改性纖維的一些知識，紡織人必須了解！

改性纖維 又稱功能性纖維，它是指借化學(xué)或物理的方法使常規(guī)化學(xué)纖維品種的某些性能（如吸濕性、染色性、抗靜電性、阻燃性等）加以改進(jìn)而派生的一系列新功能纖維的總稱。這類似于通常的橡膠改性，塑料改性等。

通常，人們所穿的衣物是由纖維紡織而成，其原料可能是天然材料也可能來自人工合成，但是原料狀態(tài)不一定完美，例如可能不太好染色，因此需要通過一系列方法對其進(jìn)行改造，從而使纖維更加適合使用，此即為纖維改性在生活中最普遍的應(yīng)用。傳統(tǒng)改性方法有化學(xué)法及物理法，近年來亦發(fā)展出生物法。

合成纖維改性的主要目標(biāo)是賦予其天然纖維的性能，或滿足特殊性能的需要，如高強(qiáng)、高模、高彈、耐熱及各種特殊功能等。簡單點(diǎn)說就是給纖維加技能點(diǎn)。

為此，必須對天然纖維及合成纖維的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系有系統(tǒng)而深刻的了解。然而，模仿天然纖維并不是簡單再現(xiàn)其組織結(jié)構(gòu)，更重要的是通過對纖維的改性，模擬天然纖維的功能。然而，出于纖維結(jié)構(gòu)與性能錯綜復(fù)雜的關(guān)系，當(dāng)采用某種方法改善某一種性能時，不可避免地會引起其他性能的變化。如用共聚合改進(jìn)疏水性合成纖維的吸濕性或染色性時，往往伴隨熔點(diǎn)降低或強(qiáng)度下降。因此，在改性中必須防止纖維有價值的性質(zhì)受到過多的影響。應(yīng)在相互矛盾的效應(yīng)中求得綜合平衡或“加合效應(yīng)”，使纖維材料獲得更高的使用價值和更廣泛的用途。

常用的纖維改性方法

1、 物理法

物理改性通常是利用各種物理方法及手段，在不改變成纖高聚物大分子主體結(jié)構(gòu)的情況下，通過改變纖維的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)、形態(tài)結(jié)構(gòu)、表面成分等達(dá)到改善纖維性能的目的。陶瓷纖維、金屬纖維的成型及晶相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，通常與熔法紡絲及燒結(jié)方式的調(diào)控有關(guān)，而這都是物理改性及加工方法的結(jié)果。

2 、生物法

這是近年來才出現(xiàn)的一種新的改性方法，它運(yùn)用生物技術(shù)，如基因工程和生物合成技術(shù)等，這樣不僅能增加纖維產(chǎn)品改性的途徑和提高現(xiàn)有纖維的性能，而且能創(chuàng)造一些全新的“生物纖維”。這就是化學(xué)學(xué)科與生物學(xué)科的綜合。我國功能性紡織新材料發(fā)展現(xiàn)狀。

3、化學(xué)法

聚合物的化學(xué)改性是通過聚合物的化學(xué)反應(yīng)，改變大分子鏈亡的原子或原于團(tuán)的種類及其結(jié)合方式的一類改性方法。經(jīng)化學(xué)改性，改變了已有大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而改善纖維的性能或賦予其新的性能。化學(xué)改性的效果具有耐久性，但化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變，在一定程度上也會引起結(jié)構(gòu)的某些變化，從而引發(fā)纖維一系列性能的變化。

當(dāng)前我國功能性纖維材料已達(dá)到國際先進(jìn)水平，其特點(diǎn)是常規(guī)纖維的多功能化和高性能化，具有阻燃、抑菌、抗靜電等功能，如：硅-氮系阻燃粘膠短纖維、聚丙烯腈預(yù)氧化纖維、阻燃滌綸、阻燃錦綸，導(dǎo)電滌錦復(fù)合纖維、導(dǎo)電間位芳綸纖維，銅碳納米聚酰胺6生態(tài)抑菌纖維、聚乳酸生態(tài)抑菌纖維、超細(xì)旦多孔再生聚酯生態(tài)抑菌纖維、異形聚酰胺6生態(tài)抑菌纖維等，主要應(yīng)用于特種軍服和消防服、飛機(jī)和高鐵內(nèi)飾材料、高檔紡織品、醫(yī)用衛(wèi)材等領(lǐng)域。

同時《中國制造2025》提出了發(fā)展新材料、高值生物醫(yī)用材料、節(jié)能環(huán)保、資源循環(huán)利用、時尚服裝服飾、中高端家紡用品、產(chǎn)業(yè)用紡織品等重要內(nèi)容，發(fā)展航空航天、海洋裝備、風(fēng)電裝備、新能源汽車等的關(guān)鍵材料。

常見的改性纖維類型

1、表面微坑溝槽和高比重纖維

采用無機(jī)粒子與有機(jī)物共混紡絲可得到高比重纖維，以此來提高織物的懸垂性?；烊霟o機(jī)物粒子的纖維在堿減量時，無機(jī)物粒子周圍的聚合物被水解，在纖維的表面出現(xiàn)很多噴火口狀的微孔口。這種表面能賦予織物清涼感。

2、 高收縮纖維

①  低收縮腈綸纖維

在熱處理時，收縮率在20-50%(70%)的纖維（一般纖維的沸水收縮率不>5%,長絲不>9%)。

② 高收縮腈綸

熱處理時，沸水收縮率達(dá)15-45%；高收縮滌綸，沸水收縮率達(dá)30-50%。

3、 自伸長絲

指進(jìn)行熱處理時表現(xiàn)出自伸長的特性。其自伸長可達(dá)8-15%。將自伸長絲與高、低收縮絲復(fù)合形成高異收縮復(fù)合絲，組分之間的收縮率差可達(dá)30-45%。

后整理后低收縮絲浮在織物表面，形成致密的超短波絲圈和桃皮絨手感。高收縮絲集中在織物的內(nèi)部作為骨架。

4、易染色纖維

易染色是指可用不同染料染色，且色澤鮮艷、色譜齊全、色調(diào)均勻、色牢度好、染色條件溫和等。滌綸是常用合成纖維中染色最困難的纖維，易染色合成纖維主要是指滌綸的染色改性纖維。易染色合成纖維常見的品種除陽離子染料可染滌綸外，還有常溫常壓陽離子可染滌綸(ECDP)，酸性染料可染滌綸，酸性或堿性染料可染滌綸，酸性染料可染腈綸纖維，可染錦綸纖維，陽離子可染錦綸纖維等。

5、 吸水吸濕纖維

吸水吸濕纖維是指具有吸收水分并將水分向臨近纖維輸送能力的纖維。同天然纖維相比，多數(shù)合成纖維吸濕性較差，尤其是滌綸與丙綸，改善合成纖維吸濕性與舒適性可以采用化學(xué)改性方法和物理改性方法，通過改性提高纖維的潤濕與膨脹能力，或者制成多孔纖維使其內(nèi)部形成微孔穴系統(tǒng)來增加纖維的吸水吸濕能力。吸水吸濕纖維主要用于功能性內(nèi)衣、運(yùn)動服、訓(xùn)練服、運(yùn)動襪等產(chǎn)品。

6、混纖絲

混纖絲是指由幾何形態(tài)或物理性能不同的單絲組成的復(fù)絲，目的在于提高合成纖維的天然感。常見的混纖絲有異收縮、異形、異旦及多異混纖等幾種類型。

① 異形混纖絲

由截面形狀不同的單絲組成的混纖絲，在纖維之間存在空隙及毛細(xì)管結(jié)構(gòu)，可降低纖維間的摩擦系數(shù)，其織物具有良好的蓬松性、吸濕性和回彈性。

② 異收縮混纖絲

異收縮混纖絲是由高收縮纖維與普通纖維組成的復(fù)合絲，在織物整理及后加工過程中，高收縮纖維因受熱發(fā)生收縮而成為芯絲，收縮率低的纖維因絲長差而浮出表面，且產(chǎn)生卷曲，同時纖維之間形成空隙，賦予織物蓬松感。

③ 異旦混絲

微細(xì)纖維織物有良好的柔軟性和懸垂性，但往往沒有身骨，為了追求柔而不爛的風(fēng)格，可以采用粗旦纖維與微細(xì)纖維混纖的異旦混纖方法。

④ 多異混纖絲

是指將具有線密度、截面形狀、熱收縮率、伸長率、單絲粗細(xì)不勻等多種特征差異的纖維，以不同形式相組合的混纖絲，目的是使之更接近天然纖維的風(fēng)格。

結(jié)語

纖維通過改性，具備了更為優(yōu)良的物理、化學(xué)、力學(xué)、功能性等特性，利用改性纖維的優(yōu)勢，使其在防護(hù)、增強(qiáng)、高溫、過濾等領(lǐng)域，可以獲得更廣泛的應(yīng)用。

來源：紡織大學(xué)堂、變寶網(wǎng)

由色尚坊布博士整理編輯