书城科普材料纵横
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第4章 衣橱里的大世界——神奇的纺织纤维(2)

常见的再生纤维素纤维品种2)莫代尔纤维,又称木代尔纤维,是一种全新纤维素纤维,具有生物将解性,是21世纪的新型环保纤维。与天丝纤维相比,莫代尔纤维价格低(约为天丝纤维的一半),使用性能突出(可与多种纤维混纺,可发挥各自纤维特点,达到更佳的效果)。莫代尔纤维制成的面料吸湿性与透气性均优于纯棉织物,其手感柔软,悬垂性好,穿着舒适,色泽光亮,是一种天然丝光面料。莫代尔纤维已经被很多知名内衣品牌用于内衣生产,受到越来越多的消费者喜爱。不过莫代尔纤维面料较难达到定型塑形效果,在成衣中的使用较少。

3)竹纤维,是我国自行开发并产业化的新型再生纤维素纤维,包括竹素纤维和竹原纤维。其中,竹素纤维是以毛竹为原料,在竹浆中加入功能助剂,经湿法纺丝加工而成的纤维;竹原纤维是将毛竹竹浆经天然生物制剂处理后所制取的纤维。竹纤维性能与黏胶纤维类似,其织物具有良好吸湿与透气性能,其悬垂感和染色性能较好,有蚕丝般光泽与手感,同时还具有抗菌、防臭、防紫外线等功能,因此,竹纤维在贴身衣物面料生产方面独具特色。竹纤维纺丝原料——竹浆粕来源于速成鲜竹,资源丰富,其废弃物土埋后易于降解,不会造成环境污染,属于环保型纤维。

4)黏胶基甲壳素纤维,是将甲壳素、壳聚糖与纤维素混合后,通过常规湿纺工艺制成的纤维。它具有生物活性、生物降解性和生物相容性,具有优良的吸湿、保湿功能。采用甲壳素纤维与棉混纺的织物具有除臭功能,在保健、服饰应用开发方面有着广阔的发展前景。

1.2.2再生蛋白质纤维

再生蛋白质纤维是以天然蛋白质为原料,经过化学与物理加工制成的纤维,又称人造蛋白质纤维。例如,从乳酪、大豆、玉米、花生等中提取蛋白质,经过聚合后制成黏稠纺丝溶液,经喷丝头挤压入凝固浴中凝固成相应的酪素纤维、大豆纤维、玉米纤维与花生纤维等再生蛋白质纤维。

再生蛋白质纤维的研究已经有一百多年历史。早在20世纪初,以牛乳为原料的酪素纤维第一次被研制出来并进行产业化,随后,英国、日本、美国又研发了花生蛋白、玉米蛋白及大豆蛋白等纤维。令人遗憾的是早期研制出的蛋白纤维强度低、纤维粗、机械性能差,基本无服用价值。2000年,河南省濮阳华康生物化学工程联合集团公司李官奇先生成功地将从豆粕中(去油脂的豆浆)提炼出的大豆球蛋白进行改性并纺丝成功,为再生蛋白纤维的服用揭开新篇章。

(1)大豆蛋白纤维

大豆蛋白纤维,简称大豆纤维,具有羊绒般柔软手感和蚕丝般光泽,同时具有优异的亲肤性与良好保暖性,被誉为“新世纪健康舒适纤维”。通过与其他天然纤维的对比发现,大豆纤维不仅具有与羊毛、蚕丝相同的耐酸碱、耐霉菌性能和类似的透气与保暖性,其耐虫蛀性能优于羊毛、蚕丝,且质地更轻、不易回潮,穿着更觉爽滑、舒适。将大豆纤维与蚕丝纤维混纺后制成的面料色泽鲜艳有光泽,手感柔滑,一般用于制作高档丝绸内衣;而将羊毛、羊绒等纤维与大豆纤维混纺后,面料弹性增加,手感滑糯,色泽光鲜持久,可用于制作高档西服、套装及衬衣等;还可将大豆纤维与化学纤维混纺制作呢料衣物。然而,大豆纤维存在热稳定性、饱和性能较差,织物易起球,纤维卷曲回复率低、染色成本高等不足。因此,开发大豆纤维产品要注意扬长避短。

(2)牛奶蛋白纤维牛奶蛋白纤维,又称牛奶丝或牛奶纤维,是一种新型功能性纺织材料。牛乳经过脱水、脱油脂、分离提纯等工艺过程得到一种线型大分子乳酪蛋白,再与聚丙烯腈进行共混、交联、接枝等制成纺丝原液,最后通过湿法纺丝成纤、固化、牵伸、干燥、卷曲、定形、短纤维切断(长丝卷绕)而制成牛奶蛋白纤维。它是一种新型的动物蛋白纤维,不含甲醛等有害物质,是一种绿色环保纤维材料。牛奶纤维的研究始于1935年,但因为成本高,制造出的纤维性能强度太低而没有使用价值。直到1956年,随着其他合成纤维的研发,日本东洋纺公司发明了新型牛奶长丝,并于1969年实现工业化生产,直至20世纪90年代,才由上海正家牛奶丝科技有限公司成功研制出牛奶蛋白纤维,使中国人体验穿牛奶的感觉成为可能。今天,人们用牛奶纤维制成的织物具有优雅的自然光泽,手感细柔嫩滑,织物柔软、透气、吸湿、保暖、耐磨,其着色性、强力均优于羊绒,且抗起球,同时由于牛奶蛋白纤维中含有氨基酸分子,具有很好的亲肤、护肤功能。牛奶纤维服饰集舒适、美观、健康、保健于一体,特别适于高档服饰和内衣,因此牛奶纱线开发在纺织行业中前景广阔。

(3)再生蚕丝蛋白纤维众所周知,蚕丝纤维是一种优异的蛋白纤维,富含多种氨基酸,具有良好的抗皱、光泽、柔韧、透气、透湿、缓释等特点,而且其具有抗拉伸强度大、热晒牢度高、上色鲜艳度好等优点,使得蚕丝蛋白成为高档纤维材料。而再生蚕丝蛋白纤维是将真丝废丝、汰头、茧衣、绢纺下脚料经过生物化学过程制成一种蛋白液,在一定条件下和再生胶原液混合,用湿法纺丝制成的一种新型再生蚕丝蛋白纤维。再生蚕丝蛋白纤维同时拥有纤维素纤维和蛋白纤维的部分性能,例如,耐热、耐碱和抗紫外性能较好,伸长率、回潮率、摩擦因数和质量比电阻介于两者之间,但纤维强度较黏胶纤维和天然蚕丝小。再生蚕丝蛋白纤维实际上是一种变废为宝(解决真丝废丝、绢纺下脚料等废弃蛋白质材料)的蛋白纤维,实用性强,应用面广,可制成内衣、外衣及床上用品等。

1.2.3再生无机纤维

再生无机纤维的原料仍是矿物质,属于化学纤维。它是通过高温熔融矿石与焦炭混合物后经离心而得的纤维。矿石主要指矿渣与硅石,主要成分为二氧化硅,但是含有其他微量矿物质,如三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙等。这种再生无机纤维的品种较多,如玻璃纤维、硼纤维、陶瓷纤维和金属纤维等。另外,具有服用性能的矿物棉也属于再生无机纤维。

再生无机纤维都具有较好的耐火耐热、耐酸耐碱性能,还有其他独特的性能,如耐化学腐蚀性、绝缘性等,在电子、建筑、器械等领域有广泛的应用。

总的来说,此类无机纤维具有优异的性能,但是服用性能较差,衣物应用较少。研究此类纤维在服用领域的应用具有广阔前景。

1.3皮肤风衣——合成纤维

皮肤风衣是一款超轻风衣,近年来越来越受到户外运动爱好者的喜爱。因为它比普通风衣面料轻很多,皮肤接触异常舒适,并且防风防水透气,犹如人体皮肤;所以,人们把它戏称为“皮肤风衣”。皮肤风衣面料拥有优于天然纤维和再生纤维的服用性能,但它既非天然纤维,也非再生纤维,而是一种超轻功能性合成纤维。

合成纤维是通过化学方法经人工合成制作的化学聚合物纤维。它具有适宜分子量并有可溶(或可熔)性,分子成线形排列。合成纤维生产不受自然条件(其原料为石油裂解、天然气与煤加工产物以及农、林产品副产物)的限制,纤维本身具有强度高、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等优点,同时,不同品种的合成纤维各自具有某些独特性能。经典合成纤维主要指“六大纶”:涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶,它们都是通过单体聚合得到的高分子,因为各自不同特点而分别用于服装面料、降落伞绳、轮胎帘子线、缆绳和渔网等不同领域。随着合成纤维织物性能的不断改进,合成纤维具备许多特殊性能,即功能性纤维,如耐高温(聚苯咪唑纤维)、耐腐蚀纤维(聚四氟乙烯)、高强纤维(聚对苯二甲酰对苯二胺)、耐辐射纤维(聚酰亚胺纤维),甚至出现中空蓄热调温纤维、阻燃纤维、高分子光导纤维、抗紫外线纤维、抗菌防臭纤维、远红外纤维、负离子纤维等。

皮肤风衣面料使用的合成纤维主要有锦纶、涤纶和锦涤三种纤维成分,其中锦纶面料的成本价格最高,但弹性较好、耐碱性、非常耐磨,手感柔滑舒适;涤纶面料较锦纶硬挺、耐酸性、耐高温;锦涤根据成分比例,特性介于二者之间,锦涤成分比例越高,面料越柔软。

1.3.1锦纶

锦纶也叫聚酰胺纤维(PA),俗称尼龙,是分子主链上含有重复肽键(—NHCO—)的热塑性树脂总称,主要类型有三:脂肪族锦纶、芳香族锦纶和脂肪芳香混合族锦纶。其中,脂肪族锦纶品种多,产量大,应用广泛。锦纶最突出的优点是耐磨性好(比棉花高10倍、比羊毛高20倍)、弹性回复率高(当拉伸6%时,回复率仍高达100%)、强度高(比棉高1~2倍、比黏胶纤维高3倍、比羊毛高4~5倍)。但其耐热和耐光性能较差,保持性也不佳,做成的衣服不如涤纶挺括。但一些锦纶新品种(PA3和PA4)则具有质轻、防皱性优良、透气性好以及良好的耐久性、染色性和热定型等特点,因此被认为是很有发展前途的皮肤风衣面料。

1.3.2生态合成纤维

聚乳酸纤维是一种以玉米为原料的全合成纤维,具有生物可降解性,废弃后在自然环境中,可借微生物作用而发生降解,不会对环境造成长期的或永久性污染,因此是一种典型的生态合成纤维。聚乳酸纤维全合成过程包括三个步骤:首先将谷物原料(主要为玉米淀粉)发酵形成乳酸;其次经乳酸分子间脱水环化形成丙交酯;最后将得到的丙交酯开环聚合形成聚乳酸纤维。聚乳酸纤维具有与聚酯纤维相似的结晶性、透明性和耐热性,其采取熔融纺丝法,成本低,环境污染小。聚乳酸纤维具有较高的耐热性和较高的强度,具有一定自熄性,制成的面料色泽较深、手感柔软,弹性回复和卷曲保持性较好,而且形态稳定性和抗皱性均很好,因此,既可用于皮肤风衣,也可用于内衣制作。

通过对本章的阅读,我们对纺织纤维有了系统的了解,对几种新型的纤维有了进一步的认识。这些知识可以帮助我们在日常生活中挑选到更加适合的衣服面料。绿色纤维的出现,满足了人们对绿色生活的向往与追求。它们不仅具有良好的服用性能,而且具有很好的绿色环保生产工艺,对人的身体更是无毒无害。而一些特殊性能的纤维则更能满足不同场合的需要。总之,无论是传统纤维材料,还是新型的纤维材料,都给人们的生活带来了很大的转变。我们相信,随着科技的进步,将来会有越来越多的高性能服用纤维出现,人们对生活质量的追求只会越来越高,生活会越来越好。纤维合成过程其实,从生物降解角度上讲,除了PLA纤维之外,前述Tencel纤维、大豆蛋白纤维、再生蛋白质纤维、竹纤维、酪素纤维(即牛奶纤维)以及正在开发的蜘蛛丝、香蕉纤维、木棉纤维、构树纤维都具有生物降解性能,它们经微生物作用可分解为二氧化碳和水,不会造成污染,它们都属于可持续发展的生态纤维。也是本世纪纺织面料的主要原料之一。