超细纤维.doc

武汉科技学院

1前言
超细纤维是近年来发展迅速的一种特殊的纤维.它是一种高品质的纺织原料.超细纤维优良的性能是高档时装面料和一些功能性材料的理想原料.超细纤维最显著的特点是:单丝线密度大大低于普通纤维,最细可达0.0001dtex.超细纤维具有以下性能特点:良好的织物结构,特有的界面性质,织物中可以形成微穴结构,能够和其他材料相互渗透等等.

超细纤维的发展历史
20世纪40年代,受当时羊毛皮芯结构的启发,仿制出了双组分的复合粘胶纤维.该纤维具有三维卷曲，而且卷曲性能较稳定，故称为“永久卷曲粘胶纤维”[1].国外化纤公司在20世纪60年代开始对细旦和超细旦纤维的研究开发工作，杜邦公司在1964年就取得了用复合纺丝法生产超细纤维的专利，并以此作为发展超细纤维的起点.
到20世纪70年代，剥离法和海岛法两种复合纺丝法制取0.1dtex左右超细旦纤维的生产工艺实现了工业化，并取得了较好的经济效果.三菱人造丝公司采用直接纺丝法，制得纤度为0.06dtex~0.1dtex的超细旦腈纶[2].日本首批问世的商业化双组分共轭复合纤维结构十分简单，有“并列型”.“皮芯型”等。随着生产技术水平的不断提高，所谓的多层复合纤维，即在1根单丝内有5个以上结构层的复合纤维研制成功，将其分离即可制得超细纤维.从80年代开始，纤维的产品开发向高品质化、高附加值化、新材料化方向进展，即进入了“高技术时代”，而所谓的“新合纤”技术正是这一时代最夺目的里程碑，超细纤维的技术正是在这种历史背景下日趋成熟的.
我国起步较晚，20世纪80年代末着手对超细纤维的研究，1996年7月北京服装学院纺制成了纤维密度为0.05dtex的超细长纤维[3]，打破了发达国家单丝小于0.1dtex的技术垄断.中国纺织大学也成功开发了世界领先水平的超细旦丙纶长丝及其制品.

超细纤维的类型及生产技术

3.1类型
用复合纺丝技术制造的超细纤维可分为：剥离海-岛型和多层型超细纤维，此外还有随机纤维型.不同的生产技术，可制造出不同线、不同种类及用途的超细纤维。剥离型超细纤维是将两种不相容、但粘度相近聚物，各自沿纺丝组件中预定的通道流过，并汇集复合，通过同一喷丝孔挤出而成形;丝条却、拉伸、织造过程中保持原有的截面形状，当加工成织物后，采用物理或化学处理方法使纺制的复合纤维中的各个组分相互剥离分割开来，成为超细纤维。
海-岛型超细纤维，又称基质原纤型纤维，它是由一种聚合物以极细的形式（原纤）包埋在另一聚合物（基质）之中形成的，又因分散相原纤在纤维截面中呈岛屿状态，因此又称为海-岛型纤维，海-岛型纤维有长丝和短丝两种。长丝是原纤有规则地连续分布在基质中；短丝是原纤不连续地分布在基质中，其主轴与纤维轴一致。
多层型运用了两种不相溶的高聚物，纺丝前将高聚物熔体由一个静态分离器多层化，然后进行分离或剥离。日本可乐丽公司开发了第一个多层型超细纤维工业产品，是把聚酯和聚酰胺-6纺制成具有椭圆形截面的多层结构复合纤维，然后在染色过程中微细化成长丝。

3.2生产技术
纤维的线密度与其生产方法密切相关，表1列出了几种不同细度纤维的生产方法。可以看出，生产技术的进步使纤维的不断细化成为现实，而纤维细化使纤维的性能发生了很多变化,人们利用纤维性能上的这些变化开发出了各种用途的新产品。目前较为流行且实现工业化的超细纤维生产技术有:直接纺丝法、复合纺丝法和共混纺丝法，此外，还有静电纺丝法、熔喷法和闪蒸法等。其中，后四种方法较适合生产短纤维型超细纤维。

3.2.1电纺丝法
用电纺丝方法制备超细纤维早在20世纪30年代就申请了专利，但由于纺丝工艺很难稳定，生产效率很低，长期以来很少有人问津。近年来随着纳米技术的发展，电纺丝技术受到高度的重视，因为它是目前获得纳米直径长纤维的唯一方法或少有的方法之一。区别于传统纺丝，电纺丝是指聚合物溶液或熔体在外加电场作用下的纺丝工艺。在电场力作用下，处于纺丝喷头的聚合物溶液或熔体液滴，克服自身的表面张力而形成带电细流，在喷射过程中细流分裂多次，经溶剂挥发或固化后形成超细纤维，最终被收集在接收屏上，形成非制造超细纤维膜或附加特殊装置，将超细纤维纺成纱线。[4]
可用于电纺丝法的高分子材料各种各样，几乎不受任何限制，如聚环氧乙烷（PEO）、聚丙交酯（PLA）、胶原、聚苯胺、聚苯乙烯，等等，甚至蚕的分泌物。因此其应用研究范围很广，可制备多种生物降解性聚合物超细纤维。由于这种纺丝技术发展得比较晚，总的说来，它的应用研究还处于起始阶段。

3.2.2复合纺丝剥离法
这是一种较为经济、简单的生产方法。它是用两种不相容而黏度相近的聚合物，通过特殊的纺丝组件制成具有两组分交替排布截面形状的复合纤维后，再通过机械法或化学法使两组分分离，制得超细纤维复合体。如用聚对苯二甲醇乙二酯（PE