李 楊 王進(jìn)美 李彩霞

（西安工程大學(xué)，陜西西安 710048）

近些年，資源與環(huán)境的問題受到了人們的高度重視，我們在追求科技迅猛發(fā)展的同時，也更加注重環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展。紡織行業(yè)是一個需要大量原材料的加工行業(yè)，但隨著石油等不可再生資源的日益枯竭，各種合成纖維的使用也受到一定的限制，而天然纖維又因?yàn)樯a(chǎn)周期長、產(chǎn)量低等問題約束了其應(yīng)用[1]，在這一背景條件下，再生纖維素纖維也就越來越受到了人們的重視。在自然界中每年纖維素產(chǎn)量大約是1000億噸，其中只有將近25噸是經(jīng)過加工成為再生纖維素纖維來利用的[2]。再生纖維素纖維具有良好吸放濕能力，穿著舒適，可再生，易降解，資源分布廣，并且成本較為低廉，因此成為了紡織行業(yè)最理想、最有前途的原材料之一。

再生纖維素纖維之中普通粘膠纖維是最早被廣泛生產(chǎn)應(yīng)用的，但是由于其強(qiáng)力低、耐熱性差、尺寸不穩(wěn)定，并且對環(huán)境污染嚴(yán)重等問題[3]，使得國內(nèi)外對粘膠纖維都不進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展。近幾年，我們通過對技術(shù)的研究和探索，成功的開發(fā)了如Tencel（天絲）纖維、Modal纖維、麗賽纖維、圣麻纖維、甲殼素纖維以及我國自主研發(fā)的竹漿纖維和麻漿纖維等再生纖維素纖維。這些纖維以其優(yōu)良的物理化學(xué)性能和對環(huán)境的友好特性越發(fā)受到人們的青睞。

1 Tencel纖維

1.1 Tencel纖維的研究現(xiàn)狀

Tencel纖維是以針葉木為主的木材制作成漿粕進(jìn)行再生的新型纖維素纖維[4]，由英國考陶爾茲（Courtanlds）公司在1989年研制出，是Lyocell纖維的商品名稱，在我國稱為天絲。Tencel纖維具有吸濕透氣，強(qiáng)度高，手感柔軟滑爽，懸垂性好等特點(diǎn)，由于其生產(chǎn)的產(chǎn)品可生物降解，無毒無污染，對環(huán)境無損傷，因此Tencel纖維被稱為“21世紀(jì)綠色纖維”。目前Tencel纖維是再生纖維素纖維中能夠替代人造棉的最佳選擇，其年產(chǎn)量約為10萬噸，而人造棉的需求量是200萬噸，因此，Tencel纖維有著良好的市場空間以及開發(fā)背景。同時，由ACORDIS公司開發(fā)出的溶劑紡絲制造法，能夠大大縮短天絲纖維的生產(chǎn)流程、加工時間，并降低其成本，提升了Tencel纖維的市場競爭力。隨著高科技的不斷滲透和各領(lǐng)域的不斷交織，Tencel纖維不僅迎合了環(huán)保的主流方向，也更加注重產(chǎn)品的多樣化和時尚化，具有很廣泛的應(yīng)用前景。

1.2 Tencel的生產(chǎn)

天絲纖維是近幾年研究和開發(fā)的最成功的人造纖維，其生產(chǎn)過程對環(huán)境、人體、水質(zhì)、土壤等均無污染。其原料主要取自木材，通過與有機(jī)溶劑的混合溶解，制成所需濃度的紡絲溶液，經(jīng)NMMO紡絲工藝[5]將木漿溶解在氧化銨溶劑中直接紡絲（其中氧化劑可以循環(huán)使用），用穩(wěn)定劑固定纖維的性能后， 經(jīng)卷曲、熱定型、切斷，即得到各種長度規(guī)格的紡織用天絲纖維（其生產(chǎn)工藝流程如圖1所示）。

圖1 天絲纖維生產(chǎn)工藝流程

1.3 Tencel纖維的結(jié)構(gòu)、性能、產(chǎn)品開發(fā)

1.3.1 結(jié)構(gòu)

天絲纖維橫截面為圓形，縱向?yàn)閳A棒狀，有較規(guī)整的圓柱形外觀，皮芯結(jié)構(gòu)，皮層薄，它的結(jié)晶度、聚合度和取向度要高于其他的再生纖維素纖維，并且內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密，纖維之間空隙少，其大分子組成與纖維素纖維類相同，大分子排列狀態(tài)具有原纖化結(jié)構(gòu)特性[6]，使纖維表面易分裂產(chǎn)生小纖維絨，利用此特性制造有桃皮絨感和柔軟觸感的紡織品。

1.3.2 性能

天絲纖維具有長度長，線密度小，回潮率小，結(jié)晶度高，含油率高，強(qiáng)度高，斷裂伸長率低，卷曲彈性好等特性。并且天絲纖維的干強(qiáng)和濕強(qiáng)相接近，改良了普通粘膠纖維強(qiáng)力低，尤其是濕強(qiáng)低的缺陷。

表1 為線密度為1.70dtex時天絲纖維與其他紡織纖維物理性能的對比

1.3.3 產(chǎn)品開發(fā)

天絲纖維的圓形截面和良好的縱向外觀，使其織物具有珍珠般的光澤，飄逸，手感優(yōu)良，懸垂性好，既有人造棉的優(yōu)良特性，還克服了人造棉濕態(tài)強(qiáng)力弱、抗皺性差等缺點(diǎn)。又因與其他纖維間抱合力較大而易混紡，通過與棉、毛、絲、麻等化學(xué)纖維混紡或者是純紡生產(chǎn)出女士內(nèi)衣、高檔牛仔服以及高級襯衫等豐富多彩的紡織產(chǎn)品。同時利用天絲纖維原纖化的獨(dú)有特性，可以做成天鵝絨、桃皮絨等多種表面效果的織物，制造具有流行元素的新潮產(chǎn)品。

1.4 Tencel織物加工中的問題

天絲纖維雖然兼具天然纖維的各種優(yōu)點(diǎn)，但在其生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品開發(fā)利用中仍有一些不足之處。天絲纖維初始模量較大，表面光滑，剛性強(qiáng)，使其貼附性不強(qiáng)，這就會形成毛羽[7]，毛羽在后道各加工工序中經(jīng)過機(jī)器的摩擦而脫落，形成飛花，污染工廠的空氣并危害人體健康，同時也會在布面上產(chǎn)生疵點(diǎn)，強(qiáng)力不勻，使得紗線及織物質(zhì)量下降，制約了其產(chǎn)品的發(fā)展。

2 竹漿纖維

2.1 竹漿纖維的研究與開發(fā)

竹纖維分為原生竹纖維和再生竹纖維。再生竹纖維因其性能與粘膠纖維相似又被稱為竹漿纖維，它是以天然的竹子為原料，經(jīng)過水解、漂白等工序制成竹漿粕，再由化纖廠加工制得，是我國自主研發(fā)的一種再生纖維素纖維。目前，湖南拓普竹麻產(chǎn)業(yè)建成了竹漿纖維生產(chǎn)線；河南新鄉(xiāng)化纖公司20世紀(jì)末，研發(fā)了一種竹漿粘膠長絲的制造工藝,獲得國家發(fā)明專利；上海中紡物產(chǎn)發(fā)展有限公司開發(fā)了自主品牌“云竹”；河北吉藁化纖有限責(zé)任公司將竹漿纖維制造的紡織品出口到日本、歐美等國家?，F(xiàn)在,市場上主要有1.33dtex×38mm，1.67dtex×38mm，2.22dtex×51mm，2.78dtex×51mm等規(guī)格的再生竹纖維品種供應(yīng)。

2.2 竹漿纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)與工藝流程

2.2.1 形態(tài)結(jié)構(gòu)

竹漿纖維漿粕外觀為白色，比較堅挺、細(xì)密,表面有縱向細(xì)紋。反應(yīng)性能良好，保持和優(yōu)化了竹纖維的一系列優(yōu)良天然特性，具有耐磨、涼爽、抑菌等多種功能。竹纖維的形態(tài)與其他纖維有著很大的不同，竹纖維橫截面呈不規(guī)則圓形，布滿橢圓形的空隙，邊沿有不規(guī)則鋸齒，能夠有效的吸收和蒸發(fā)水分，吸濕透氣，因此在炎熱的夏季使用竹制品會感覺到?jīng)鏊琜8]，其縱向伸展有溝條，無橫節(jié)和天然扭曲，增強(qiáng)了纖維之間的抱合力，吸濕能力強(qiáng)。竹漿纖維素大分子平行排列，分子的空間位置、方向和順序呈現(xiàn)較穩(wěn)定的規(guī)律。

2.2.2 工藝流程

竹纖維的化學(xué)成分由纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠質(zhì)及極少量的脂蠟質(zhì)組成。再生竹纖維是把天然竹子經(jīng)過化學(xué)變性,將纖維素打漿，采用堿法水解及多段漂白精制,加工成能滿足纖維生產(chǎn)需求的竹漿粕，再經(jīng)過磺化反應(yīng)等,形成纖維素酯的稀堿溶液,然后在粘膠生產(chǎn)線上利用噴絲紡成竹漿纖維。其生產(chǎn)流程大體為：竹漿粕→粉碎→浸漬→堿化→磺化→初溶解→溶解→頭道過濾→二道過濾→熟成→紡前過濾→紡絲→塑化→水洗→切斷→精練→烘干→打包[9]。

2.3 竹漿纖維的性能與應(yīng)用

2.3.1 物理機(jī)械性能

竹漿纖維具有低強(qiáng)度,高伸長的特點(diǎn)，在干態(tài)條件下,竹漿纖維的初始模量、斷裂強(qiáng)度、斷裂比功較低而斷裂伸長率較高；在濕態(tài)條件下,纖維的強(qiáng)力和模量發(fā)生顯著下降。竹漿纖維易吸濕,導(dǎo)電性能好，因此不易產(chǎn)生靜電，但由于伸長和塑性變形大,尺寸穩(wěn)定性差，在小負(fù)荷下容易產(chǎn)生變形。因此在濕態(tài)加工過程中,應(yīng)適當(dāng)降低張力,減少紗線和織物的損傷。

2.3.2 化學(xué)及染色性能

竹纖維不耐酸堿，由于結(jié)晶度低、非晶區(qū)大，使其染色能力強(qiáng),上染均勻速度快,色牢度好[10]。同時，竹漿纖維適用的染料種類較多，活性染料、直接染料、分散染料和還原染料等都可以直接對其進(jìn)行染色，并且產(chǎn)品色澤艷麗，效果好。

2.3.3 抗菌和抗紫外性能

竹子是常綠植物，由于生長在山林中，其在生長過程中無蟲蛀、無腐爛、無需使用任何農(nóng)藥。竹纖維能夠呼吸，濕度高時吸收水分子，等干燥時再釋放出來，調(diào)節(jié)濕度，凈化空氣，可吸附空氣中的灰塵以及有害物質(zhì)。同時，由于竹纖維中含有微量元素等天然抗菌物質(zhì)，使其抗菌抑菌。目前在竹漿纖維的加工過程中，采用竹漿粕變性生產(chǎn)工藝,成功的保持了竹纖維的抗菌抑菌性能。另外，竹纖維對大氣中的紫外線反射率較低，具有很強(qiáng)的吸收紫外線作用[11]，并且竹纖維中還含有紫外線吸收劑——葉綠素銅鈉。

2.3.4 應(yīng)用

竹纖維由于長度可人為決定,有較強(qiáng)的耐磨性，透氣性等原因，通常與棉、麻、毛等其他纖維混紡。又因有良好的吸濕透氣性,織物光澤好,手感柔軟,抗皺性好，并有抗紫外線和抗菌、抑菌、除螨等多功能性能，而受到了廣大消費(fèi)者的青睞。目前主要用于生產(chǎn)具有特效功能的產(chǎn)品，有內(nèi)衣、襯衣、腳墊、涼席、地毯、和床上用品等，其應(yīng)用范圍廣，具有良好的開發(fā)前景。

3 其他再生纖維素纖維

除了上述的天絲纖維和竹漿纖維外，越來越多的科研人員也在對莫代爾纖維、麗賽纖維和圣麻纖維不斷地進(jìn)行探索和研究。

莫代爾纖維是一種新型環(huán)保的高濕模量纖維，原料采用歐洲櫸木，將其先制成漿粕，再經(jīng)過溶解、過濾等工序擠壓紡絲、凝固制得[12]。使用后的纖維還可以生物降解，綠色無污染。莫代爾纖維長度長，強(qiáng)度高，耐磨性好，條干均勻，毛羽少，具有較高的吸濕透氣性，穿著舒適，同時由于其價格較為低廉，適合的消費(fèi)者人群較廣，市場前景十分廣闊。

麗賽纖維是由丹東東洋特種纖維有限公司生產(chǎn)的一種改性粘膠纖維，纖維的截面為圓形，縱向光滑，全芯結(jié)構(gòu), 沒有皮層, 易于制成桃皮絨風(fēng)格的紡織品[13]。麗賽纖維具有高強(qiáng)度、高濕模量、高聚合度和伸長度好的特點(diǎn),并且濕干強(qiáng)度比適當(dāng),吸濕性好,耐酸堿，染色均勻，有良好的尺寸穩(wěn)定性。

圣麻纖維以黃麻、苧麻和紅麻等麻纖維為原材料，經(jīng)過蒸煮、漂白、紡絲、后處理等工藝提取纖維中的纖維素，然后再經(jīng)過加工而得到。其纖維縱向?yàn)闂l紋形，截面呈梅花狀，纖維強(qiáng)度較高，伸長變性較小。 圣麻纖維是一種天然抑菌、驅(qū)螨的再生纖維素纖維, 經(jīng)多次洗滌效果不變, 對人體無副作用[14]?？椢锎┲孢m、挺括、懸垂性好，耐腐蝕，同時其具有簡單的染整工藝，產(chǎn)品色彩亮麗、色牢度高。

4 結(jié)語

再生纖維素纖維的原料來源廣泛，生產(chǎn)過程綠色環(huán)保，廢棄產(chǎn)品可生物降解，循環(huán)利用，不會對環(huán)境造成污染。同時因?yàn)樵偕w維素纖維擁有許多的優(yōu)良特性，使其即可純紡又可與其他纖維混紡，開發(fā)具有各種特殊用途的織物，如果能夠解決在生產(chǎn)加工及應(yīng)用方面的各種難題，那么其發(fā)展與應(yīng)用前景將不可估量。

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