指PA/COPET复合。1998年日本海岛20年专利到期，由喷丝板企业向我国推荐海岛组件，之前长丝面料加工已经由韩国、台湾引入中国。2001年我国第一套海岛长丝生产线开始建设，由此海岛长丝在我国爆炸式发展。结合海岛长丝设备开发经验，海岛短纤维在纺丝部分与长丝线基本一样，采用环吹风骤冷。山东同大集团年产3000t海岛型超细纤维生产线已投入生产。其生产的纤维纤度可达0.45dtex，适用于生产非织造布、合成革服装
16、面料和鞋用基布等。皮芯型复合纤维可产生多种效应，如改善染色性、耐磨性等。目前，制作芳香面料的纤维多为皮芯型复合纤维，一般皮层为聚酯，芯层为掺有天然香精的聚合物。这类芳香面料能产生一种森林浴的感觉，同时具有去臭、安神、祛痰、兴奋神经和降压的作用。它可以制成絮棉、地毯、窗帘和睡衣等。以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维，既具有锦纶染色性、耐磨性好的优点，又有涤纶模量高、 强度大的特点。Sophista纤维是由日本可乐丽公司开发的。它利用了复合纺丝的方法，将EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）和聚酯制成双组分皮芯型的复合纤维。该纤维的表层为具有亲水性基团（OH基）的EVOH，芯层为聚酯纤维。在穿着Sophista纤维面料做的运动装时，由于亲水性基团的存在，汗水很快被纤维表面吸收并扩散出去，又由于芯层的聚酯几乎不吸湿，吸收纤维内部的水分与棉纤维相比要少得多，从皮肤吸入纤维内部的水分很快扩散蒸发出去，从而有干爽舒适的穿着感，织物不会黏
