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)纖維稱為復(fù)合纖維,或稱雙組分纖維。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,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、襪類和毯類制品。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。
超細纖維
由于單纖維的粗細對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(線密度)分類,一般分為常規(guī)纖維、細旦纖維、超細纖維和極細纖維。
(1)常規(guī)纖維
線密度為 1 .5～4dtex。
(2)細旦纖維
線密度為 0 .55～1 .4dtex,主要用于仿真絲類的輕薄型或中厚型織物。
(3)超細纖維
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)極細纖維
線密度在 0 .11dtex以下,可通過海島紡絲法生產(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,超細纖維具有手感柔軟滑糯、光澤柔和、織物覆蓋力強、服用舒適性好等優(yōu)點,也有抗皺性差、染色時染料消耗較大的缺點。超細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 80 年代末期,新合纖在日本出現(xiàn),它以新穎獨特的超自然風(fēng)格和質(zhì)感,如桃皮面手感和超細粉末手感而風(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、超懸垂型和超細型,按其手感可分為蠶絲手感、桃皮手感、超微細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,相繼開發(fā)了高熱收縮性聚合物和低收縮潛在自發(fā)伸長絲,使織物獲得更佳的蓬松效果。
(2) 超細型
作為新合纖的超細纖維其線密度很低, 一些品種的線密度達到 0.001dtex 以下,主要采用復(fù)合紡極細化技術(shù)紡制而成。由此開發(fā)的桃皮絨織物具有超柔軟和細致的手感,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機微粒子,紡絲成形后進行減量加工以消除無機微粒子,使纖維表面形成無數(shù)微細凹蝕。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為易染性合成纖維,主要包括陽離子可染聚酯纖維、陽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),某一項或多項性能指標明顯高于普通纖維,而且這些性能的獲得和應(yīng)用往往與宇航、飛機、海洋、醫(yī)學(xué)、軍事、光纖通訊、生物工程、機器人和大規(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發(fā)鋪飾用紡織品和服用紡織品,而且對這兩類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 的纖維稱為納米纖維(1nm 等于 10 m,即 10 μm,僅是 10 個氫原子排起來的長度),目前也有人將添加了納米級(即粒徑小于 100nm)粉末填充物的纖維稱為納米纖維。
目前,最細的納米纖維為單碳原子鏈,這種納米碳管被譽為納米材料之王,其原因是這種細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、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,其強度為鋼的 100 倍,是一般纖維強度的 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,可將計算機做得極小。用碳納米管做的納米器件可組裝納米機器人,即蚊子飛機、螞蟻坦克等,可用于軍事及醫(yī)療。碳納米管可用來制作儲氫材料, 把氫開發(fā)成為人類服務(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”的排列,把集成排列的“納米機”連接成大規(guī)模系統(tǒng)。
多數(shù)材料細度達到納米級時,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,顯出較強的活性。纖維的細度達到納米級后其直徑與比長度、比表面積的關(guān)系見下表。
由上表可看出,當(dāng)纖維直徑為 100nm 時,比表面積是直徑為 10μm 的 30 多倍,而直徑1μm 時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、傳導(dǎo)電子的德布羅意波長和超導(dǎo)態(tài)的相干長度或透射深度近似或比之更小時,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)將會改變,如熔點降低、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,費米能級附近的電子能級由準連續(xù)變?yōu)殡x散能級,此時,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:分子技術(shù)制備法、紡絲制備法、生物制備法。
