纺织新材料(绪论)一

1主要参考资料1纺织新材料---李栋高，蒋蕙均（中国纺织出版社，2002）2新型纺织材料及应用--杨建忠，崔世忠等（东华大学出版社，2003）3现代功能材料及其应用—郭卫生,汪济奎（化学工业出版社,2002）4新型功能材料---贡长生张克立(化学工业出版社,2001)5、信息和功能材料-----刘先曙马傅华辛秀田（宇航出版社,1998）2国内外纺织新材料开发的现状国外纺织新材料的应用纺织品工业发展趋势绪论31.世界上最细的纤维又称超细纤维。顾名思义，它是一种非常细的纤维。根据纤维丝细度的专业表示方法，是将10000米长的纤维丝重1克定义为1“分特”，以分特作为度量单位来加以表达。目前国际上尚无有关超细纤维的统一定义，日本将0.55dtex以下的纤维称为超细丝；欧洲将0.3dtex以下的称为超细丝。目前，我国将0.5～1dtex的纤维称为微细纤维，将小于0.3dtex的纤维称为超细纤维。现在世界上已能生产出0.00009dtex的超细丝，如果把这样1根丝从地球拉到月球，其质量也不过5g。国内外纺织新材料开发的现状4超细纤维具有丝般柔软、手感滑糯、光泽柔和、织物覆盖力强及服装生理效果好等优点。其最重要的应用领域是时装业。但近来在家具、装潢材料、装饰织物以及产业用纺织品上的应用也取得了许多令人惊叹的进展。具体说来有以下几个方面：5仿真丝:采用线密度范围为0.11～0.56分特的超细纤维制成。其手感柔软、外观华贵，是制作高档礼服、衬衣及内衣的良好材料。清洁布:用超细纤维制作的清洁布具有较复杂的三维空间结构，能吸收较多的液体或灰尘，因其纤维线密度低、柔软而不会对擦拭表面造成损坏，所以适合制作高级玻璃器皿或精密仪器的清洁布。6高密织物:经浸胶(聚氨酯)再磨毛，可制得仿桃皮绒等高档织物，用于制作西服绒、茄克衫等。高密织物还具有芯吸效应，可及时排除人体汗液，因而适合制作运动服、滑雪服、内衣等；当高密织物密度达16000根/cm2～30000根/cm2时，还兼有防水、防风性能，因而还可制作风衣、雨衣、钓鱼服等功能性服装。其他应用:超细纤维也可以用作保温材料、过滤材料、吸液材料、功能纸和电池隔膜等。水闸、船底等常附着海藻贝类等生物，影响设备的正常运转。用超细纤维制成覆盖物就可抑制海藻及贝类的附着。72.世界上最韧的纤维：加拿大的特纳博士将蜘蛛丝蛋白基因转移到山羊乳腺细胞中，再从转基因山羊的乳汁中提取丝蛋白，并将其纺成高强度的蜘蛛丝。这种方法有望在不远的将来实现蜘蛛丝的工业化生产。据估计，这种人工合成蜘蛛丝的价格将为每公斤50美元左右，而目前现有丝纤维的平均价格约为每公斤26一33美元，由于蜘蛛丝的断裂强度是芳族聚酰胺纤维强度的3.5倍。因此，用较少的原料就能达到同样的机械性能要求。总体算起来，使用蜘蛛丝纤维还是比芳纶纤维更为合算。83.超柔软材料：桃皮绒面料被认为是超细旦纤维的自然延伸。市场供应的桃皮绒“新UST”是由卷曲的不同种异形超细旦涤纶长丝(0.1，0.11分特或直径0.6μm)组成的。如此细的纤维在自然界中是无法找到的，并且最终的面料在手感与性能上也与蚕丝、羊毛和棉花的面料完全不同。94.超蓬松材料：新型合成纤维新真丝，一种超蓬松材料，通过碱减量工艺制造的一种具有异型截面结构的异收缩比混纤纱，具有多种手感和悬垂性的真丝风格、干爽、丝鸣等特点。10芳香纤维消臭纤维防紫外线纤维防辐射纤维保健纤维其它功能性纤维5.功能性纤维：11芳香纤维：生产方式主要有：①把香料或芳香微胶囊与切片共混；②香料包含在芯层内的皮芯复合纺丝；③将可吸附香料的物质与切片进行复合纺丝，纺丝成型后再浸入香料中赋香。消臭纤维：消臭纤维能吸收臭气而净化空气，使用的消臭材料有活性碳、氧化锌、二氧化硅、氧化铝、氧化镁、沸石、金红石、蛇纹石等。近几年还有利用溶液共混方法制备纳米纤维复合材料纺制的消臭功能纤维。12防紫外线纤维有两种类型：一种是自身具有抗紫外线破坏能力的纤维，如腈纶。另一类是含有防紫外线添加剂的纤维。它是先在成纤高聚物中添加少量防紫外线添加剂，然后纺丝制成防紫外线纤维。其生产主要方法：一是选择芳香族聚合物组成的紫外线吸收剂与成纤高聚物的单体共聚制成防紫外线纤维。二是将氧化锌、二氧化钛等无机物微粒子(主要是陶瓷粒子)与单体混合，然后聚合制成无机物均匀分布的高聚物，经纺丝得到屏蔽紫外线的纤维。如日本的可乐丽公司开发的Esumo是加入了可吸收紫外线的陶瓷粉末的聚酯纤维。东丽公司开发的Arofoto也是加入了陶瓷粉末的防紫外线纤维。防紫外线纤维13防电磁辐射纤维防电磁辐射纤维主要有导电高聚物纤维、金属纤维、碳纤维及涂金属纤维等品种。其中，除导电高聚物纤维制备技术目前尚待进一步完善外，由金属纤维、碳纤维、涂金属纤维型导电纤维已在复合材料、织物、板材中得到较多的应用。14①远红外纤维：远红外纤维通常采用的主体纤维有聚酯、聚酰胺、聚丙烯纤维和纤维素纤维等多种，含有4％直径小于5μm以下的氧化钛和氧化镁远红外辐射性粉末陶瓷。保健纤维15以远红外纤维素纤维为例，成纱后织制的医用床单、枕套、被服在人体体温36℃-37℃作用下可放射出波长4μm-14μm的远红外线，这种辐射波极易被人体吸收，具有很强的渗透能力，能深入到皮肤下3cm-5cm处，使皮肤深层组织发热并产生共振效应，起到活化生物细胞、促进血液循环、加强新陈代谢、增强组织再生、抗菌消炎防臭的作用。16麦饭石纤维：麦饭石是一种天然的药物矿石，中国有天然优质的长白山麦饭石和中华麦饭石原料，富含多种有益人体的微量元素，其医用价值已得到广泛证实。麦饭石纤维是将经过高科技工艺处理过的麦饭石中的微量元素添加到从棉花和木桨中提取的纤维素中而制成，人体对麦饭石纤维中的吸收率可达1-3%，制成衣服穿用，可补充人体微量元素，改善人体微循环，达到祛病强身的目的。②药物纤维17其它功能性纤维：此外，还有一些纤维，如芦荟纤维；除香烟味纤维(含有吸附性添加剂如高岭土的改性纤维)；可活化脑细胞的健康纤维(在粘胶中加入22碳六烯酸等)；清凉纤维(掺入钛酸钾)等也正被陆续推出。还有人正研究利用某些纤维制造血管、神经、韧带、肌肉、皮肤、内脏器官及各种医疗器械，如内窥镜、激光光纤手术刀、光纤传感触器、激光光纤治疗仪。18随着工业的发展，带给人类最严重的问题之一，就是环境污染。环境的恶化直接威胁到人类的生存，水灾、旱灾、赤潮、酸雨、疾病接踵而来。人类已经意识到环境保护的重要性和迫切性，因此开始了一场规模宏大的“绿色革命”。被冠以“绿色纺织品”的环保纺织品也陆续出现，并以旺盛的生命力迅速发展。环保纺织品是指产品从原料的选择到生产、销售、使用和废弃处理整个过程中，对环境或人的伤害影响到最小的纺织产品。利用生物基因工程培植彩色棉花或彩色动物纤维，就是其中之一。6.环保纤维（绿色纤维）19生物可降解纤维：生物可降解纤维是指在一定时间内能被微生物慢慢降解成二氧化碳和水的材料，不会对环境造成污染。主要品种有海藻纤维、甲壳素纤维、纤维素短纤维、聚乳酸纤维。20①海藻纤维海藻纤维的干强和粘胶相当，但湿强较低，具有独特的形成凝胶、高吸收、易去除等综合性能，适合制作包扎伤口用的绷带等，使用时它与伤口之间相互作用会产生海藻酸钠、海藻酸钙凝胶，这种凝胶是亲水性的，可让氧气通过而细菌却不能通过，从而促进新组织的成长，愈合伤口。②甲壳素纤维其原料来自于自然界的虾、蟹等节足动物的甲壳。全球每年海洋产甲壳量可达10亿多吨，在天然高分子中的产量仅次于纤维素，可以说甲壳素纤维是海洋中的虾兵蟹将对人类的又一奉献。21③纤维素短纤维：20世纪70年代，德国阿克佐公司、美国恩卡子公司开始了一项研究，寻求一种有利于环境保护的粘胶短纤维生产新技术。后来研究成功了以水、纤维素和一种新溶剂为纺丝溶液的新的纺丝工艺。这种新工艺生产过程无废物产生，不排放有毒气体，而且溶剂还可回收循环使用。生产出的纤维具有真丝的外观、涤纶的强力、粘胶的吸湿性以及棉的舒适性，被誉为2l世纪的绿色环保纤维，其生产工艺堪称粘胶生产技术上的一次新的革命。国际人造丝及含纤标准局以“Lyocell”（绿塞尔）为这种技术生产的所有纤维素纤维的统一命名。22④聚乳酸纤维聚乳酸纤维是一种新型的可完全生物降解的合成纤维，从谷物中取得，其制品废弃后在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水，燃烧时不会造成环境污染。23属于多功能服装的，有变色、发光、晴雨两用、寒暑两用、超级防寒、自调厚薄、驱除蚊蝇的服装；属于保健服装的，有减肥、能呼吸、催眠睡衣，抗菌、按摩、耐脏、防臭、自行消毒的卫生服，专治打呼噜、能诊断癌症的服装，电疗、中草药保健、防治冠心病、中药散热服装等；属于高科技服装的，有不用线缝制的、由喷丝直接成衣的服装，与水可溶、可以吃的牛奶服装等；属于奇妙功能服装的，有工作救生两用、不怕电击、防火耐热的安全服等。国外纺织新材料的应用2420世纪末，出现了一种高蛋白服装，这种服装不仅和普通衣服一样穿着舒适，而且还可以“吃”呢。其以牛奶为原料，先将其脱水、脱脂，再配以专门的穿着用溶剂，经高压喷射制成如蚕丝般又细又长的牛奶纤维，因牛奶纤维有丰富的蛋白质，同人体皮肤的成分很接近，所以用它做内衣贴身穿特别舒服。1.可“吃”的服装252.会“说”的服装:原理：在绝缘的衣料表层增加一层导电的浸炭纤维网，这种特制的双层面料在局部受到外力挤压时，导电纤维网中低电压信号就会产生波动，与它相连的微处理器即能判断出被触压的部位。这样根据事先设计好的程序，规定触压衣服的不同部位，与其相连的语音合成器，就会发出相关的语言信息，让正常人了解聋哑人想说什么。263.吸“湿”的服装日本研制出多孔吸水腈纶，用它做成的紧身衣、浴巾等，与纯棉相比，手感更柔软，吸水和干燥速度也快得多。新型“N-38”吸水腈纶吸水性是棉花的6倍，吸湿性达到自身重量的41%。274.防“病”的服装在德国，发明家研究出的营养丝袜中，含有维生素A、C、E，有助于肌肉收缩，增强活力。它属丝织类，袜子上有一道道条纹，用来贮藏维生素。走路时，丝袜上的维生素会释放出来，渗透到肌肉中，使人体肌肉增强活力，减少静脉曲张及其他人体老化现象。澳大利亚科学家还发明了一种处理布料的新技术。研究人员把一种化学物质混入衣料中，使其具有良好的防晒作用，可以帮助穿着者抵挡阳光中的紫外线，防晒效果比一般衣物好5到10倍。285.驱赶蚊蝇的服装在纺织材料表面覆盖一层除虫菊和二氧苯醚酯混合物，蚊蝇只要接触到它，15秒钟内就昏迷死亡。而且有趣的是，蚊蝇一旦闻到这种气味，就会身不由己地“凑”上去，刚好自投罗网。296.抗高温调温服日本三菱重工业公司将这种技术应用于智能聚氨酯织物涂层上，以PEG为聚氨酯的一种组分，通过选择设计PEG的聚合度和含量，使PEG所构成的嵌段的玻璃化转变温度处于人体感觉舒适的温度范围，这样通过透湿气性与温度调节同时发挥协调作用，达到自动调节温度的作用。这样穿着者在环境温度多变或人体发热出汗等情况下，都会感到舒适。使其成了名副其实的自动调温服。307.太阳能服装用太阳能吸收纤维面料制成的登山服、睡袋，轻便保暖，如同随身带着电热毯，特别适合在高寒、干燥、露天工作的环境中使用，而且海拔越高，光照越强，它产生的热量越大，刚好满足人们寒冷时保持体温的需要。318.智能作战服采用智能纺织材料制成，能识别周围的环境，并主动地适应那种环境。由于其特种纤维中植入了微型发光粒子，它还能通过改变颜色以与环境交融，具有抗热传感器或者抗电磁探测器探测的性能，在整个宽带电磁谱上表现出“变色龙式”的伪装性能。这种服装重量轻、体积小、还能抵御子弹和化学生物药剂、冷／热气候和火的袭击呢。3221世纪的理想服装与20世纪的服装相比，将呈以下特性：⑴绝对免熨：这种服装用纸质加工而成，衣服不论在衣箱里或其他地方，只要穿到身上皱痕将会消失，为消费者省去熨衣的麻烦。纺织品工业发展趋势33⑵不需洗涤：这种衣服具有良好和持久的去污能力，是一种理想的工作服装。⑶冷热可调：这类服装分两种：一种是在衣服内配有一个小型的空气调节系统，温度可以任意调节；另一种