复合纤维

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摘要复合纤维,别名共轭纤维,是指由两种及两种以上的聚合物或性能不同的同种聚合物,按一定的方式沿纤维轴向复合而成的纤维。这种纤维既不同于异种纤维的混纺或异种长丝的混纤,也不同于各独立组分在进入喷丝组件前就充分混合,而是在挤出成型的相容性聚合物的共混体纤维。 复合纤维分类 复合纤维的分类...

复合纤维

复合纤维,别名共轭纤维,是指由两种及两种以上的聚合物或性能不同的同种聚合物,按一定的方式沿纤维轴向复合而成的纤维。这种纤维既不同于异种纤维的混纺或异种长丝的混纤,也不同于各独立组分在进入喷丝组件前就充分混合,而是在挤出成型的相容性聚合物的共混体纤维。

复合纤维分类

复合纤维的分类方法有多种,但大体上按复合纤维内部组分间的几何特征进行分类。

复合纤维根据组分的数目可分为双组分和多组分复合纤维。目前开发的主要是双组分纤维。双组分纤维根据纤维内两种组分相互间的位置关系可分为并列型、皮芯型、海岛型和裂片型。

因复合纤维的组成、结构不同,其性能上差别很大。

1、皮芯型复合纤维

皮芯型复合纤维的皮层和芯层各为一种聚合物,也称芯鞘型复合纤维,它兼有两种聚合物的优点。如以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维,便兼具锦纶染色性好、耐磨性强和涤纶模量高、弹性好的优点。利用皮芯结构,还可以制造特殊用途的纤维。如将阻燃的聚合物作芯、普通聚酯为皮制造阻燃纤维。皮芯纤维还可以用来制造非织造布、抗静电纤维和光导纤维等。偏心型复合纤维是皮芯各为一种聚合物,但并不同芯。由于两种组分的不对称分布,纺得的纤维经拉伸和热处理后产生收缩差,从而使纤维产生螺旋状卷曲。

2、并列型复合纤维

并列型复合纤维是两种聚合物在纤维截面上沿径向并列分布。并列型复合纤维最重要的特征是能够产生类似羊毛的三维卷曲,由此可以生产出永久性、具有自卷曲性质的合成纤维,如三维卷曲腈纶复合纤维,聚酰胺-聚酯并列型复合纤维等。并列型复合纤维选用的组分多要求具有一定的性质差异,以确保因收缩性质的不同而产生永久性的三维卷曲。如果两种复合组分的亲水性不同则还可产生“水可逆卷曲”的性质而带来三维立体状的卷曲,比起用普通的填塞箱法产生的平面状卷曲具有更好的卷曲弹性和抱合性能,卷曲效果更好。

3、海岛型复合纤维

海岛型复合纤维也称原纤-基质型复合纤维,一种岛相组分为原纤结构,另一种海相组分为无定形结构。在横截面方向上原纤结构的组分包埋于无定形结构组分上,似海岛形式分布;在纤维纵向上两种组分的聚合物连续密集、均匀分散;从整根纤维来看,它具有常规纤维的细度和长度。

4、裂片型复合纤维

将相容性较差的两种聚合物分隔纺丝所得纤维的两种组分可自动剥离,或用化学试剂、机械方法处理,使其分离成多瓣的细丝,单丝线密度为0.3~1.0dtex,丝质柔软,光泽柔和,可织制高级仿丝织物。

复合纤维特点

由于复合纤维横截面上同时含有多种组分,因此,复合纤维往往同时具有所含几种聚合物组分的特点。聚酰胺和聚酯制成的复合纤维,既具有锦纶耐磨性好、强度高、易染色、吸湿性较好的优点,又有涤纶弹性好、模量高、织物挺括等特点。目前复合纤维及其纺丝技术已被广泛采用,日渐成为重要的合成纤维物理改性技术,它在差别化纤维及其产品的开发中担当重要的角色。

复合纤维生产

复合纤维的生产要根据纤维的类型采用不同的纺丝方法和设备。复合纺丝法的基本原理是:将两种性质不同的高聚物,用两根螺杆分别熔融、计量后,共同进入特殊设计的纺丝组件。按照预定的要求在喷丝孔中有规律地排列成熔体流,经喷丝孔喷出冷却成型后,再通过卷绕、拉伸而成为复合长丝。复合纺丝组件是生产复合纤维的关键部件,复合纺丝组件由过滤系统、分配板和喷丝板组成。

复合纤维应用

(一)服用

复合纤维主要用于加工毛线、毛毯、毛织物、保暖絮绒填充料、丝绸织物、特殊工作服等。

(二)产业用

利用复合纺丝技术,可为高档人造革基布、高级洁净布、衬垫材料、离子交换材料、汽车彩色外罩、卫生用品、纸类等产品提供优质原料。

如两种成纤聚合物通过海岛纺丝、拉伸、切断得到海岛型复合短纤维,再制成三维立体交络结构的非织造布,然后用聚氨酯配制的浸渍液进行处理,待聚氨酯凝固后,将纤维中的一种成分溶出,形成超细纤维或多孔状的藕形纤维(以前者方式为多)。根据是否进一步在其表面涂敷聚氨酯发泡层,可以得到不同的产品:二层基体结构皮革和一层基体结构皮革。最后再经染色、着色、拷花等表面处理,而得到人造皮革产品。

(三)医疗用

复合纤维由于其单位重量的比表面积特别大,具有优良的持久性、力学性能好等特点,可广泛用于生物工程、医疗的各个领域,如可用于人造动脉、人造血管等。

复合纤维发展史

复合纤维最早在1940年代,Avisco公司的Sisson等提出,但当时没有得到足够的重视。1959年,美国杜邦和日本钟纺相继推出了“并列型”的复合纤维;1960年代中期,日本又在双组分的基础上开发了多层次复合纤维,在织物的后整理中进行纤维分裂和剥离,使织物的柔软性、质感性、悬垂性、透气吸水性等发生明显的改善;1970年代初,溶解性超细聚酯复合纤维研发成功,由此开发的人造麂皮等高档面料也相继进入日本和欧美市场。我国对复合纤维的研究始于1970年代,并成功地研制出了聚丙烯腈类并列型复合纤维;1980年代又成功研制出聚酯-聚酰胺皮芯型复合纤维、聚酰胺类并列型复合纤维等;1991年成功研制出0.20~0.33dtex的超细纤维,可以用于仿桃皮织物、仿高级丝绸、人造麂皮织物等。

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