纺织导报-重视化纤在新材料领域中的应用开发.pdf
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1、 纤维技术 F i b e r s T e c h n o l o g y 重视化纤在新材料领域中 的应用开发 纤维材料改性国家重点实验室陈彦模张瑜 摘要: 介绍了东华大学纤维材料改性国家重点实验室近1 0 年来 开发并逐步产业化的部分化学纤维新材料, 指出: 化纤新材料 开发和应用的主要研究方向是已具有一定生产规模的差别化纤 维材料、功能纤维材料、高性能纤维及纤维增强复合材料和新 型纤维材料及加工技术。探讨了高新技术的产业化问题, 指出 了6 项关健性的制约因素。 关键词:化学纤维; 差别化纤维; 功能纤维;高性能纤维; 纤 维增强复合材料; 新材料 中图分类号: T Q 3 4 0文献标识
2、码: A 文章编号:1 0 0 3 一 3 0 2 5 ( 2 0 0 2 ) 0 3 一 0 0 0 9 一 0 3 化学纤维作为纺织用原料已是人人皆知。随着现代 社会的发展和科学技术的进步,服用及装饰用化纤的性 能和功能已有了很大的改观,化纤的应用范围也远远超 越服用范围, 应用于产业方面的比例日益增大, 农业、 水 利、水产、工业、交通、建筑、能源、宇航、海洋、生命 科学、生活资料、情报通讯等行业使用的化学纤维品种 和数量都越来越多。 化纤在新材料领域中的开发和应用很早就受到我国 化纤材料专家的重视。教育部直属全国重点大学东 华大学 ( 原中国纺织大学)不仅设有在国内处于领先地 位的纤维
3、材料学科,还通过发挥学校的综合优势,加强 学科之间的交叉和融合,在开发服用、产业用、装饰用 高新技术纺织品及原料方面取得了优异成绩,促进了化 纤新材料在我国国民经济发展中发挥着更大的作用。 一、化纤新材料的研究开发走向 目前,对化纤新材料开发和应用的研究主要包括以 下几个方面:已具有一定生产规模的差别化纤维材料; 功能纤维材料;高性能纤维及纤维增强复合材料;新型 纤维材料及加工技术。东华大学纤维材料改性国家重点 实验室侧重在纤维新材料领域中的研究与开发,新型化 纤材料的应用已遍及纺织工业、 军事国防、 生物医学、 建 筑材料、工农业等领域。以下围绕纤维材料改性国家重 点实验室研究的课题及东华大
4、学纤维材料学科部分科研 成果的产业化,探讨目前化纤新材料的研究开发走向。 1 .已 具规模生产的差别化纤维材料 近1 0 余年来,常规化纤品种的开发主要围绕高速、 大容量、缩短工艺流程等方面进行,以提高产量、稳定 作者简介:陈彦模 ,男,1 9 4 2 年生, 教授、博导 , 上海, 2 0 0 0 5 1 质量、降低成本。这些大品种化纤主要通过化学或物理 方法进行改性,使之按照不同的需要发展相应的新品 种。该类纤维主要是服用、装饰用的纺织原料,已产业. 化的产品有细亘、 超细旦纤维、高收缩纤维、 三异纤维、 保水吸湿纤维、 阳离子染料易染聚醋、 新型异形纤维等, 这些差别化纤维具有仿天然 (
5、 仿丝、仿毛、仿棉、仿鹿 皮)和超天然的性能,如真丝般的柔软、纤细和光泽优 雅、 透气导湿、 富有弹性、 优良的染色性和发色性等。 在 这类改性纤维中,纤维材料改性国家重点实验室研发的 “ 细旦、 超细旦聚丙烯长丝 ( d p f 1 . 1 d t e x ) 及短纤 ( d p f 0 . 8 d t e x ) , 具有优越的疏水导湿性, 改变了几十年来聚 丙烯纤维不能服用的传统观念,为服装面料提供了新型 的原料; 已工业化生产的多孔中空三维卷曲涤纶短纤维, 技术已推广至全国范围。 纳米纤维的研究和功能纤维的开发是纺织行业应用 纳米技术的两大领域,纳米技术对化纤工业的发展产生 了深刻的影
6、响。纳米技术的应用为功能性纤维的制备开 辟了新途径,我国已在提高化纤差别化率等方面采用纳 米技术对化纤改性。目前,在差别化纤维的开发中,往 往在对纤维进行物理或化学改性的同时,将纳米功能性 粉体加入到聚合物中,从而使纤维具有两种或两种以上 的复合功能,进一步提高了纤维的附加价值。 把纳米微粒/ 高聚物材料进行共混造粒或把在分子合 成时制备的纳米复合聚合体进行直接纺丝或皮芯型复合 纺丝制取纳米功能性纤维。纳米技术的应用可大大改善 聚合物的可纺性和纺织后加工性能,同时,性能各异的 纳米微粒赋予了纤维不同的功能,如抗菌除臭、阻燃、 防紫外、 远红外、 负离子、 抗静电、 电磁屏蔽等。 纳米技 术可提
7、高纤维的力学性能 如强度、 模量、 韧性等, 改善 C h in a T e x t ile L e a d e r M a y 2 0 0 2 9 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纤维技术 F i b e r s T e c h n o l o g y 纤维材料的热稳定性和光稳定性。应用纳米材料有利于 澎 开 发特殊功能的 纤维,如光敏、 热敏、 变色等 智能型 纤 维;应用纳米级催化剂及纳米级原料可大大加速聚合反 应速度和提高反应均匀性。目前,
8、使用较多的纳米材料 有氧化锌、 氧化错、 氧化硅、 氧化钦、 氧化镁及含银、 铜 等离子的微粒,以及含有铜、 柿、 忆、 错、 钱等元素的稀 土有机/ 无机纳米材料。 经过开发,远红外涤纶、睛纶、锦纶,防紫外线涤 纶、丙纶,负离子涤纶等都已实施了工业化生产或具备 了实施的条件,这些成果的产业化都推动着化纤产业的 发展,为相关企业创造了较好的效益。 纳米纤维在分子纳米技术中有着许多潜在的应用。 纳米纤维是直径一般小于1 0 0 n m的超微细纤维, 而纤维 长度可达数万米。由于纳米纤维具有极大的比表面积, 因此有很强的吸附力以及良好的过滤性、阻隔性、粘合 性和保温性。利用纳米纤维的这些特性可制作
9、吸附材料 和过滤材料, 其过滤效率较之常规过滤材料大大提高, 可 用于原子工业、 无菌室、 精密工业、 涂饰行业。 纳米纤维 可用纺丝方法制备,如海岛型多组分纺丝法、聚合物喷 射静电拉伸纺丝法和单螺杆混抽法,也可用分子技术制 备纳米纤维,如单碳原子链纤维。日本东丽公司用海岛 型方法制得了0 .0 0 1 2 1 d t e x ( 0 .0 0 1 1 旦) 的极细纤维, 东华 大学用特殊加工法制得小于1 0 0 n m的纤维素微粒, 发现 在聚合物中加入极少量的纳米纤维素,可提高复合体的 吸湿性和力学性能。 纳米材料的应用和功能性纤维的开发已经得到阶段 性成果,今后应在注重产品研发的同时重视
10、基础研究并 建立科学的评价分析方法,加强对纳米微粒基本性质及 在纤维中特性的研究, 加快对纳米粉体的表面处理技术、 以及在纤维加工中防团聚、分散等技术的研究,进一 步 完善对纳米功能纤维制品的性能测试,制定产品标准。 2 .功能纤维材料 功能纤维材料与人类的生活息息相关, 其中在医用 纺织品方面已成功地开发了多种新材料。 以动物甲壳为 原料研制成的甲壳素纤维和壳聚糖纤维可制成系列医用 材料,如可吸收缝合线、人造皮肤、血液透析膜、各种 医用敷料,尤其是医用敷料特别适用于烧伤、烫伤、采 皮、植皮以及其它皮肤创伤,能止血、消炎、抑菌,促 进伤口的愈合。 由东华大学开发的甲壳素生物医用纤维 的性能已达
11、到国际水平, 并建立了产业化基地。 聚乙交 醋丙交醋 ( P G L A)医用可吸收缝纫线已获国家医药管 理局颁发的医疗器械注册证书, 产品被认定为上海市高 新技术成果转化项目。 在人工器官方面,用纤维素中空 纤维膜制备了人工肾及腹水超滤浓缩回输器, 并实现了 产业化。 这类新型化纤材料都已成为新材料中不可缺少 的部分, 它们的开发成功和产业化蕴涵着极好的效益前 亏 色 V,。 智能纤维材料是指对环境有感知、 可响应并且有功 能发现能力的材料, 智能纤维材料的出现体现了信息科 学、材料科学与工程相融合的新构思。目前,处于研发 中的智能纤维材料如压敏、 光敏、 热敏相变纤维等是一 个热门的研究方
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- 纺织 导报 重视 化纤 新材料 领域 中的 应用 开发
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