纺织新型纤维

常州纺织服装职业技术学院陶丽珍新型纺织纤维纺织纤维的发展天然纤维公元前5000年，麻、羊毛、丝、棉开始应用粘胶纤维是1891年由英国Cross,Beran,Beadle三人发明，并于1904年开始工业化生产。1940年1月聚酰胺纤维开始工业化生产。涤纶、腈纶、维纶、丙纶、氨纶等出现。目前，纺织纤维呈现多元化、环保型、功能型的特点。新型纺织纤维新型天然纤维环保纤维差别化纤维功能纤维高性能纤维第一章新型天然纤维天然彩棉改性羊毛蜘蛛丝竹原纤维有机棉罗布麻菠萝叶……一、天然彩色棉（P1)经国内外科学家近三十年的杂交、转基因的选育栽培，已成功地培育出多种颜色的彩色棉，其中以棕色系和绿色系为主。1、主要性能彩棉的形态特征：纵向、横截面物理性能：长度、细度、强度等。2、关于彩棉制品的说明GB/T20393-2006《天然彩色棉通用技术要求》中规定：天然彩色棉制品:含有50%及以上天然彩色棉纤维的制品。含天然彩色棉制品：有50%以下天然彩色棉纤维的制品。3.天然彩色棉的鉴别形态横截面色彩分布剥色性能日晒牢度二、改性羊毛目的：提高羊毛可纺支数和服用性能,提高羊毛的附加值。主要品种：1、丝光羊毛、防缩羊毛2、拉细羊毛1、丝光羊毛（P4）A.丝光原理：部分或完全剥除羊毛的鳞片，并配以适当的后处理改善羊毛的表面性状，从而获得丝光的效果。（丝光羊毛、防缩羊毛）B、处理方法（P4)（1）减量法：将羊毛表面的鳞片部分或全部腐蚀去掉，降低缩绒性，以达到丝光和变细的效果。——氯化法、酶处理法（2）增量法：在纤维表面增加摩擦因素低的物质，使纤维表面光滑，降低定向摩擦效应。——树脂法2、拉细羊毛（P5）羊毛拉伸细化技术是通过化学助剂使羊毛大分子之间的氢键、盐式键和二硫键断开，在适合的湿度下经过机械拉伸，使羊毛大分子相互间发生滑移，并将此状态定型达到细化目的。注册商标：“OPTIM”拉细羊毛的基本原理：毛纤维在高温蒸汽湿透条件下拉伸，改变羊毛纤维的超分子结构。特点：拉伸细化不破坏纤维鳞片，对纤维施以预处理、拉伸和定形，改变分子间结构，使羊毛变细伸长。拉细羊毛的性能（P6）主要类别：OPTIMFine和OPTIMMax羊毛拉细技术的比较澳大利亚（OPTIM注册商标)将一定质量的毛条经输理、扭转施以一定的捻度并拉伸至160%，然后进行定形处理成为拉细毛条。根据报道，该技术可使直径的22m纤维减小3~4m，长度增加15%左右，断裂强度增加30%，因大分子链取向度提高，纤维断裂伸长率有一定下降。日本从羊毛单纤维拉伸试验入手，采用各种方法探索了羊毛拉伸技术，最后确定了先对羊毛用蛋白酶脱鳞处理，然后在蒸汽中机械拉伸的工艺路线，现已向市场推出了名为“克拉利纳”的多种高附加值新型机织、针织纱和毛织物。羊绒拉细羊毛羊毛拉细羊毛三、蜘蛛丝强度高、弹性好、初始模量大、断裂功高最为坚韧且具有弹性的纤维。蜘蛛丝的结构和形成机理蚕—昆虫黑寡妇蜘蛛—节肢动物络新妇蜘蛛虎纹捕鸟蛛—可人工养殖大腹园蛛蜘蛛的生物学概况蜘蛛丝的结构和形成机理各种形状的蜘蛛网蜘蛛的生物学概况蜘蛛丝的结构和形成机理蚕的腺体结园网蜘蛛的腺体蜘蛛的生物学概况蜘蛛丝的结构和形成机理蜘蛛丝的种类及其功能腺体纤维大囊状腺牵引丝（draglinesilk）、框丝(frameworksilk)和辐射状丝(radialsilk)小囊状腺非粘性的辅助螺旋丝（nonstickyauxiliaryspiralsilk）葡萄状腺捕获丝(capture/wrappingsilk)，卵袋内层的产褥（packingsilk）鞭毛状腺粘性螺旋丝(spiralsilk)管状腺包卵丝(egg-casesilk),捕获中心的纤维（capturecorefiber）梨状腺附着盘(attachmentcement)集合状腺螺旋丝表面的粘性物质(aqueouscoat)蜘蛛丝的结构和形成机理形态结构大腹园蛛丝断面大腹园蛛丝纵向络新妇蛛丝纵向蜘蛛丝的微观结构虎纹捕鸟蛛丝的形态结构146±20nm蜘蛛丝的结构和形成机理形态结构—皮芯层结构糜蛋白酶+离子刻蚀包卵丝糜蛋白酶+离子刻蚀天然牵引丝幼蛛牵引丝刻蚀后断面形态蜘蛛丝的微观结构蜘蛛丝的组成和性能蜘蛛丝的力学性能五种不同类别蜘蛛牵引丝的应力-应变曲线水平爬行和垂直爬行蜘蛛牵引丝的力-伸长曲线比较（蜘蛛重9.6mN）蜘蛛丝的组成和性能蜘蛛丝的力学性能00.20.40.60.811.2020406080100120速度/(mm·s-1)断裂强度/(×105cN·mm-2)不同卷取速度下牵引丝的断裂强度三种不同重量的蜘蛛在垂直平面上爬行时所分泌的牵引丝的力-伸长曲线蚕吐蜘蛛丝利用转基因技术中电穿孔的方法，将蜘蛛牵引丝部分的基因注入只有半粒芝麻大的蚕卵中，使培育出来的家蚕分泌出含有牵引丝蛋白的蜘蛛丝。牛羊乳蜘蛛丝将能产生蜘蛛丝蛋白的合成基因移植给某些哺乳动物如山羊、奶牛等，从其所产的乳液中提取一种特殊的蛋白质，这种含蜘蛛基因的蛋白质可用来生产有生物钢(BioSteel)之称的光纤，其性能类似于蜘蛛丝。微生物吐丝将蜘蛛丝基因转移到能在大培养容器里生长的细菌上，通过细菌发酵的方法来获得蜘蛛丝蛋白质，再把这种蛋白质从微孔中挤出，就可得到极细的丝线。一旦成功建立这种细菌的繁殖工厂，将对纺织服装业产生革命性变革。竹原纤维竹纤维主要有竹浆纤维和竹原纤维两种。将生长12～18个月的慈竹或毛竹,经过去青、以及齿轮的反复轧压后,采用蒸煮等机械和物理方法进行脱胶,直接从竹子中提取竹纤维——竹原纤维。竹纤维的纤维素含量明显低于棉和麻纤维。竹原纤维高结晶度、高取向度（性能类似于苎麻）0500010000150002000025000300003500001020304050602θ(°)曲线1:竹曲线2:棉曲线3:粘胶曲线4:麻竹浆纤维竹原纤维有机棉有机棉是指不使用任何杀虫剂、化肥和转基因产品进行生产、加工，并经独立认证机构认证的原棉。有机棉的特点:天然、绿色、环保、健康,对身体无害等。八十年代末九十年代初，为了保护人类赖以生存的自然环境，追求健康时尚，由美国得克萨斯州牵头，提出了新型棉花生产概念—有机棉，由美国得克萨斯州农业部（DTA）于1992年首次提出了有机棉的认证纲要、有机品标准和认证方案。罗布麻菠萝叶纤维（一）、菠萝叶纤维的提取菠萝叶纤维的提取主要是通过浸泡、机械处理、化学处理、手工刮取法将纤维从叶子的粘合物中分离出来。（二）菠萝叶纤维的性能和应用开发菠萝叶纤维是一种纤维素纤维。由于它始终含有一定的果胶和木质素等，因此它的外观略显淡黄色。菠萝叶纤维具有与棉相当或比棉更高的强度，断裂伸长接近于苎麻、亚麻，具有很高的初始模量，因此不易伸长变形，具有类似丝光亚麻的手感。它还具有很好的吸湿性能和染色性能。第二章新型再生纤维LyocellModal丽赛纤维竹浆纤维大豆蛋白纤维牛奶蛋白纤维聚乳酸一、Lyocell纤维Lyocell纤维属于溶剂纺丝法制造的再生纤维素纤维，其生产专利归荷兰AkzoNobel公司所有；得到AkzoNobel公司短纤生产许可证的公司有：奥地利的兰精（Lenzing)公司和英国的考陶尔兹（Caurtaulds)公司。1993年Caurtaulds公司生产出商品名为Tencel的短纤，开始向世界销售。1997年兰精公司生产出商品名为LenzingLyocell的短纤维。纤维的命名1997年，国际人造丝及合成纤维标准化协会BISFA将这种纤维正式命名为Lyocell纤维。Lyo来源于希腊文Lyein(溶解），Cell来源于英文的Cellulose（纤维素）欧盟（EU）97/37EC指令将Lyocell纤维及其纺织品的符号规定为CLY。Lyocell纤维的品种及商标商标类型Tencel短纤维Cocel短纤维Newcell长丝Lyocell纤维的生产者、品种及商标生产者地点（国别）商标类型/用途AcordisMobile（美国）/GrimsbyMobile/Grimsby（英国）TencelAcordisLyocell纺织用短纤维工业用短纤维LazingAgHeiligenkreuz（奥地利）LenzingLyocell短纤维AkozoNobelObernburg（德国）Newcell长丝TITKRudolstadt（德国）Alceru短纤维/长丝俄国研究所Mytishi（俄国）Ocel试验产品东华大学上海（中国）研究中生产工艺生产原料：针叶树为主的木质浆柏溶剂：N-甲基吗啉-N-氧化物(NMM0)性能特点：1、物理性能：干湿强都很高，接近于涤纶，湿态强度可达干强的80%。模量高，因而尺寸稳定性好。物理性能比较表见P15表2-1纤维聚合度Tencel纤维与其他纤维素纤维聚合度比较纤维名称聚合度Tencel纤维500~550普通粘胶纤维250~300高湿模量纤维350~450强力粘胶纤维300~350波里诺西克纤维500左右纤维的结晶度Tencel纤维与其他纤维素纤维结晶度比较纤维名称结晶度（%）Tencel纤维50普通粘胶纤维30波里诺西克纤维48高湿模量粘胶纤维44与其它纤维的物理机械性能比较Lyocell纤维普通粘胶纤维高湿模量粘胶纤维美国中级棉涤纶干强（N/tex)0.53~0.550.27~0.280.45~0.480.27~0.230.53~0.67干伸（%）14~1620~2513~157~944~45湿强（N/tex)0.47~0.510.12~0.190.26~0.280.34~0.40.53~0.67湿伸（%）16~1825~3013~1512~1444~452、原纤化特性原纤化作用是指单根纤维沿长度方向分裂成直径小于1~4µm的微纤维，即原纤。原纤化产生的原因是纤维轴向的高结晶度、高取向度，使无定形区侧面横向连接少而弱，容易开裂形成原纤。在湿态下通过绳状或成衣加工，可以使织物表面产生特殊的桃皮绒效果，赋予服装优良的手感和外观。对一般织物，纤维的原纤化会使织物颜色发灰，不够鲜艳。要限制纤维的原纤化，就要进行适当的整理。Acordis公司已开发出一种新的无原纤化的Lyocell纤维，品牌号为“A100”。(G100为标准型，有原纤化）纤维的结构层次大分子基原纤微原纤原纤巨原纤细胞纤维二、Modal纤维Modal纤维是奥地利Lenzing公司生产的新一代高湿模量的再生纤维素纤维，由欧洲的榉木浆粕制成。Modal纤维的性能见P18Modal纤维2000年进入我国市场，2001年上半年原料进口数量已超过2000年全年的进口数量总和，开发的产品也增加到数百种。Modal纤维具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽，吸水透气性都优于棉，且染色性好，色泽鲜艳明亮。三、丽赛纤维Richcel（丽赛）是采用日本东洋纺专有技术及原料体系生产的波里诺西克（Polynosic）纤维，是具有优异综合性能的再生纤维素纤维。Richcel纤维原料源于日本进口的天然针叶树精制木浆，资源可再生，废弃物可自然降解，安全环保。Richcel纤维具有高强度、高湿模量、高聚合度和适当的伸度，吸湿性好，在性能上与Tencel纤维接近；而市场价格大大低于Tencel纤维，与Modal较为接近。Richcel织物尺寸稳定性较好，收缩率较小，较耐洗、耐穿；色泽鲜艳，悬垂性好；Richcel的耐碱性好，与棉混纺织物还可进行丝光处理，改善织物手感与光泽。四、竹纤维竹原纤维竹浆纤维竹炭纤维竹原纤维—天然纤维竹浆纤维再生纤维素纤维竹浆纤维与普通粘胶纤维相似横截面：锯齿形纵向：平直、有沟槽竹炭纤维竹炭是采用生长在南方5年以上的毛竹，经过土窑烧制而成。将竹炭超细纳米化后，通过特种工艺与其它化纤有效溶合成丝，从而达到对化纤的改性的目的。主要类别：粘胶基的竹炭纤维涤纶基的竹炭纤维竹炭素有“黑钻石”的美誉，在日本竹炭被誉为“二十一世纪环保新卫士”。它具有以下突出优点：●超强的吸附和除臭功能竹