高感性纖維

1．高感性化學纖維的開發

我國東華大學王慶瑞教授認為化學纖維的發展史在某種意義上就是模仿和替代天然纖維的歷史。因天然纖維具備適合人們需要的穿著舒適性，不僅有一定強度、耐磨性好、染色性能好，而且又要美觀和具有美感。因此，高感性化學纖維的開發不僅要原料易得、可再生，產品使用后的廢棄物又能生物降解，在19世紀末期科學家用化學方法，採用天然的纖維素資源，從事了模擬絲的開發，到20世紀初，再生纖維素纖維的黏膠纖維實現產業化(之後在20世紀20年代又開發成功醋酸纖維)。由於黏膠纖維具有良好的服用性能，因而迅速發展，一直輝煌了半個多世紀，到20世紀70年代才逐步衰退，其原因為：一是有滌綸、錦綸等合成纖維開發成功；二是由於黏膠纖維生產過程對環境和人類的嚴重污染，而使產量逐步下降。

20世紀30年代時開始合成纖維走上舞台，各個品種逐步產業化，先是類似羊毛的聚丙烯腈纖維和類似棉花的維綸纖維，之後是滌綸纖維和丙綸纖維的問世。滌綸在20世紀50年代中期產業化后，由於性價比較好，發展特別快，到70年代末期已發展成為化纖中的第一大類品種。丙綸纖維在工業化后，服用性能不大理想，因而用作塑料較多，但因其價格便宜，因此在合成纖維的改性(含化學方法、物理方法)研究中，滌綸和丙綸兩大類纖維改性更引起了纖維科學界十分關注。在滌綸模擬提高服用性能的開發方面，日本是佼佼者，他們經過了20世紀60年代的仿絲型；70年代前半期的大分子結構仿絲型；70年代中期的微細結構仿絲型；80年代後半期的

大分子及微細結構的超細型，到1987年提出“新合纖”，這是從紡絲到后整理的系列技術綜合，它們包括了異形截面、混纖異收縮、異形中空、超細長絲等，使織物有桃皮絨感；懸垂性的絲感和乾爽絲鳴性；精毛紡感；仿黏膠的乾爽。按日本的說法“新合纖”是由模擬到了超真(天然纖維)。在丙綸方面，改善服用性能主要方法是細旦化，當丙綸纖維的纖度在1d或1d以下，這時丙綸原來穿著不舒服的感覺大為減少，織物柔軟，又具有芯吸效應而排汗透氣，穿著舒適，可以作內衣，還可以與真絲和黏膠等纖維交織。這兩類纖維的高感性改性加工，國內都已開發併產業化，但技術水平與國外先進水平仍有較大差距。近年來，聚酯纖維新品種的PTT纖維，隨著丙二醇(PDO)技術開發出新，成本下降(尤以杜邦公司的生物發酵法生產PDO)，由於PTT纖維性能優於PET纖維，又能常壓染色，也是熔紡工藝，因此近年PTT纖維在國際上快速發展著，國內開發也已經開始。

2．綠色纖維的開發使用，是21世紀高感性纖維的主要來源

21世紀全球人口的急劇膨脹，可耕地對滿足人們的糧食需求也出現困難，因此纖維，首先是用量最大的服用纖維中的天然纖維(棉、毛、絲、麻)來源受到嚴重挑戰，而目前在纖維使用量中已超過50%的化學纖維，由於其原料——石油資源的供應有一定的時限性，科學家早已關注到這問題，在20世紀後期英國考陶爾茲公司和奧地利蘭睛公司，開發成功了用NMMO溶劑(在生產過程中可回收)生產的再生纖維素纖維——Lyocell，這種纖維兼具黏膠和滌綸的優點，克服了原來傳統黏膠纖維的生產流程長、能耗高、嚴重污染環境的問題，原料是在自然界蘊藏量最多而且可再生的天然纖維素，是一種取之不盡、用之不竭的天然高分子材料，使用后的棄廢物又可生物降解為CO。和水，這是目前可以推薦的綠色纖維中的最大的品種。現在國際上已培植了三年速生的樹種，我國朱之悌院士經過20年努力，也培育出了五年速生樹種—二毛白楊，另外我國南方還有速生的藍桉等，都是Lyocell的良好原料。

據資料介紹估計到2050年全球Lyocell纖維的產量將達到目前滌綸纖維的產量，成為化纖的主要品種。另外一種是聚乳酸纖維(PLA)，由於其纖維與聚酯纖維機械性能相似，且可常壓下用分散染料染色，它也屬於脂肪族的聚酯，耐鹼性弱，可以用鹼處理方法獲得較好手感。值得注意的是，它可用常規的熔法設備和工藝進行成形加工，可以生產長絲、短纖維、單絲、非織造布等多種製品，是國外迅速發展中的合成纖維品種，專家認為它將是21世紀主要的合成纖維品種之一。它的原料是澱粉發酵得到的乳酸，國外主要用玉米發酵制乳酸。近年來國際聚乳酸技術的開發和工業化取得突破性進展，1997年美國的Cargill公司和陶氏化學公司合資成立公司，現已建成14萬噸/年PLA的生產裝置，Cargill DOW公司還計劃10年內投資10億美元，分別建三套生產裝置，總生產能力達45萬噸/年。隨著乳酸生產成本下降，PLA纖維將在服用、裝飾用、產業用方面廣泛應用，同時它又是一種生物醫學功能材料。它的產品用過後，完全可生物降解，它將是來自自然又回歸自然的、可生物降解的合成纖維中最大的綠色品種。

發展這兩種纖維在我國又具有特殊的意義。一是解決服用纖維中用量最大的高感性纖維，使用效果將優於現有的改性合成纖維；二是這兩大品種的用量大，與我國的農業與綠化可以互相推動而發展，毛白楊不僅可造林，而且可以搞城市綠化(已有報道)，既可解決紙的原料，又解決了Lyocell纖維的原料；PLA需用玉米，目前我國玉米產量有餘，除了生產替代汽油的醇類產品外，是PLA的最好原料，因此，這兩大品種的發展對人民生活和國民經濟的發展有重大現實意義。

另外，如可利用原有黏膠纖維生產設備，採用尿素為溶劑生產纖維素氨基甲酸酯纖維(cc)也是值得關注的。

3．高感性纖維的發展動向

值得指出的是，高感性纖維如能同時具有一些特定的功能，使這類纖維不僅有更好的服用性能，而且還有保健功能以及防護功能，這將是高科技服用纖維的發展走向。仿生纖維的開發不僅有適應自然，回歸自然的感覺，而且還有一些常規纖維達不到的特殊功能，隨著世界性保護自然、保護動物的呼聲日益高漲，以及在服飾產品中對皮類產品消費需求的擴大，仿天然皮革將受到重視，而高檔的仿皮產品就需要超細纖維的支持。

我們目前一般講的高感性纖維主要指：超細纖維；彈性纖維；各類模擬和仿生纖維；高收縮、異收縮、易染色纖維；高吸濕纖維等。總的看來國內高感性纖維開發，主要在滌綸模擬改性方面做了不少工作。近年來超細纖維和氨綸纖維得到了迅猛發展，我國是服裝大國，但目前國內每年要進口化纖面料達30億米以上，占出口服裝面料總量的60%，每年耗外匯達60～90億美元。面料落後的原因，從技術上講主要有三：一是后整理技術水平較低；二是面料設計水平跟不上國內外市場需求；三是使用的纖維技術含量低。

為此，本書專門在有關章節對綠色纖維和聚酯新品進行介紹，高感性纖維兼具某些功能的問題，在有關章節內也已涉及。本章主要介紹超細纖維及彈性纖維，在仿生纖維中除了仿皮革用的超細纖維外，這裡介紹一種目前業界關注的仿蜘蛛絲纖維，仿蜘蛛絲纖維用途廣泛，因為它是特種服裝用料的纖維，故暫列這裡作一簡介。

高感性纖維目前主要有超模擬絲、超仿羊毛、超仿麻纖維、超細纖維、仿生纖維和變色纖維等。

(1)超模擬絲、超仿羊毛、超仿麻纖維

其第一階段從細旦異形鹼減量著手模擬絲；第二階段主要是增加織物抗靜電吸濕透氣性，同時改善了滌綸的可染性能，研製了陽離子可染纖維；第三階段使織物更具有柔軟、飄逸、懸垂手感等綜合的三異纖維。開發了中空加微孔的吸濕透氣乾爽模擬織物，其織物吸濕透濕比棉快4倍，織物麻感很強。為了縮短仿毛加工工序，利用噴絲板物理改性生產粗細節絲，進一步生產仿麻纖維。

(2)超細纖維

超細纖維手感柔軟、蓬鬆性和覆蓋性好，具有防水、透氣、吸濕等特點，由於細旦高密織物輕薄，比表面增大，空氣含量多，織物的保溫性大為提高，細旦纖維織物解決了合纖織物的舒適性、透氣性問題，是合纖發展的必然趨勢。日本、韓國、中國台灣的超細纖維的工藝以溶解海島型為主，日本細旦纖維產量占日本合纖總量的10%左：右。

(3)仿生纖維

通過共混可以製得超細坑纖維，其微坑數達到40億～50億個/平方厘米，另外經共混紡絲、拉伸熱處理可以製得多重螺旋纖維，用來仿生、保護和偽裝，用于軍事作戰領域，是一種很有發展前景的纖維。

(4)變色纖維

將現：有的微膠囊的聚氨酯塗在織物、纖維表面，受光、熱、電、壓等刺激而變色，光致變色纖維主要用於信息通訊、感光材料。熱致變色纖維用於染料、塗料以及作油墨等。電致變色纖維可用於電子、電器設備上。