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简单认识几种复合纤维的主要类型

clsrich2021-08-06 14:45:04防紫外线面料资讯161来源:防紫外线布_防紫外线面料网

  一、并列型贴合纤维


  并列型贴合纤维的纺制比皮芯型纤维的纺制具有更高的难度,因此对聚合物的要求更高。


  (1)用于纺制并列型层压纤维的两种聚合物材料应当具有较好的相容性,否则在纺丝过程中易发生剥离,导致纺丝过程难以进行。


  (2)所使用的两种聚合物材料在相应的纺丝工艺条件下应当具有相近的熔体粘度,以幸免在纺丝过程中熔体自喷丝头吐出时发生“弯头”现象,影响纺丝过程正常进行。


  影响纺丝工艺条件下两种聚合物材料熔体粘度的主要因素包含:


  (1)两种聚合物材料的相对分子质量。


  (2)两种聚合物在各自螺杆挤压机、弯管中的熔体温度操纵及最终纺丝箱体的温度操纵。


  (3)两种聚合物熔体粘度对剪切速率的依赖性,包含两种聚合物熔体各自的泵供量,喷丝孔的孔径、长径比等。


  因此,在并列型层压纤维的纺丝工作进行之前,要做好各种必要的、相应的打算工作。这样做,也有利于分析可能发生的问题。


  二、多层并列型层压纤维


  多层并列型贴合纤维是并列型纤维贴合再层压的结果,它是由两种具有肯定相容性的聚合物材料相互交替罗列成多层结构,并沿纤维轴向贴合而成。两种聚合物材料的选择原则应当是,既要保证纺丝过程中不易发生剥离,又要考虑到制成纤维的最终可剥离性。


  多层并列型贴合纤维可在面料后加工过程中,利用化学的或物理的办法剥离,剥离后的超细纤维呈现出具有4个棱角的矩形形状,很适合用作擦拭布材料。截面为矩形的纤维在长、宽两个方向上的尺寸不同而纤维的弯曲变形难易程度和纤维截面的长宽比有关,因此由不同长宽比纤维所得的布料会产生不同的风格。若矩形的宽度方向小到肯定程度时,还会由于光反射的效果浮现类似蝴蝶翅膀的五光十色。


  三、橘瓣型贴合纤维


  橘瓣型贴合纤维是由两种化学结构与/或性能不同的聚合物构成的一种裂片型贴合纤维,其截面由类似”橘瓣”形状的裂片组成。例如,所用聚合物原材料可以是PET及PA6.两者之间有肯定的相容性以保证纺丝及后加工过程的正常进行,但是又在某种性能上有所差异,能够在布料处理过程中达到剥离的效果。


  采纳该种形式的纤维截面,经剥离后可以得到“楔”型超细纤维,每根单纤维有3个尖角,用作擦拭布十分有利。这种橘瓣型贴合纤维可以分为6+6或8+8等种类,即由6瓣(或8瓣)PET及6瓣(或8瓣)PA6相互间隔组成橘瓣型。通常将PET的比例加大。若两组分剥离不好,简单造成超细纤维布料上色不良。为解决这个问题,也可以做成EHDPET/PA6(20/80)的橘瓣型层压纤维,再将贴合纤维布料进行水解,溶除EHDPET后得到PA6的单组分超细纤维。采纳橘瓣型贴合纤维纺丝法,最终可得到线密度为O. 15dtex左右的超细纤维。


  四、中空橘瓣型与米字型贴合纤维


  中空橘瓣型贴合纤维是对上述橘瓣型贴合纤维的一种改进, 目的是改善剥离效果。由于橘瓣型贴合纤维的各瓣之间相互连接,有时剥离不好。若将纤维中间部分做成中空状,即可减少橘瓣间的接触面积,有利于剥离。


  米字型贴合纤维是由两种化学结构与/或性能不同的聚合物构成的一种裂片型贴合纤维,其截面由“米”字形骨架及“米”字形骨架之间的扇形组成。其中一种聚合物(例如PA6或PET)做成“米”字形骨架,另一种聚合物(例如PET或PA6)则为“米”字形骨架之间的扇形。通常采纳PA6作为“米”字形骨架。随着“米”字形骨架比例的增添,“米”字形骨架逐渐加粗。若“米”字形骨架的比例低于15%,骨架过细且不均匀,会增添剥离的难度,影响剥离的效果。而“米”字形骨架的比例过高(如达到50%)时,骨架变得很粗,在剥离后会形成一根较粗的纤维,影响超细纤维布料的柔软性,同时也增添了生产成本。因此“米”字形骨架的比例选择20%较为适宜。由这种米字型贴合纤维制成的面料的特点是,既有扇形超细纤维的柔软性,又有“米”字形骨架材料的刚性与挺括性。


  另有采纳EHDPET作为“米”字形骨架材料的层压纤维,用该纤维织造成面料后,将EHDPET用稀碱溶液水解溶除,最终得到扇形的超细纤维布料。米字型贴合纤维常被俗称为“8+1”型,即由8个扇形加上1个米字形构成。为使单纤维线密度更细,还可以作成“16+1”等品种。为了保证纺丝过程中良好的可纺性和后加工过程中单纤维的易剥离性二者之间的平衡,所选择的两种聚合物组分应当具有适宜的相容性。


  五、齿轮型层压纤维


  齿轮型贴合纤维实际上是米字型层压纤维的一个变种。 它也是由两种化学结构与/或性能不同的聚合物构成,其截面为齿轮形:其中一种聚合物构成齿轮的主体,另一种构成齿和齿之间的间隙材料。


  齿轮型贴合纤维经过剥离后,齿和齿之间间隙部分的材料形成超细纤维,为布料提供了柔软的风格,而构成齿轮形主体的材料为面料提供了刚性与挺括性。实际上齿轮型贴合纤维可以被认为是对米字型贴合纤维的一种改良。和米字型层压纤维的两种聚合物组分选择原则相同,齿轮型贴合纤维的两种聚合物组分也应当具有适宜的相容性。


  六、皮芯型层压纤维


  皮芯型纤维由两种组分层层相互包覆,并沿纤维轴向贴合而成。通常都是指同芯型,此外还有偏心型、异形皮芯型及多层皮芯型等。皮芯型纤维多用于自粘合型纤维,例如日本窒素公司开辟的ES纤维,是以熔点较低的PE(tm = 107℃ )为皮层,以熔点较高的PP(tm =167℃)为芯层的皮芯型纤维。将该纤维和其他纤维均匀地共混后制成非织造布,再在PE和PP二者熔点之间的温度下进行热风或热辊压合,使皮层组分融化,ES纤维之偶尔ES纤维和其他纤维之间发生热熔粘合。由于纤维皮层很薄,所以纤维间粘结细腻,产品手感柔软,同时提高了非织造布的强度,该类产品大多用于儿童及妇女卫生用品。陈国康等报道了以PE或其共聚物为皮层,以PP为芯层的贴合纤维创造办法,称可以改善纤维的柔软性。


  另有以PA6为皮层、PET为芯层的皮芯型纤维创造的报道。该纤维用于创造轮胎帘子线时,可以充分利用PA6和橡胶之间的优良粘合性,又可以发挥PET的刚性与高模量的特点,从而改善轮胎的“平点效应”。其它,还有以PA6为皮、PET为芯的皮芯型纤维。创造该纤维时,适当提高PET的比例可以降低生产成本,同时可以提高层压纤维的模量;PA6为皮层还可以改善纤维的上色性、耐磨性与吸湿性能等。近年来,有些厂家采纳归收PET为芯层来生产皮芯型纤维,这不仅进一步降低了产品成本,而且对废旧物资的归收、利用,以及环境爱护具有积极的意义。


  假如芯层采纳了吸湿性能较好的聚合物材料或具有导电性能的材料,便可提高纤维的吸湿性能或导电性能。作者就曾以PET、PA6或PP为皮层,以自制的共聚醚酯为芯层制备了具有优良抗静电性能的皮芯型纤维,所得纤维脱除油剂后的比电阻值为1x10的7次方Ω?cm。也有将含有导电成分的聚合物作为芯层,创造出导电性皮芯型贴合纤维的报道。


  正皮芯型贴合纤维纺制时,虽然对可纺性能的要求比并列型层压纤维略低一些,但是两种聚合物组分的熔点不宜相差过大,而且两组分在纺丝工艺条件下的熔体粘度应完可能相近,并具有较好的相容性,即成纤后能很好地粘合在一起,不在皮层和芯层之间浮现明显的界限。纺制偏心型贴合纤维时,对可纺性能的要求略高些,主要是要求两组分在纺丝条件下的熔体粘度相近,以幸免熔体从喷丝孔挤出时发生“弯头”现象。若设计成以两种化学结构与/或性能不同的聚合物构成的偏心理贴合纤维(图3-12),还可同时给予纤维三维站体螺旋永久卷曲的性能。


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  七、海一岛型层压纤维


  海一岛型层压纤维实际上是一种多芯型皮芯层压纤维,由一种聚合物材料构成的芯组分(又称“岛”相或分散相)以纵向延续的形式分散于另一种聚合物材料构成的海组分(也称“海”相或延续相)中,有人称之为高分子配列体纤维,也有人形象地称其为海一岛型贴合纤维。通常,用于创造海一岛型贴合纤维的两种聚合物必须具有对某种溶剂有选择性的溶化性能。


  例如,当岛组分的材料选择为PET、 PA6或PA66时,可以采纳PS或PE作为海组分,这样,当纺制成海一岛型贴合纤维后,可用甲苯或二甲苯将其中的PS或PE溶化掉,从而得到PET、PA6或PA66的超细纤维。假如将海组分替换为易水解聚酯EHDPET,则用稀碱溶液即可除去海相组分,同样得到超细纤维。海一岛型贴合纤维不仅可以用来制备超细纤维,也可以用来制备多孔中空纤维:将上述的海和岛组分调换一下位置,如以PET、PA6或PA66作为海组分,而将EHDPET作为岛组分,制得的海一岛型贴合纤维经碱水解后,得到的就是多孔的中空纤维。


  超细纤维的长丝可以用作桃皮绒磨毛或麂皮绒的原材料,而超细短纤维可用于制作人造麂皮。多孔的中空纤维通常用于创造人造真皮,它柔软、保暖,又富有弹性,是加工各种鞋类及拉杆包的好材料。


  上述采纳PS或PE作为海组分,利用海一岛型贴合纺丝一溶化剥离法创造超细纤维的技术,由于在剥离过程中需要使用有机溶剂,现在已经濒于淘汰。取而代之的是海一岛型层压纺丝--水解剥离法技术,即前面提到的以PET、PA6或PA66等作为岛相组分,以易水解聚酯EHDPET作为海相组分纺制海一岛型贴合纤维的技术。实际上这一技术的关键是海一岛型层压纺丝组件的设计、创造,以及易水解聚酯EHDPET的合成和性能操纵。


  八、其他类型层压纤维


  除以上所述层压纤维外,还有许多各种特殊形状、特殊性能的层压纤维。例如,在三角形纤维的三个尖角处镶嵌上易水解的小三角,水解后就会在三个尖角处形成小的凹槽,使纤维产生“丝鸣”效果。


  在圆形截面的PA6有光纤维中间,嵌人一个多角形高TiO2含量的聚合物材料作为芯层,多角形的每个尖角都和纤维的外缘相接,得到特殊芯层形状和性能的皮芯型贴合纤维。无论光线从任何角度射向纤维,都只能被反射而不会透过纤维。用该纤维的针织物物制作泳装,皎洁而不透,很受欢迎。若用它做成夏季工作装,则悬垂又飘逸、洒脱,显示出高雅的风度,极适合做女装。


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