浅谈新型再生纤维素纤维的发展前景

浅谈新型再生纤维素纤维的发展前景 《天津纺织科技》 第 42 卷 第 4 期 综 述 浅谈新型再生纤维素纤维的发展前景 刘长河 胡正春 王建坤 天津工业大学纺织与服装学院, 天津 300 160 [ 摘 要] 本文介绍了新型再生纤维素纤维的性能和特点, 从资源、市场、环保三方面分 析了新型再生纤维素纤维的发展前景。 [ 关键词] 新型; 再生纤维素纤维; 前景 1 前 言 2 各种新型再生纤维素纤维 在 20 世纪 70 年代以前, 作为再生纤维 2. 1 T en cel 纤维 素纤维之一的粘胶纤维, 曾是化学纤维生产 天丝是我 国的通俗称呼, 它 的学名 叫 的第一大品种。然而, 随着合成纤维新品种的 L yo cell, 商品名叫T en cel。它与粘胶纤维同 出现和发展, 加上粘胶纤维的生产工艺 属再生纤维素纤维, 虽然粘胶纤维在 19 世纪 长而复杂, 能耗大, 耗水量大, 特别是严重污 90 年代已经问世, 并在化学纤维中占据着重 染环境, 废气和污水的治理难度高、费用大, 要地位, 但由于粘胶纤维的制造工艺严重污 一些发达国家相继关闭了部分生产粘胶纤维 染环境, 在人们强烈呼吁清洁生产、保护地球 的工厂。致使其世界产量在 20 年间下降约 生态环境、减少污染的今天, 如何克服污染环 4 1% 。 境 的缺点呢? 荷兰阿克苏 ??诺贝尔 A kzo 在这一背景下, 天然纤维素纤维再次得 N ob el 公司属于美国恩卡公司和德国的恩 到重视。 自然界纤维素年产量 1000 亿吨, 大 卡研究所与 1980 年研究成功用有机溶剂直 约只有 2. 5% 是通过再生途径制作成纤维等 接溶解纤维浆粕生产纤维素纤维的工艺方 加以利用的。纤维素资源十分丰富, 纤维素是 法, 并取得了专利。1989 年, 布鲁塞尔国际人 可再生的自然资源, 具有可持续性; 纤维素具 造及合 成纤维局 把由这类 B ISFA 有环保性, 可参与 自然界的生态循环。作为纺 制造的纤维素纤维正式命名为“ ”。与 L yo cell 织纤维, 纤维素纤维具有优 良的吸湿性、穿着 此同时, 英国考陶尔兹公司于 20 世纪 80 年 舒适性, 一直是纺织品和卫生用品的重要原 代初开始研制 T en cel 短纤维, 在得到荷兰阿 料。所以, 纤维素纤维是新世纪最理想, 最有 克苏 ??诺贝尔公司L yo cell 的许可证后, 马 前途的纺织原料之一。近年来, 出现M o da l、 上开始试生产, 在实验工厂经过反复试验, 成 T en cel 等新一代再生纤维素纤维。随着新型 功地开发出一种对人体无害的氧化胺溶剂, 再生纤维素纤维在生产中的大量应用, 前景 其后又解决了生产中的一系列问题, 最后成 将非常看好。 功地生产了T en cel 短纤。 天丝纤维的化学结构, 基本与棉纤维, 粘 2 《天津纺织科技》 第 42 卷 第 4 期 综 述 胶纤维相同, 聚合度接近原料浆粕, 而高于粘 选择适当的纺丝条件, 通过常规的湿纺工艺 胶纤维, 除了具有天然纤维的物理特性之外, 或干湿法纺丝工艺可制得具有较高强度和伸 还具有 良好的吸湿性、舒适性、光泽性、染色 长率的甲壳素纤维。在壳聚糖大分子结构中 性和生物可降解性。其加工工艺几乎不会造 由于含有大量的氨基, 其溶解性能和生物活 成环境污染。因此, 这是一种绿色再生纤维素 性比甲壳素强, 因此通常所指的甲壳素, 在大 纤维。该纤维的物理结构不同于一般粘胶纤 多数的情况下就是指壳聚糖, 在实际应用中 维, 其横断面为圆形结构, 表面光泽性较佳, 也大多是壳聚糖。甲壳素与壳聚糖纤维具有 无条纹, 结晶区取向度高, 其表面微纤维排列 以下主要特性: 1 优异的生物医学功能; 2 可 十分整齐, 互相呈可行状态, 这些微纤在后道 生物降 解; 3 优 良的吸湿保湿功能; 4 较好的 染整加工过程中将会分离, 而呈现出特有的 可纺性。总之, 甲壳素纤维经纺纱、织布可加 光泽和手感, 并且该纤维的分子排列紧密, 高 工成各种功能性产品, 如保健 内衣、防臭袜 于棉, 粘胶纤维, 无论在干、湿状态下, 仍具有 子、保健婴儿服、抗菌休闲服。抑菌用护士服, 很大的强度, 其干强度近似于聚酯纤维, 湿强 也可加工各种救护用品。甲壳素纺织品废弃 度为干强度的 85% , 该纤维的织物还耐机械 后可生物降解, 有利于环境保护, 开发甲壳素 作用力, 耐化学药品的作用, 因而不致于使此 纺织品不仅具有很高的经济价值, 而且具有 种织物的强度过低, 造成损伤; 由于该纤维的 广泛的社会价值。 湿模数较高, 在湿润状态下, 溶胀度低, 潜在 2. 3 纤维 M o da l 收缩低, 所以其织物尺寸稳定性好。 纤维是奥地利兰精公司生产的, L yo cell M o da l 纤维的缺点是, 它有明显的原纤化倾向, 纤维 它是由 木浆粕制造而成的新一代再生纤维素 在湿态中或在机械应用作用下, 沿着纤维轴 纤维, 具有环保性, 使用后可生物降解处理。 方向分裂出原纤。原纤化使纤维加工困难, 使 其轻柔、 滑糯, 有丝的光泽且吸湿透气性好, 织物表面起毛、起球。但另一方面, 人们也可 染色均 匀, 色牢度好。其干强、湿强优于传统 利用原纤维倾向开发具有特殊效果的织物表 的纤维素纤维, 可纺细号纱。在新型纺织材料 面结构, 例如桃皮绒织物; 在卫生、医用领域, 中M o da l 纤维价格适中, 可纺性相对较好, 也可利用原纤化倾向开发具有隔离效果的非 纺织企业利用其可开发生产新产品。 织造布。 M o da l 纤维以其柔软、易处理、成本较低 2. 2 甲壳素纤维 的特点更趋于大众消费。特别是针织内衣、儿 甲壳素又称甲壳质、几丁质, 是地球上存 童服装、运动服装、运动衫、袜子、柔软的斜纹 量极为丰富的一种 自然资源, 也是 自然界中 布、睡衣、床上及装饰用品等。 纤维与 M o da l 迄今为止被发现的唯一带正电荷的动物纤维 棉、毛、丝等在中国市场颇受广大消费者的欢 素。由于它的分子结构中带有不饱和的阳离 迎。开发的产品还有M o da l 弹力织物, 品种 子基因, 因而对带负电荷的各类有害物质具 有紧身服装、衬衫、休闲服、时装等, 档次覆盖 有强大的吸附作用。同样它也能清除人体内 从高中低多个档次。兰精公司还开发了具有 的“垃圾”, 达到预防疾病、延年益寿的目的。 新型纤维功能的M o da l 产品, 应用纳米技术 由于甲壳素具有这种独特功能, 它被欧美科 开发的 抗菌纤维、 抗紫外线纤 M o da l M o da l 学家誉为与蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物 维、与L yo cell 纤维混纺的 P rom o da l 纤维, 质同等重要的人体第六生命要素。 彩色M o da l 纤维及超细M o da l 纤维。应用这 甲壳素和它的衍生物壳聚糖, 具有一定 些纤维不仅生产出针织内衣、童装、衬衫、而 的流延性及成丝性, 都是很好的成纤的材料, 且还着重推出了功能性服装。 纤维与 M o da l 3 《天津纺织科技》 第 42 卷 第 4 期 综 述 其他纤维特性的对比见表 1。 陷, 使丝绸产品更加时尚化, 将进一步扩大丝绸 表 1 纤维与其他纤维性能对比 M oda l 在中高档时尚服饰领域的消费。 M oda l L yoce ll 棉 粘胶 强度 34, 36 40, 42 24, 28 24, 26 cN tex 3 新型再生纤维素纤维的发展前景 伸长 % 12, 14 15, 17 79 18, 20 湿态强度 20, 22 34, 36 25, 30 12, 13 cN tex 3. 1 资源前景 相对湿强 60 85 105 50 cN tex 从长远看, 合成纤维的原料石油是一次 湿伸长 % 13, 15 17, 19 12, 14 2 1, 23 钩接强度 8 20 20, 26 7 性资源, 终会枯竭, 因此, 在这一背景下, 发展 cN tex 原纤化等级 1 4 2 1 纤维素纤维是解决纺织品原料的长远之计。 回潮率 % 12. 5 11. 5 8 13 自然界纤维年产量约 1000 亿吨, 大约只有 结晶度 % 25 40 60 25 2. 5% 是通过再生途径制成纤维加以利用的。 水中膨润度 % 63 67 50 88 可见, 纤维素资源十分丰富, 而且加上纤维素 2. 4 竹纤维 是可再生的自然资源, 具有可持续性、可循环 竹纤维是我国近期自行研发成功的以竹子 性。因此, 作为纺织品的原料, 从资源供应量 为原料的再生纤维素纤维, 其生产制造过程全部 这一方面来说, 再生纤维素纤维有着相当大 实施绿色生产, 属环保型的绿色纤维, 由于纤维 的竞争力, 发展前景十分可观。 的特殊结构, 天然横截面的高度“中空”, 又被称 3. 2 市场前景 为“会呼吸的纤维”。用于纺织原料的竹纤维分 自1960 年以来, 世界纤维消耗量的增长 为, 原生竹纤维和再生竹纤维。竹纤维具有诸多 与人 口增长呈并行发展趋势及对 2020 年世 的优势, 可以归纳以下5 方面: ?绿色环保。生产 界人口和纤维消耗量增长的预测, 2020 年世 竹纤维的竹子生长在远离使用农药的山区环境, 界纤维的总消耗量为 7000 万吨, 人均9. 2 竹纤维能够 100% 降解, 是无污染的环保纤维。 k g。若再 生纤维素纤维仍保持在 目前的水平 在生产过程中采用高科技手段, 使之成为无任何 上, 则棉纤维须从 目前的 1800 万吨增加到 化学助剂残留的天然纤维。?凉爽型纤维。竹纤 3200 万吨, 而生产这些棉纤维所需资源 土 维是目前唯一的凉爽型天然纤维。此纤维为天然 地和水 几乎是无法到达的, 而作为棉纤维代 中空, 横截面为梅花型排列, 透气性极强, 保暖性 用品的再生纤维素的原料木材等将大幅增 好, 避免了传统圆柱型纤维透气性的弊端, 填补 加。因此, 大力发展再生纤维素纤维既是市场 了天然凉爽型纤维的空白。?保健功能。竹纤维 的需 求, 从资源方面来说又是可能的。另外, 天然含有竹蜜和果胶成分, 该成分对皮肤健康有 随着人们对舒适健康生活重视的提高, 保健 益, 竹纤维的抗紫外线新功能强, 此纤维生产的 纺织品引起了消费者的极大关注。而前面介 夏装对皮肢有较好的抗紫外线保护作用。?恢复 绍的四种新型再生纤维素纤维中, 竹纤维和 性能好、可机洗、免熨烫、纤维的染色性能好。由 甲壳素纤维都有保健功能, 竹纤维在生产过 于竹子的天然韧性, 以竹纤维生产的织物有较强 程中无虫蛀、无腐烂、无需使用任何农药, 且 的稳定性和防皱性, 具有可机洗和免熨烫的良好 因为竹子的天然抗菌性, 使纤维在服用中不 效果, 极大地方便了消费者。竹纤维染色性能好, 会对皮肤造成任何过敏性反应。甲壳素纤维 易着色, 色牢度在3. 5 级以上。?与丝绸完美组 具有抑菌、防臭、止痒等功能。可见, 新型再生 合, 使丝绸更加时尚化。竹纤维的天然挺括、防皱 纤维素纤维有着相当大的市场潜力。 防缩、吸湿凉爽、可机洗、易染色等效果与丝绸交 3. 3 绿色前景 织或混纺后, 极大地改善了丝绸产品的自身缺 当今, 由于全球生态环境受到严重的破 4 《天津纺织科技》 第 42 卷 第 4 期 综 述 坏, 环境污染日趋严重, 环保议题已成为全人 足了消费者的要求。另外, 新型再生纤维素纤 类共同关心的焦点, 因此, 在“我们只有一个 维 由于其鲜明的时代特征――绿色环保性, 地球”的口号下, 消费者越来越多地考虑到产 近 年来, 不论在生产研究上, 还是产品开发和 品对生态的影响, 生产过程对环境的影响, 天 消 费上均有了较快的发展。且通过从资源、市 然资源的消耗及产品的可处理性等问题, 从 场、环保三方面进行, 新型再生纤维素纤 而, 在人们思想意识中逐渐形成“绿色产品”、 维 有着巨大的发展潜力。 “绿色消费”、“绿色营销”等观念, 且已形成一 参考文献: 股 国 际潮 流。据 经 济 协 作 与 开 发 组 织 [ 1]武红艳, 林其凌,L yo cell 纤维的纺丝 O ECD 在O ECD 国家中作过的调查表明, 生产工艺、 性能和开发前景, 纺织科学研究 大部分消费者愿意选购较高的环保产品。加 199 1 1 : 25, 32; 拿大一项全国性民意调查中, 有 80% 接受调 [2 ]刘素卿, T en cel 纤维纱的开发, 棉纺 查者表示, 如果环保产品价格比一般产品价 织 技术, 2000 6 : 35, 37; 格高出 10% 左右, 还是愿意购买环保产品。 [3 ]王秋霞, 朱洪英, T en cel 氨纶包芯纱 前面介绍的四种新型再生纤维素纤维都 纺 纱实践, 棉纺织技术 2003, 7: 40, 42 属于绿色纤维, 在生产过程中不会对生态环 [ 4 ] 吴昌祥, 无恒银, 甲壳素纤维的纺纱 境造成危害; 纤维制成品用后回收或 自然降 实 践, 棉纺织技术, 2000, 6, 87, 89 解, 不会对环境造成污染; 它们的原料主要来 [ 5 ] 李新娥, 张江燕,M o da l 产品织部工 自再生资源, 不会造成生态平衡的失调和掠 艺 的优化, 棉纺织技术, 2003, 5: 48, 50 夺性资源的开发。因此, 从环保这一方面来 [ 6 ] 周洁,M o da l 纤维织物织部生产工 讲, 新型再生纤维素纤维迎合了可持续发展 艺, 棉纺织技术, 2004, 1: 54, 55 的需求, 环保的需求, 发展前景非常好。 [ 7 ] 郝高云, 于静等,M o da l 纤维与亚麻 纤维混纺, 棉纺织技术 2002, 7: 38, 39 结束语 [ 8 ] 赵博,M o da l 纤维纺纱工艺的研究, 天津纺织科技, 2004, 1: 26, 27 新型再生纤维素纤维作为纺织品的一种 [ 9 ] 李钰, 杨乐芳等, 竹纤维素纤维的性 新原料, 有着优 良的服用性能或保健功能, 满 能 测试与应用, 棉纺织技术, 2004, 2: 37, 39 Ta lk in g about the Pro spect of New Regen era ted Cellulo sic F iber s - - - L iu chan g he Hu zhen g chun W an g j ian kun Schoo l o f T ex t ile an d C lo th in g , T ianj in Po ly techn ic U n iver sity , T ianj in , 300 160 A bstract: T h is p ap er in t ro du ce s th e p rop er t ie s an d ch aracter ist ic o f n ew regen erated cellu lo sic f ib er s, an d an a lyze s th e p ro sp ect o f n ew regen erated cellu lo sic f ib er s acco rd in g to , - . re sou rce m ark et an d env ironm en t p ro tected : ; 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