【摘要】在新型纖維發(fā)展和應用過程中，綠色纖維、高性能纖維、高功能纖維等方面的研究較為突出，研制了多種纖維新材料，如再生纖維素纖維、聚乳酸纖維、甲殼素纖維、碳纖維、高強聚乙烯纖維、聚苯并雙惡唑纖維、聚酰亞胺纖維、諾梅克斯纖維、超細纖維、抑菌防臭纖維、防火纖維、抗紫外線纖維、吸濕透氣纖維、抗靜電纖維與導電纖維等。

【關鍵詞】綠色纖維；高性能纖維；高功能纖維；發(fā)展與應用

【DOI編碼】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.05.058

The Development and Application of New Fibers in Contemporary Times

QIAO Ji

（Deyang Fiber Inspection Institute， Deyang 618000， China）

Abstract： In the development and application of new fibers， research on green fibers， high-performance fibers， and functional fibers is particularly prominent. Various new fiber materials have been developed， such as regenerated cellulose fibers， polylactic acid fibers， chitin fibers， carbon fibers， high-strength polyethylene fibers， polyimide fibers， Nomex fibers， ultrafine fibers， antibacterial and odor resistant fibers， fire-resistant fibers， and UV resistant fibers Moisture absorbing and breathable fibers， anti-static fibers， and conductive fibers.

Keywords： green fiber； high performance fiber； high function fiber； development and application

纖維材料已經(jīng)成為人們生活中不可分割的一部分，為滿足人類社會發(fā)展的需求，科研人員不斷研發(fā)新型纖維，以解決實際生活與工作中遇到的問題，發(fā)揮出新型纖維材料的運用價值與優(yōu)勢。

1綠色纖維的發(fā)展與應用

1.1再生纖維素纖維

通過對再生纖維素纖維進行分析可知，該種纖維不僅具有傳統(tǒng)纖維材料的應用優(yōu)勢，同時該種材料具有非常好的吸濕性、光澤度好、上色性能佳、可生物降解。再生纖維素纖維的原料來自可再生的速生林，并不需要對大量原始木材的開采，能夠完成生態(tài)循環(huán)的生產(chǎn)利用。

通過對該種材料的生產(chǎn)工藝分析可知，主要采用NMMO溶劑法生產(chǎn)，從而打造出生態(tài)循環(huán)的生產(chǎn)制造工藝流程，無廢物產(chǎn)生、無空氣污染。由于該種纖維材料的應用特殊性，能夠滿足人們對天然纖維的喜愛，因此受到了廣大消費者的喜愛。目前我國在進行再生纖維素纖維研究生產(chǎn)時，已經(jīng)形成了一定規(guī)模的產(chǎn)量，但仍無法滿足市場的需求，需要加大研發(fā)力度與生產(chǎn)制造[1]。

1.2聚乳酸纖維

在聚乳酸纖維材料進行制備時，工作人員利用可再生的玉米、小麥等材料，將其進行發(fā)酵轉化，進而得到乳酸物質，而后對其進行聚合熔融紡絲，最終得到相關的纖維材料。鑒于該種材料制備的特殊性，該纖維材料在水中或土壤中，將在相關微生物的作用下分解為水和二氧化碳，而后在光合作用下形成淀粉的原始材料。由此可見，該纖維材料具有綠色生態(tài)的應用價值與作用，能夠有效解決纖維材料污染問題。盡管聚乳酸纖維材料的防火性不強，但是該材料具有低可燃性，以及低發(fā)煙量，能夠最大限度地降低火災的危險系數(shù)。此外，該纖維材料具有較強的抗皺能力與保形能力，且材料制成的衣服手感較好。

在聚乳酸材料實際應用過程中，可進行長絲、短纖、復絲與非織造布等不同衣物的制作。由于該材料的特殊環(huán)保價值，可在醫(yī)用縫線、衛(wèi)生巾、尿布、外科手術植入材料、創(chuàng)面敷料中進行合理運用，充分體現(xiàn)出聚乳酸纖維材料的運用作用。為推動我國聚乳酸纖維的產(chǎn)業(yè)化加工制造，則需要加快研究，掌握核心工藝，從而制造出生態(tài)環(huán)保綠色的纖維材料[2]。

1.3甲殼素纖維

通過對甲殼素纖維進行分析可知，該種纖維的制作原材料較為特殊，主要是將蝦、蟹的甲殼進行粉碎后干燥，而后對其進行特殊的化學與生物處理，從而得到殼聚糖，并將其融入對應的溶劑當中，采取濕法紡絲工藝進行制備，從而得到該種纖維材料。由于制作原材料與工藝的特殊性，使得該種纖維表現(xiàn)為堿性，且具備高度的化學活性，能夠耐熱、耐腐蝕、耐堿，且能夠與人體具有較好的生物相容性。在纖維材料使用后，可完成生物降解處理。

在對該種纖維材料分析可知，纖維材料使用時，具有消炎、止血、鎮(zhèn)痛、抗菌等作用。由此可見，甲殼素纖維制作的紡織品，可適用于防治皮膚病，將其制作為特殊的醫(yī)用敷料，則可以達到止血的效果，促進患者傷口的肉芽新生，在部分特殊的領域可將其作為人造皮膚的材料，充分發(fā)揮出該材料的應用價值與優(yōu)勢。

2高性能纖維的發(fā)展與應用

2.1碳纖維

在對碳纖維進行研究后，依據(jù)生產(chǎn)原材料的劃分，可將碳纖維劃分為瀝青基碳纖維、聚丙烯腈基礎纖維、粘膠基碳纖維等。若基于材料的品格規(guī)格進行劃分，可將其劃分為高強型、高模型、超高強型、超高模型、超高強高模型等。由于碳纖維主要是由碳元素組成，因此材料不燃燒、化學性能非常穩(wěn)定，且不會受到酸堿物質的侵蝕。此外，由于碳纖維的線性膨脹系數(shù)相對較小，在高溫環(huán)境下纖維的機械性能變化非常小。同時該種纖維材料具有較好的導電性，能夠反射電磁波，使得X射線有效通過。

鑒于碳纖維材料具有非常多的應用優(yōu)勢，使得該種新型纖維材料的使用相對較廣，如利用碳纖維材料制作而成的復合材料，可用于航空制造、汽車加工、載人航天等，因為這種層壓材料的強度相對較高，且耐沖擊性強、重量相對較輕，能夠有效降低航空設備運行的能耗，提升航空運輸?shù)男?。此外，碳纖維材料，在海洋石油平臺、機翼、軟質螺旋管、升降架、賽車、賽艇、建筑行業(yè)等均得到了靈活應用，充分發(fā)揮出該材料的應用優(yōu)勢與價值。

2.2高強聚乙烯纖維

通過對高強聚乙烯纖維材料進行分析可知，該種材料主要是以三百萬左右的超高分子量聚乙烯溶液凝膠狀紡絲而制成，由于原材料的特殊性，使得該種新型纖維材料具有較高的強度，且具備耐磨、耐疲勞、耐低溫、抗紫外線、電絕緣等多種優(yōu)勢。由于高強聚乙烯纖維材料的特殊性，使得該種材料的適用范圍相對較廣，如航空、國防、海洋工程、體育器材、醫(yī)用材料、安全防護、警用設施等，均可靈活運用該種纖維材料。通過利用高強聚乙烯纖維制作的貼合材料，可在防彈頭盔、防彈衣中進行靈活運用，此外在雷達架層、土建等領域，也能夠看到該種材料的應用。

2.3聚苯并雙惡唑纖維

通過對聚苯并雙惡唑纖維的制備分析可知，該種材料主要是利用4，6-二氨基苯酚鹽酸鹽和對苯二甲酸，并以多磷酸為溶劑進行制備。由于該種纖維制備原材料的特殊性，使得纖維具備耐熱、防火、高強、高模量等多個優(yōu)點，但該材料的耐光性相對較差，一旦受到太陽光的照射，將影響到纖維的強度，為此根據(jù)使用場景合理選擇，從而揚長補短，充分發(fā)揮出該種纖維材料的應用優(yōu)勢。

2.4聚酰亞胺纖維

通過對該種新型纖維材料進行分析可知，該纖維主要是由芳香族二胺與均苯四酸二酐進行有效聚合，從而得到聚酰胺酸預聚體，而后則基于溶液紡絲的特殊處理，最終得到聚酰亞胺纖維。該種纖維材料具有極好的機械力學性能，且強度高，能夠承受高溫輻射，再利用高能的γ射線對其進行8000次的照射處理，可發(fā)現(xiàn)纖維的基本性能并未發(fā)生變化。此外，該類纖維材料的電絕緣性能非常高，且具備無毒防火的優(yōu)勢。

在現(xiàn)代生產(chǎn)制造過程中，類似宇航服、核動力構件、賽車防燃服、高溫阻燃服、裝甲部隊的防護服、飛行服等，均可以靈活運用該種新型纖維材料，充分發(fā)揮出該種材料的應用優(yōu)勢與價值。由于材料生產(chǎn)制造工藝的特殊性，使得聚酰亞胺纖維的材料價格相對較高，在民用領域推廣受到了一定阻礙。隨著該纖維材料技術的不斷升級，將有效降低材料的應用成本，進而發(fā)揮出聚酰亞胺纖維的現(xiàn)實應用優(yōu)勢。

2.5諾梅克斯纖維

諾梅克斯纖維簡稱Nomex，該種材料是美國杜邦公司研制的一種新型纖維。通過對該種材料的應用特點進行分析可知，該材料不僅具備高強與高模量的應用優(yōu)勢，同時具備耐高溫、耐沖擊、加工性能好等諸多優(yōu)點，在現(xiàn)代航空領域得到了廣泛的應用。此外，在特制繩索加工時，也可以靈活運用該種纖維材料。

3高功能纖維的發(fā)展與應用

3.1超細纖維

通過對超細纖維進行分析可知，該種材料起初是為了仿制真皮制品、真絲制品，從而研發(fā)的細纖度的纖維材料，一般纖度處于1.11～2.22 dtex左右，但是隨著生產(chǎn)工藝技術的不斷升級優(yōu)化，技術人員能夠生產(chǎn)制造出0.111～0.222 dtex左右的超細纖維，在0.001 dtex的超微細纖維應用下，能夠在更多的領域進行應用。因為纖維的纖度越低，則使得纖維更加柔軟，基于超細纖維材料的應用，可以生產(chǎn)制造高檔服裝、仿麂皮、高密面料、仿真絲布料等。由于超細纖維的特殊結構，可使得材料的表面形成超細的凹凸面，但水滴落在布料上后，將產(chǎn)生類似荷葉表面水滴滾動的現(xiàn)象，充分說明了超細纖維的阻水效果，此外該種纖維材料具備很好的透濕透氣作用，可滿足消費者的正常需求。

3.2抑菌防臭纖維

為不斷提升人們的生活品質，消費者對產(chǎn)品的保健功能需求更加突出，因此相關產(chǎn)品的抑菌防臭功能，則成為消費者購買的參考指標。通過將抑菌劑和成纖聚合物共混紡化纖織物絲，或者將抑菌劑接枝到纖維上，從而使得纖維材料具備抑菌防臭的性能。而部分研究人員，則在并列型貼合結構中把抑菌劑摻到其中一個并列組分內，從而實現(xiàn)對纖維的改造。為保證抑菌防臭纖維制備的有效性，則需要合理選擇抑菌劑，如季銨鹽類、胍類、酚類、無機類、有機金屬類、脂肪酸類等。通過對當下的抑菌防臭纖維的制備進行分析可知，工作人員采用甲殼胺材料進行生產(chǎn)制造，有效提升了纖維材料的使用性能。

3.3防火纖維

由于纖維化工材料的特殊性，使得火災隱患增加，直接影響到人們的身心健康。為此，在消防安全工作要求下，在公共場所使用的化工纖維用品，必須保證相關的化工纖維用品達到消防安全的防火要求，因而防火纖維應運而生。通過將防火劑和成纖維高聚物的單體共聚紡絲進行有效結合，從而使得纖維具有很好的防火性能。由于防火劑的防火機理各不相同，則應當選擇相應元素組合制備的防火劑，如磷、氮、銻、溴、氯、硫等，充分發(fā)揮出防火纖維材料的應有作用。

3.4抗紫外線纖維

為滿足人們對抵抗紫外線的生活需求，技術人員則針對抗紫外線的纖維材料進行研制，發(fā)揮出該種材料的應用價值。在抗紫外線纖維進行生產(chǎn)時，主要是利用TiO2微粒和成纖聚合物共混紡化纖織物絲，基于該材料的靈活應用，則能夠有效阻擋紫外線，并使得消費者感到布料的清涼感。

3.5吸濕透氣纖維

通過對傳統(tǒng)的纖維材料進行分析可知，由于普通化學纖維是疏水性的，因此消費者穿著并不舒適。若采取特定的物理方式與化學方式，從而生產(chǎn)出吸濕透氣的纖維材料，如中空多微孔纖維材料，該種材料的中空部位毛細孔不僅能夠吸水透氣，同時在纖維的表面存在較多的微孔，可有效提升排汗的效果。若采用該種纖維材料制作的服飾，不僅質量相對較輕，同時服飾比較干爽保暖，可得到消費者的喜愛與認可。又如將特殊的高吸濕聚合物和尼龍6混合共紡制，使得相關纖維服裝的吸濕效果得到極大的提升，能夠有效降低用戶的悶熱感，提升穿衣的舒適指數(shù)。

3.6抗靜電纖維與導電纖維

為有效解決衣服靜電問題，人們則研制出了抗靜電和導電的纖維材料，從而制作成相應的衣物，解決靜電給人們帶來的煩惱。該類纖維材料主要有以下幾種：金屬導電纖維、導電高分子纖維、炭黑導電纖維、金屬化合物導電纖維等。

4結束語

綜上所述，文中以新型纖維材料為例，重點闡述了不同新型纖維材料的發(fā)展與應用，旨在說明研發(fā)新型纖維材料的重要性與必要性。為充分發(fā)揮新型纖維材料的應用價值，則應當結合實際生活的需求，研制具有特定功能的新型纖維，推動纖維行業(yè)的高質量發(fā)展。

【參考文獻】

[1]張奇，李曉東，王文雯，等.生物質纖維素基多功能材料構建及其在新型能量存儲方面的應用[J].儲能科學與技術，2023，12（5）：1427-1443.

[2]李小俠，王向兵，彭輝，等.基于農(nóng)業(yè)廢棄物纖維素的新型復合吸水材料的制備及應用[J].化工新型材料，2023，51（7）：286-291.

【作者簡介】

喬繼，男，1981年出生，工程師，研究方向為產(chǎn)（商）品質量檢驗。

（編輯：于淼）