功能纖維分類
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(xué)性能的纖維。主要包括高強(qiáng)度纖維、高模量纖維、高韌性纖維等。
②具有特殊熱學(xué)性能的纖維。主要包括耐高溫纖維(亦稱耐熱纖維)、抗燃纖維(亦稱阻燃纖維)、耐低溫纖維等。
③具有化學(xué)穩(wěn)定性的纖維。如耐強(qiáng)酸、耐強(qiáng)堿、耐有機(jī)溶劑的纖維。
④具有特殊物化性能的纖維。如導(dǎo)電纖維、發(fā)光纖維、光學(xué)透明纖維、耐輻射纖維、蓄熱纖維、變色纖維、香味纖維、相變纖維、吸附纖維、離子交換纖維、催化纖維等。
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。[2]
功能纖維常用功能纖維
功能纖維抗靜電和導(dǎo)電纖維
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(dǎo)電性的纖維。廣泛采用的方法是使用表面活性劑(即抗靜電劑)進(jìn)行表面處理。抗靜電劑多為親水性聚合體,所以纖維制品的抗靜電性依賴于使用環(huán)境的濕度,一般要求相對(duì)濕度大于40%。
導(dǎo)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(luò)合物導(dǎo)電纖維、導(dǎo)電性樹脂涂層與復(fù)合纖維以及本征導(dǎo)電高聚物纖維等。這類纖維的體積比電阻均低于107Ω.cm。常用方法是把導(dǎo)電纖維的短纖維以一定的百分比(1%—5%)混入需要改性的短纖維中或把導(dǎo)電纖維的長(zhǎng)絲等間隔地編入織物中。實(shí)踐證明,通過混用導(dǎo)電纖維可防止纖維制品帶電,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(yōu)良的抗靜電性能。
蓄熱纖維和遠(yuǎn)紅外纖維
陶瓷粉末應(yīng)用于纖維,最初是為了獲得蓄熱保溫效果。根據(jù)所用陶瓷粉種類,其蓄熱保溫機(jī)理有兩種:一種是將陽(yáng)光轉(zhuǎn)換為遠(yuǎn)紅外線,相應(yīng)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(yuǎn)紅外線,相應(yīng)的纖維稱之為遠(yuǎn)紅外纖維(far-infrared fiber)。
醫(yī)療應(yīng)用中認(rèn)為,波長(zhǎng)3μm以上的紅外線具有增強(qiáng)人體新陳代謝、促進(jìn)血液循環(huán)、提高免疫功能、消炎、消腫、鎮(zhèn)痛等作用。遠(yuǎn)紅外纖維和眾多的儀不同,在常溫下就有較高的遠(yuǎn)紅外線發(fā)射率,即不需要其他熱源,所以對(duì)使用的時(shí)間和場(chǎng)所都沒有限制。遠(yuǎn)紅外纖維可將保健作用結(jié)合于使用過程中,作用時(shí)間長(zhǎng)。但蓄熱纖維、遠(yuǎn)紅外纖維的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一致,質(zhì)量保障存在問題,副作用評(píng)價(jià)也極少進(jìn)行,因此使用安全性受到質(zhì)疑。
功能纖維防紫外線纖維
防紫外線的方法一般是涂層,但會(huì)影響織物的風(fēng)格和手感。采用防紫外線纖維可克服這一缺陷。其方法是在纖維表面涂層、接枝或在纖維中摻入防紫外線或紫外線高吸收性物質(zhì),制得防紫外線纖維。防紫外線紡織品包括襯衫、運(yùn)動(dòng)服、工作服、制服、窗簾以及遮陽(yáng)傘等,其紫外線遮擋率可達(dá)95%以上。
功能纖維阻燃纖維
纖維阻燃整理可以從提高纖維材料的熱穩(wěn)定性、改變纖維的熱分解產(chǎn)物、阻隔和稀釋氧氣、吸收或降低燃燒熱等方面著手,以達(dá)到阻燃目的。阻燃黏膠纖維大多采用磷系阻燃劑并通過共混法制得,其極限氧指數(shù)一般可達(dá)到27%~30%。
功能纖維光導(dǎo)纖維
光導(dǎo)纖維簡(jiǎn)稱光纖,是將各種信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)進(jìn)行傳遞的載體,是當(dāng)今信息通訊中發(fā)展前景的材料,具有傳輸信息量大、抗電磁干擾、保密性強(qiáng)、質(zhì)量輕等特性。
應(yīng)用的光導(dǎo)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ZrF4-BaF2-LaF3三元系;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。
功能纖維彈性纖維
彈性纖維是指具有400%~700%的斷裂伸長(zhǎng)率,彈性回復(fù)能力接近99%,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制得,只有單絲,有的彈性回復(fù)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,所以只要加入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(fù)速度較氨綸絲快,有些特殊用品必須用橡膠絲,如高爾夫球。
功能纖維抗菌防臭纖維
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、羅布麻、甲殼素纖維及金屬纖維等;另一類是借助螯合、納米、粉末添加等技術(shù),將抗菌劑在紡絲或改性時(shí)加入纖維中而制成的抗菌纖維,但其抗菌性較為有限,而且在使用和染色整理加工中會(huì)衰退或消失。
功能纖維變色纖維
變色纖維是指在光、熱作用下顏色會(huì)發(fā)生變化的纖維。在不同波長(zhǎng)、不同強(qiáng)度的光的作用下,顏色發(fā)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(shí)際上變色纖維往往與光和熱的作用都有關(guān)。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。變色纖維多用于登山、滑雪、游泳、滑冰等運(yùn)動(dòng)服以及救生、隱身著裝。
功能纖維香味纖維
香味纖維是在纖維中添加香料而使纖維具有香味的纖維。香味纖維能持久地散發(fā)天然芳香,產(chǎn)生自然清新的氣息。芳香纖維多為皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu),皮層為聚酯,芯層為摻有天然香精的聚合物,所用香精以唇形科熏衣香油精或柏木精油為主,也可采用微膠囊填充或涂層的方法。香味除清新空氣外,同時(shí)具有去臭、安神等作用。可以制成絮棉、地毯、窗簾和睡衣等。
功能纖維相變纖維
相變纖維是指含有相變物質(zhì)(PCM),能起到蓄熱降溫、放熱調(diào)節(jié)作用的纖維,也稱空調(diào)纖維。纖維中的相轉(zhuǎn)變材料在一定溫度范圍內(nèi)能從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)或由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài),在此相轉(zhuǎn)變過程中,使周圍環(huán)境或物質(zhì)的溫度保持恒定,起到緩沖溫度變化的作用。常用的相轉(zhuǎn)變材料是石蠟烴類、帶結(jié)晶水的無機(jī)鹽、聚乙二醇以及無機(jī)/有機(jī)復(fù)合物等。用相變纖維制成的紡織品用途很廣,可以制作空調(diào)鞋、空調(diào)服、空洞手套、床上用品、窗簾、汽車內(nèi)裝飾、帳篷等。相變能量、激發(fā)點(diǎn)溫度、力學(xué)和相變性能的穩(wěn)定,是這類纖維是否實(shí)用的關(guān)鍵。[2]