復(fù)合纖維
在纖維橫截面上存在兩種或兩種以上不相混合的聚合物,這種化學(xué)纖維稱(chēng)為復(fù)合纖維,或稱(chēng)雙組分纖維。由于這種纖維中所含的兩種或兩種以上組分相互補(bǔ)充,因此復(fù)合纖維的性能通常優(yōu)于常規(guī)合成纖維,具有多方面的用途。
復(fù)合纖維的品種很多,按形態(tài)可分為兩大類(lèi),即雙層型和多層型。雙層型又包括并列型和皮芯型,多層型包括并列多層型、放射型、多芯型、木紋型、嵌入型、海島型和裂離型等。
并列型復(fù)合纖維的主要特性是高卷曲性,可以使織物具有蓬松、柔軟、保暖的性能和仿毛風(fēng)格,主要應(yīng)用于膨體毛線、針織物、襪類(lèi)和毯類(lèi)制品。皮芯型復(fù)合纖維又分為偏皮芯型和同心皮芯型兩種,前一種具有立體卷曲性,但卷曲性不如并列型復(fù)合纖維。
超細(xì)纖維
由于單纖維的粗細(xì)對(duì)于織物的性能影響很大,所以化學(xué)纖維也可按單纖維的粗細(xì)(線密度)分類(lèi),一般分為常規(guī)纖維、細(xì)旦纖維、超細(xì)纖維和極細(xì)纖維。
(1)常規(guī)纖維
線密度為 1 .5～4dtex。
(2)細(xì)旦纖維
線密度為 0 .55～1 .4dtex,主要用于仿真絲類(lèi)的輕薄型或中厚型織物。
(3)超細(xì)纖維
線密度為 0 .11～0 .55dtex,可采用雙組分復(fù)合裂離法、海島法、熔噴法等生產(chǎn)。
(4)極細(xì)纖維
線密度在 0 .11dtex以下,可通過(guò)海島紡絲法生產(chǎn),主要用于人造皮革和醫(yī)學(xué)濾材等特殊領(lǐng)域。
與常規(guī)合成纖維相比,超細(xì)纖維具有手感柔軟滑糯、光澤柔和、織物覆蓋力強(qiáng)、服用舒適性好等優(yōu)點(diǎn),也有抗皺性差、染色時(shí)染料消耗較大的缺點(diǎn)。超細(xì)纖維主要用于制造高密度防水透氣織物、人造皮革、仿麂皮、仿桃皮絨、仿絲綢織物、高性能擦布等。
新合纖
20 世紀(jì) 80 年代末期,新合纖在日本出現(xiàn),它以新穎獨(dú)特的超自然風(fēng)格和質(zhì)感,如桃皮面手感和超細(xì)粉末手感而風(fēng)靡全球。新合纖從聚合、紡絲、織造、染整及縫制等各個(gè)步驟都采用全新的改性和復(fù)合化技術(shù),是一種以往天然纖維和合成纖維無(wú)法比擬的新型纖維材料。按其商品形式,新合纖主要包括超蓬松型、超懸垂型和超細(xì)型,按其手感可分為蠶絲手感、桃皮手感、超微細(xì)粉末手感和新羊毛手感。
(1)超蓬松型
在所有的服用合纖產(chǎn)品中, 以超蓬松高質(zhì)感類(lèi)纖維最多,幾乎都采用異收縮混合纖維或多相混合技術(shù)制成。為使纖維產(chǎn)品的蓬松性提高,相繼開(kāi)發(fā)了高熱收縮性聚合物和低收縮潛在自發(fā)伸長(zhǎng)絲,使織物獲得更佳的蓬松效果。
(2) 超細(xì)型
作為新合纖的超細(xì)纖維其線密度很低, 一些品種的線密度達(dá)到 0.001dtex 以下,主要采用復(fù)合紡極細(xì)化技術(shù)紡制而成。由此開(kāi)發(fā)的桃皮絨織物具有超柔軟和細(xì)致的手感,是天然纖維產(chǎn)品難以比擬的。
(3)超懸垂型
超懸垂型纖維是在紡絲液中添加無(wú)機(jī)微粒子,紡絲成形后進(jìn)行減量加工以消除無(wú)機(jī)微粒子,使纖維表面形成無(wú)數(shù)微細(xì)凹蝕。由于降低了單絲間的摩擦性,超懸垂型纖維制品具有超懸垂性和天然纖維不及的獨(dú)特手感。
易染性合成纖維
合成纖維,尤其是聚酯纖維的可染性差,而且難染深色,通過(guò)化學(xué)改性使其可染性與染深性得以改善和提高,這種改性的合成纖維就稱(chēng)為易染性合成纖維,主要包括陽(yáng)離子可染聚酯纖維、陽(yáng)離子深染聚酰胺纖維以及酸性可染的聚丙烯腈纖維與聚丙烯纖維等。易染性合成纖維不僅擴(kuò)大了纖維的可染范圍,降低了染色難度,而且增加了紡織品的花色品種。
高性能纖維
高性能纖維具有特殊的物理化學(xué)結(jié)構(gòu),某一項(xiàng)或多項(xiàng)性能指標(biāo)明顯高于普通纖維,而且這些性能的獲得和應(yīng)用往往與宇航、飛機(jī)、海洋、醫(yī)學(xué)、軍事、光纖通訊、生物工程、機(jī)器人和大規(guī)模集成電路等高新技術(shù)領(lǐng)域有關(guān),因此高性能纖維又稱(chēng)為高技術(shù)纖維。
高性能纖維通常按其具有的特殊性能加以區(qū)分,如高強(qiáng)高模量、高吸附性、高彈性、耐高溫
阻燃、導(dǎo)光、導(dǎo)電、高效分離、防輻射、反滲透、耐腐蝕、醫(yī)用和藥物纖維等多種纖維材料。高性能纖維主要用于產(chǎn)業(yè)用紡織品的制造,但其中一些品種也可以用于開(kāi)發(fā)鋪飾用紡織品和服用紡織品,而且對(duì)這兩類(lèi)紡織品的性能可以有明顯的改善和提高。
納米纖維
通常把直徑小于 100nm 的纖維稱(chēng)為納米纖維(1nm 等于 10 m,即 10 μm,僅是 10 個(gè)氫原子排起來(lái)的長(zhǎng)度),目前也有人將添加了納米級(jí)(即粒徑小于 100nm)粉末填充物的纖維稱(chēng)為納米纖維。
目前,最細(xì)的納米纖維為單碳原子鏈,這種納米碳管被譽(yù)為納米材料之王,其原因是這種細(xì)到一般儀器都難以觀察到的材料有著神奇的本領(lǐng):超高強(qiáng)、超柔韌、怪磁性。因碳納米管中碳原子間距短,管徑小,使纖維結(jié)構(gòu)不易存在缺陷,其強(qiáng)度為鋼的 100 倍,是一般纖維強(qiáng)度的 200 倍,而密度只有鋼的 1/ 6。用它制作的繩索可以從地球拉到月球而不被自重拉斷。它具有奇異的導(dǎo)電性,既有金屬的導(dǎo)電性也有半導(dǎo)體性,甚至 1 根碳納米管的不同部位由于結(jié)構(gòu)變化也可顯示不同的導(dǎo)電性。用它作成整流管可替代硅芯片,因而將引起電子學(xué)中的重大變化,可將計(jì)算機(jī)做得極小。用碳納米管做的納米器件可組裝納米機(jī)器人,即蚊子飛機(jī)、螞蟻坦克等,可用于軍事及醫(yī)療。碳納米管可用來(lái)制作儲(chǔ)氫材料, 把氫開(kāi)發(fā)成為人類(lèi)服務(wù)的清潔能源。此外,碳納米管還可用作隱形材料、催化劑載體及電極材料等。納米纖維可以支持“納米機(jī)”的排列,把集成排列的“納米機(jī)”連接成大規(guī)模系統(tǒng)。
多數(shù)材料細(xì)度達(dá)到納米級(jí)時(shí),其物理和化學(xué)性能表現(xiàn)出非常規(guī)性,如:
(1)表面效應(yīng)
粒子尺寸越小,表面積越大,由于表面粒子缺少相鄰原子的配位,因而表面能增大極不穩(wěn)定,它易與其他原子結(jié)合,顯出較強(qiáng)的活性。纖維的細(xì)度達(dá)到納米級(jí)后其直徑與比長(zhǎng)度、比表面積的關(guān)系見(jiàn)下表。
由上表可看出,當(dāng)纖維直徑為 100nm 時(shí),比表面積是直徑為 10μm 的 30 多倍,而直徑1μm 時(shí)的比表面積僅是直徑 10μm 的 10 倍。
(2)小尺寸效應(yīng)
當(dāng)微粒的尺寸小到與光波的波長(zhǎng)、傳導(dǎo)電子的德布羅意波長(zhǎng)和超導(dǎo)態(tài)的相干長(zhǎng)度或透射深度近似或比之更小時(shí),其周期性的邊界條件將被破壞,粒子的聲、光、電磁、熱力學(xué)等性質(zhì)將會(huì)改變,如熔點(diǎn)降低、分色變色、吸收紫外線、屏蔽電磁波等。
(3)量子尺寸效應(yīng)
當(dāng)粒子的尺寸小到一定值時(shí),費(fèi)米能級(jí)附近的電子能級(jí)由準(zhǔn)連續(xù)變?yōu)殡x散能級(jí),此時(shí),原為導(dǎo)體的物質(zhì)有可能變?yōu)榻^緣體,原為絕緣體有可能變?yōu)槌瑢?dǎo)體。
(4)宏觀量子的隧道效應(yīng)
隧道效應(yīng)是指微小粒子在一定情況下能穿過(guò)物體,就像里面有了隧道一樣。
納米纖維的制造大體可分為 3大類(lèi):分子技術(shù)制備法、紡絲制備法、生物制備法。
