再生纤维素纤维是从自然界中广泛存在的纤维素物质(如棉短绒、木材、竹、芦苇、麻秆芯、甘蔗渣等)中提取出纤维素后制成浆粕,再通过适当的化学处理和机械加工而制成。该类纤维原料来源广泛,成本低廉,在纺织纤维中占有相当重要的地位。
1.黏胶纤维 黏胶纤维是最早研制和生产的化学纤维。它是从纤维素原料中提取纯净的纤维素,将纤维素浆粕溶解在碱溶液中形成碱纤维素,再与二硫化碳反应生成纤维素磺酸酯,得到黏稠的纺丝溶液,经湿法纺丝与酸反应还原为纤维素加工而成。
黏胶纤维的组成物质是纤维素,分子式为[C6H10O5]n。分子式中[C6H10O5]为葡萄糖剩基,n为聚合度,普通黏胶长丝和短纤维的聚合度为300~500。
黏胶纤维的取向度低于棉、麻等天然纤维素纤维,非晶区比例高于天然纤维素纤维,而且缝隙、空洞既大又多,甚至还有直径为100nm左右的球形空泡,这也是黏胶纤维附着水能力比较强的主要原因。普通黏胶纤维的平均聚合度较低,内部晶粒较小。
黏胶纤维的截面为不规则锯齿形,纵向平直有不连续条纹。普通黏胶纤维的横截面具有皮芯层芯鞘结构。皮层较薄,组织结构细密,由取向性好的小晶粒组成。芯层结构的晶粒较大,且均处于取向性差的非结晶性基质内。
黏胶纤维的皮层和芯层在结晶度、取向度、晶粒大小及密度等方面具有差异。一般来说,皮层具有高强低伸的性能特征;芯层不仅吸湿稳定,且湿强损失小,强度与模量均高。黏胶纤维皮层在水中的膨润度较低,吸湿性较差,对某些物质的可及性降低。
2.铜氨纤维 通过铜氨溶液制备的再生纤维素纤维,商品名为铜氨纤维。
铜氨纤维是很细的纤维,其单纤维线密度为0.44~1.44dtex。与黏胶纤维不同,铜氨纤维的横截面为结构均匀的圆形,无皮芯结构。
铜氨纤维的平均聚合度比黏胶纤维高,可达450~550。因此,铜氨纤维的性能与风格比黏胶纤维优越,能加工风格良好的织物。
铜氨纤维的性能和黏胶纤维基本相近,但与黏胶纤维相比,又具有不同的特点。
(1)力学性质。铜氨纤维的强度比黏胶纤维稍高,干态强度2.6~3.0cN/dtex,湿态强度是干态强度的65%~70%。此外,铜氨纤维的耐磨性和耐疲劳性也比黏胶纤维好。
(2)光泽和手感。铜氨纤维单纤维很细,制成的织物手感柔软,织物光泽柔和,有真丝感。
(3)吸湿性和染色性。铜氨纤维在标准状态下的回潮率为12%~13.5%,吸湿性比棉纤维好,与黏胶纤维接近。但铜氨纤维的吸水量比黏胶纤维高20%左右。铜氨纤维对染料的亲和力较大,上色较快,上染率高。
(4)化学性质。铜氨纤维能被热稀酸和冷浓酸溶解,遇强酸会发生膨化并使纤维的强度降低,直至溶解。铜氨纤维一般不溶于有机溶剂,溶于铜氨溶液。
铜氨纤维一般制成长丝,用于制作轻薄面料和仿丝绸产品,如内衣、裙装、睡衣等。铜氨纤维也是高档服装里料的重要品种之一。铜氨纤维与涤纶交织面料、铜氨纤维与黏胶纤维交织面料是高档西服的常用里料。铜氨纤维制成的里料爽滑、悬垂性好。
3.莱赛尔(Lyocell)纤维 莱赛尔纤维是用N-甲基吗啉氧化物-水(NMMO-H2O)体系溶解纤维素,经纺丝得到的一种新型再生纤维素纤维。NMMO-H2O有机溶剂无毒,99.9%以上的溶剂可回收利用,所以天丝被称为“21世纪的绿色纤维”。目前,莱赛尔纤维最有名的注册商标为“Tencel®”,我国俗称天丝。(www.xing528.com)
天丝纤维的截面呈圆形,结构均匀,无明显的皮芯结构,纤维表面较光滑。此外,莱赛尔纤维的结晶度为45%~54%,晶区取向因子为0.90~0.94,均比黏胶纤维高。
4.莫代尔(Modal)纤维 莫代尔纤维是20世纪80年代兰精公司以榉木制成的木浆为原料,经纺丝制成的具有高湿模量的再生纤维素纤维。
莫代尔纤维具有超柔软的触感、优良的吸湿性和较高的湿态强度,是制作毛巾、浴巾、床单类纺织品的最佳材料。利用纤维初始模量较高、耐磨性好、色泽亮丽的特点,可开发挺阔、悬垂性好的织物和针织内衣面料。莫代尔纤维具有绝佳的柔软舒适性和竹浆纤维的天然抗菌性、吸湿性、透气性,是针织内衣面料的首选原料。
莫代尔纤维、竹浆纤维与黏胶纤维的截面形态一样,均为锯齿形皮芯结构。莫代尔纤维截面形态更接近梅花形。莫代尔纤维、竹浆纤维的纵面形态均呈现沟槽特征,与黏胶纤维一样,如图1-11所示。
图1-11 莫代尔纤维、竹浆纤维的横截面和纵向形态特征
5.竹浆纤维 竹浆纤维是以3~4年生的健壮挺拔的优质青竹为原料,经高温蒸煮成竹浆,提取纤维素,再经制胶、纺丝等工序而制成的再生纤维素纤维,如图1-11所示。纺丝方法与普通黏胶基本相同。竹浆纤维的细度和白度与普通黏胶纤维接近,又被称为竹材黏胶纤维。
竹纤维可以纯纺,也可以与棉、麻、绢、毛、莱赛尔纤维、莫代尔纤维、涤纶等其他原料混纺,织制成机织物、针织物和非织造布,用于卫生材料用品、内衣、袜子、服装、装饰等领域。
竹浆纤维纵向表面光滑、均一,呈多条较浅的沟槽,横截面边沿是不规则锯齿形,内有很多大小不等的小孔洞。竹浆纤维的皮芯结构较为明显,而锯齿特征不及黏胶纤维。
竹浆纤维的结晶度与天然黏胶纤维相差不大,约为45%。
在20℃和相对湿度95%的大气条件下,竹浆纤维的回潮率可达45%,黏胶纤维为30%。竹浆的吸湿速度特别快,回潮率从9%上升到45%仅需6h。而黏胶纤维的回潮率从9%上升到30%需要8h以上。
竹浆纤维的耐热性好于黏胶纤维和棉纤维。
竹浆纤维对无机酸的稳定性比黏胶纤维小,温度升高时,酸的破坏作用特别明显。竹浆纤维在碱中的膨润和溶解作用较强。在相同条件下,碱对竹浆纤维的渗透性比普通黏胶纤维大,因此耐碱性差。
竹浆纤维具有良好的抗静电性能。
竹浆纤维具有天然抗菌性,能抵御外界病虫害。竹纤织物对200~400nm的紫外线透过率几乎为零,因而具有很好的紫外线屏蔽作用,保证人体不受紫外线伤害。
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