功能纖維
功能纖維
功能纖維是指在纖維現有的性能之外,再同時附加上某些特殊功能的纖維,如導電纖維,光導纖維,離子交換纖維,陶瓷粒子纖維,調溫、保溫纖維,生物活性纖維,生物降解纖維,彈性纖維,高發射率遠紅外纖維,可產生負離子纖維,抗菌除臭纖維,阻燃纖維,香味纖維,變色纖維,防輻射纖維等。
功能纖維按照功能的分類主要有以下幾類:
①具有特殊力學性能的纖維。主要包括高強度纖維、高模量纖維、高韌性纖維等。
③具有化學穩定性的纖維。如耐強酸、耐強鹼、耐有機溶劑的纖維。
⑤具有特殊生物性能的纖維。如生物活性(或惰性)纖維、抗菌防臭纖維、生物降解纖維、易溶易吸收纖維、易升華纖維等。
抗靜電纖維(antistatic fiber)主要指通過提高纖維表面的吸濕性能來改善其導電性的纖維。廣泛採用的方法是使用表面活性劑(即抗靜電劑)進行表面處理。抗靜電劑多為親水性聚合體,所以纖維製品的抗靜電性依賴於使用環境的濕度,一般要求相對濕度大於40%。
導電纖維(electrically conductive fiber)包括金屬纖維、金屬鍍層纖維和炭粉、金屬氧化、硫化、碘化物摻雜纖維、絡合物導電纖維、導電性樹脂塗層與複合纖維以及本徵導電高聚物纖維等。這類纖維的體積比電阻均低於10 Ω cm。常用方法是把導電纖維的短纖維以一定的百分比(1%一5%)混入需要改性的短纖維中或把導電纖維的長絲等間隔地編入織物中。實踐證明,通過混用導電纖維可防止纖維製品帶電,其抗靜電效果既可靠又耐久,特別是在低濕度下也能顯示出優良的抗靜電性能。
蓄熱纖維和遠紅外纖維
陶瓷粉末應用於纖維,最初是為了獲得蓄熱保溫效果。根據所用陶瓷粉種類,其蓄熱保溫機理有兩種:一種是將陽光轉換為遠紅外線,相應的纖維稱之為蓄熱纖維(thermal storage fiber);另一種是在低溫(接近體溫)下能輻射遠紅外線,相應的纖維稱之為遠紅外纖維(far-infrared fiber)。
醫療應用中認為,波長3μm以上的紅外線具有增強人體新陳代謝、促進血液循環、提高免疫功能、消炎、消腫、鎮痛等作用。遠紅外纖維和眾多的遠紅外治療儀不同,在常溫下就有較高的遠紅外線發射率,即不需要其他熱源,所以對使用的時間和場所都沒有限制。遠紅外纖維可將保健作用結合於使用過程中,作用時間長。但蓄熱纖維、遠紅外纖維的評價標準不一致,質量保障存在問題.副作用評價也極少進行,因此使用安全性受到質疑。
防紫外線的方法一般是塗層,但會影響織物的風格和手感。採用防紫外線纖維可克服這一缺陷。其方法是在纖維表面塗層、接枝或在纖維中摻人防紫外線或紫外線高吸收性物質,製得防紫外線纖維。防紫外線紡織品包括襯衫、運動服、工作服、制服、窗帘以及遮陽傘等,其紫外線遮擋率可達95%以上。
纖維阻燃整理可以從提高纖維材料的熱穩定性、改變纖維的熱分解產物、阻隔和稀釋氧氣、吸收或降低燃燒熱等方面著手,以達到阻燃目的。阻燃黏膠纖維大多採用磷系阻燃劑並通過共混法製得,其極限氧指數一般可達到27%~30%。
應用的光導纖維主要有三大類:高純石英摻雜P和Ge等元素組成的石英光纖,是光纖的主體;氟化物玻璃光纖,基本組成為ZrF-BaF-LaF三元系;高聚物光纖,以透明高聚物為芯材,以折射率比芯材低的高聚物為包覆層而組成。
彈性纖維是指具有400%~700%的斷裂伸長率,彈性回復能力接近100%,初始模量很低的纖維。彈性纖維分為橡膠彈性纖維和聚氨酯彈性纖維。橡膠彈性纖維由橡膠乳液紡絲或橡膠膜切割而製得,只有單絲,有極好的彈性回復能力。聚氨酯彈性纖維即氨綸。
氨綸絲的收縮力比橡膠絲大1.8-2倍,所以只要加人少量氨綸絲就能得到與加入大量橡膠絲同樣的效果。氨綸可改善織物的適體性和抗皺性,是衣著類織物增彈的最重要纖維原料。但橡膠絲的彈性回復速度較氨綸絲快,有些特殊用品必須用橡膠絲,如高爾夫球。
抗菌防臭纖維是指具有除菌、抑菌作用的纖維。抗菌纖維大致有兩類。一類是本身帶有抗菌、抑菌作用的纖維,如大麻、羅布麻、甲殼素纖維及金屬纖維等:另一類是藉助螯合、納米、粉末添加等技術,將抗菌劑在紡絲或改性時加入纖維中而製成的抗菌纖維,但其抗菌性較為有限,而且在使用和染色整理加工中會衰退或消失。
變色纖維是指在光、熱作用下顏色會發生變化的纖維。在不同波長、不同強度的光的作用下,顏色發生變化的纖維稱光敏變色纖維;在不同溫度作用下呈不同顏色的纖維稱熱敏變色纖維。實際上變色纖維往往與光和熱的作用都有關。光敏變色纖維使用光致變色顯色劑,熱敏變色纖維使用熱致變色顯色劑。變色纖維多用於登山、滑雪、游泳、滑冰等運動服以及救生、軍用隱身著裝。