化学纤维纺丝方法范例6篇

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化学纤维纺丝方法

化学纤维纺丝方法范文1

关键词:数学 思维模式 教育 直觉思维 逆向思维 发散思维 抽象思维

数学是一门需要严谨且缜密的逻辑思维才能学好的学科。在很多大学生眼中,数学无疑使最为难学的一门重要学科。像数学分析、高等代数、解析几何等,无不需要学生要具有强大的逻辑思维能力,灵活的头脑,才能够找到答案。本文着重就思维模式在数学中的重要性进行一些探讨。并且提出从什么切入点去训练学生们的思维方式。

思维模式,顾名思义就是在对于某件事物,产生的一系列想法,通过这一系列的想法将事件解决。显然,每个人有每个人的思想,自然其思维模式也各有不同。这就造成了人与人之间能力的差异。而思维模式又分为很多种类,在这里着重讨论的仅仅是关于数学学习的几种而已。比如最为广泛用到的有直觉思维,逆向思维,发散思维,抽象思维。

下面我们具体谈谈这些思维模式与数学之间联系的具体情况。

一、直觉思维

彭加勒说:“没有直觉,数学家只能按照语法书写而毫无思想。”

直觉思维,即不需要经过缜密的思考和辩证,没有固定的逻辑思维程序,仅通过灵感

和以往经验的积累从而解决问题的一种方式。它具有直接、简洁、迅敏的特点。就像科学家们研究问题时,对于突然出现的某个事物产生的联想与假说,比如牛顿在呗苹果砸中后想到的万有引力,魏格纳在观察地图时产生的大陆漂移的想法的提出等,都是直觉思维解决问题的例子。显见直觉思维学习生活中的重要性。

而直觉思维在数学中大多应用于初高中数学的填空、选择题中。可以从问题的特殊性,变化性,猜测性入手,就能很快得到答案。

例如这道题:设a>1,且m=log a (a2+1),n=log a (a-1),p=log a (2a),则m,n,p的大小关系为:A,n>m>p B, m>p>n C.m>n>p D.p>m>n

如果按照常规算法需要花费不少时间,但是如果利用此题的特殊性,带入a=2,则可以立刻得到答案。

当然,如果想要很好的运用直觉思维解决问题,需要学生们对自己的答案有一定的自信心。如何培养学生的直觉思维呢?首先,需要学生们具有一定的根基,答题经验。这是直觉出现的基本要求。其次,需要学生们要培养敏锐的观察力,这个可以通过找寻相关试题或实例进行训练。当然,最后要客观的对待自己的直觉,不能不自信,也不能太过自信,需要进行一些验证方可确定答案。

二、逆向思维

逆向思维,即对于问题的解答反其道而行之,采取相反方法解决问题的思维。当所有人的思想都朝着同一方向而去,采取完全相反的方向思维便是逆向思维。它具有新颖性,创造性,其解决问题的方法能令人耳目一新,豁然开朗。

现实生活中运用逆向思维的例子数不胜数,但是在数学中它同样具有不可撼动的地位。当学生们可以运用逆向思维解题,就说明他已经很熟练的掌握了该类型题的精髓。从反向思维中寻找答案可以便捷很多。例如这道题:

证明根号2是无理数,方法是:设根号2是有理数,则可写成两个不能约分的整数的商。设根号2=p/q.将两边平方得到p2/q2=2, p2=2q2。所以p是偶数。设p=2m, (2m)2=2q2, 4m2=2q2, q2=2m2.。所以q也是偶数。这与p,q不能约分矛盾。所以根号2不是有理数。是无理数。

可以看出这样的方法简单明了,不会花费太多时间。当然,不光是在初高中会运用到这样的逆向思维,在大学数学分析一门课中也可见广泛运用。比如在数学分析实函数基本定理中,用有限覆盖定理来证明区间套定理,先假设命题不成立,假设某一闭区间的某个开覆盖无有限子覆盖,再将这个闭区间二等分,则定有一半的区间无有限子覆盖,在再将这个区间二等分,又有一个区间无有限子覆盖,再用区间套定理来推出矛盾。

对于这种另辟蹊径的解决方法,有很多学生并不能完全掌握,这样就需要老师对学生进行一些引导。这就需要老师多找一些相关例题,多给学生讲解,就会对学生的思维模式造成一定的影响,在平时做题中也会自然的联想到利用反证法是否会将问题解决。

三、发散思维

发散思维,又称辐射思维。即在问题中能够举一反三,通过这个问题可以联想到多种方法解决。并且能够通过这个问题,联想到其他相似问题。可能通过发散性思维,使得想法发展到各个方面,从而得出的结果并不唯一。因而它具有一定的创新性。同时,发散思维具有广泛性,放射性,变通性。在数学学习中起到很大作用。

发散性思维的例题,我们来看看网上的一道例题。求证:A(3,1)、B(-2,-3)、C(8,5)三点共线。

思路一:不难作出图形,由图可知,要证三点共线,只要证两线段长度之和等于第三条线段的长度。依两点间距离公式即可得证。

思路二:由分比知识,看是否有一点是其它两点确定的线段的分点,事实如此。设点 B'(-2,y)在直线AC上,则点B'分 所成的比λ= = = , ,即点B'与B重合。故三点A、B、C在同一直线上。

思路三:可通过从同一点(如A 点)出发,证两直线的斜率相等,从而得三点共线。

思路四:通过求某点在其它两点确定的直线上。

思路五:通过求某点到其它两点所确定的直线的距离d=0,从而有三点共线。

思路六:假设三点不共线,只要证某两直线的夹角这0,从而得三点共线。

通过这个可以看出一道题就可以有多种不同方法解答。发散性思维应当是小学生重点培养的一种思维模式。它决定了一个人的思维是否灵活,对于能力的提升占有很大影响比例。对于这个,可以通过花费一堂课的时间,对于一道题提问学生们想出不同方法,虽然花费点时间,但会激起同学们的积极性,从而很好的培养出该思维模式。对于其之后的初高中甚至大学的数学学习都会有极大帮助。千万不能让学生们养成一种思维定势,这将会在他的思维模式中造成极大的思维障碍,对其之后的学习生活发展有极大阻碍。

4.抽象思维

抽象思维是一种理论式,对于客观事实运用定义,概念进行反映的过程。对于已给出的事物,联想到其他并不十分相关,却又有某方面联系的事物,即是抽象。比如对学生提出,给你个数字1,你能想到什么?它可以使一本书一条路,一朵花等等。

抽象思维并不是完美的一种思维方式,它与现实具有一定的差距。它在数学中应用不如其他思维的广泛,但是也有一定的应用。例如求几何问题,空间想象能力的需求十分强硬。如果不能理解该模型构造是不能够解答的。这是一种抽象思维的应用。

对于抽象思维的培养,并不能依靠老师。这就需要家长对孩子小时候的潜移默化训练,比如跟孩子玩这个游戏,绘制地图,或者凭借记忆用画笔画下路边街道等。可以有助于训练孩子的抽象思维。

所以,无论是什么思维模式,对于学好数学有很大的影响力。无论是直觉思维,逆向思维,发散思维,抽象思维,都需要老师在课堂上有一定的引导能力,使得学生得以更好的解答数学问题,从而获得优异成绩。在这个方面,各个阶段的老师们都应该给予重视。在引导同学的同时也可能够提升自我。

化学纤维纺丝方法范文2

有关专家指出,从品种而言,再生纤维主要分为两大类:再生纤维素纤维和再生化学纤维。粘胶纤维是最早的再生纤维,以后相继出现了新型再生纤维素纤维,如lyocell纤维、纤维素氨基甲酸酯纤维、超导粘胶纤维、木棉纤维以及竹纤维等。聚酯纤维大约占合成纤维的70%,而且聚酯在制瓶行业的应用迅速扩大,因此再生化学纤维以再生聚酯纤维为主。

我国再生聚酯行业发展已有30多年的发展历史,1987年吉林省纺织技术开发公司引进了我国的第一条再生纤维生产线。20世纪90年代主要以我国台湾省和韩国转移过来的单螺杆纺丝设备为主,用泡泡料生产低档的针刺无纺布和纱线等。进入21世纪,随着技术的进步,逐渐发展到以瓶片为主要原料或配泡泡料为辅助原料生产再生聚酯短纤维、二维中空纤维、三维卷曲中空纤维、再生聚酯长丝和聚酯工业丝等。如山东龙福环能科技股份有限公司目前正利用聚酯瓶片料规模化生产再生聚酯长丝poy、dty、fdy及聚酯工业丝等。

近几年我国的再生纤维行业发展很快,主要集中在东南沿海地区。江苏、浙江的产能占到了全国总产能的72%,广东、福建两省占10%,其他地区仅占18%。2010年我国的再生聚酯纤维产能达620万吨/年,已成为世界再生聚酯纤维生产的第一大国。

再生聚酯纤维生产的工艺路线主要有两种:一是用瓶料、聚酯废丝等回收料经粉碎造粒直接纺丝,称物理回收生产法;二是利用聚酯类缩聚物的缩聚过程可逆性能,通过化学方法使回收的聚酯解聚生成单体,然后再缩聚成高品质的纤维级聚酯切片用于纺丝,称化学回收生产法。(摘自中国纺织报)

我国纺织产业纤维加工总量占全球比重约55%

经过30多年的发展,中国已经成为纺织服装行业最大的生产和出口国。但是在辉煌的背后,产业长期积累的深层次问题也逐步凸显。产能过剩、产业结构不合理、资源环境问题、生产成本持续上升、核心竞争力不强等因素,成为产业可持续发展的瓶颈。国际市场低迷,人民币升值使得行业更是雪上加霜,外来订单持续转移,我们在传统市场的出口份额不断下降,产业转型升级已经成为摆在中国纺织业面前的当务之急。

化学纤维纺丝方法范文3

关键词:原液着色;节能减排;绿色环保

2012年,全球化学纤维产量首次超过5000万吨,达5203万吨,同比增加5%。中国化学纤维产量2012年达3646万吨,同比增加11%,在全球产量中所占比例由2011年的66%升至70%,是世界绝对意义上的最大的化纤生产大国;彩色涤纶纤维是涤纶中的一个小类,我国彩色涤纶纤维产量约占涤纶总产量的10%左右。

一、彩色涤纶纤维的发展现状

目前市场上的彩色涤纶纤维根据着色工艺的不同,可分为原液着色彩色涤纶纤维和染色彩色涤纶纤维。染色涤纶纤维采用传统的染整工艺,由于涤纶分子结构紧密,疏水性强,且分子中不含有-SO3-、-COO-等亲水基,难以在常温下用亲水性染料进行染色,因而需要在高温、高压下进行染色,色谱受到一定限制,且染色能耗大、成本高,染色排污量大,经济效益和社会效益有限。原液着色纺丝技术几乎是伴随化学纤维技术同步发展起来的一项相对经济直接的高分子材料成纤技术,只是由于纺织新产品的设计开发和产业化生产过程需要纤维色彩众多并必须随时尚流行千变万化,而原液着色技术产品一旦纺出纤维则其色彩不能随后道设计需要任意改变,因此,在化纤技术飞速发展过程中,涤纶纤维的原液着色技术应用相对滞后、规模较小。相对而言,有色纤维纺纱及色丝色纱织造技术则是一项传统的基本纺织技术,随着数字纺织技术的成熟而在传统丝绸、毛纺织和棉色织等领域广泛应用、持续发展、日臻完善。目前,涤纶纤维的原液着色技术主要应用于产品规格变化不多而贸易订单相对较大的篷布、雨伞布、广告条幅及旗帜布、里子布、学生校服和军装面料等的色织领域,以及地毯丝线、绣花线、缝纫线、装饰绳索丝带等产品生产领域。相对于织后印染技术,原液着色涤纶纤维切片纺及其色纺色织技术产业化的意义在于免去了传统坯布前处理后的水介质下的染色加工,因此,生产过程没有染色废水污染和反复水洗烘干能耗,属于典型的生态环保化纤技术,具有明显的“低碳经济”特征,成为代表化学纤维大规模差别化技术创新的重要方向。

1.传统后染色工艺流程问题

伴随着艳丽的化纤面料悄然走进家纺、服装面料等领域,印染面料企业对环境的污染与破坏也接踵而来,在色彩背后是数以亿吨的污水,即便我们付出巨额财力人力和能源来治理,但工业废水仍在恶化着我们的环境,不断见诸新闻媒体的各种癌症高发和癌症村就是其后果。

从图1和图2中对比可以看出,原液着色彩色涤纶纤维生产过程无任何污水产生排放,属于典型的从源头清洁生产。

3.原液着色彩色涤纶纤维经济社会效益

据中国社会科学研究院数量经济与技术经济研究所测算,从纤维生产到织物成品面料加工的整个化纤纺织染整产业链考察,原液着色彩色涤纶纤维其“低碳性”经济和社会效益主要表现在:①每吨产品仅需7.5kg染料或颜料,适合各种彩色纤维;②每吨产品可节省综合耗能折合电能11000度、节水232吨、节省化工染辅料150公斤;③若通过工艺技术优化与设备改造,向产业链上游延伸,实现从切片纺生产向熔体直纺彩色丝领域拓展,建成聚酯熔体直纺彩色纤维生产线,每吨产品可再降低能耗500元。采用原液着色技术,从源头上控制污水产生排放,可节约染色费用5000元/吨以上,经济效益和社会效益均十分明显。原液着色技术在生产成本、环境保护、产品质量等方面具有染色技术无法比拟的优势。

二、原液着色彩色涤纶纤维发展存在问题

目前,我国总的纺织纤维总量约为4000多万吨,服用纺织品约占51%(2040万吨),产业用约占18%(720万吨),家纺、装饰用纺织品等约占31%(1240万吨)。在4000万吨纤维总量中有40%(即1600万吨)的天然纤维用于服用纺织品,也就是说只有440万吨的服用纺织品是采用涤纶为主的化学纤维,而这440万吨的绝大部分又是短纤维。涤纶长丝的主要应用领域已从服用纺织领域转到了产业用纺织品、家纺、装饰等新兴产业领域。国内服用纺织品目前所用到的原料,基本上是以涤纶短纤、棉、涤棉纱、粘胶纤维、天然纤维为主;涤纶短纤已替代了涤纶长丝主要用于服用纺织品;涤纶长丝由于其特性决定的无法与棉等天然纤维混纺,因此近80%的涤纶长丝现在主要用于产业用纺织品、家纺、装饰等,只有20%的涤纶长丝用于服用纺织品方面,而且仅限用于部分时装、休闲或体育、工作或学生制服和服装里、衬等。特别值得注意的是:用于产业用纺织品、家纺、装饰等的涤纶长丝,是完全可以用原液着色技术生产的。同时,印度、越南、土耳其等新兴纺织国家由于劳动力生产成本低优势,给中国纺织产业造成了巨大的冲击,中国依靠廉价劳动力的成本优势已不复存在。以粘胶纤维为例,由于其能耗高、污染十分严重,资源制约,发达国家基本上已经没有粘胶纤维产业,就连印度等新兴国家在纺织行业发展中都不引进发展粘胶纤维产业(印度的粘胶纤维还是从中国进口的),而中国目前却还在大力发展高能耗、污染十分严重的粘胶纤维产业。我国16万吨粘胶长丝耗水等于1200万吨涤纶耗水的总和,而所用浆粕一半以上需要进口,所有这些关键细节都在决策过程被无形中淡化了。如照目前形势发展下去,没有根本上的结构调整,10年内我国东部一大批纺织企业将在巨大的环保和资源压力下不得不彻底从纺织行业中退出。同时,未来生态环境对化纤的发展制约作用将会更加明显,行业节能减排形势仍很严峻,化纤产能最为集中的江苏、浙江两省的大部分地区的环境承载能力已经非常有限,无法支持按照传统模式持续发展。

业平均水平.

尽管原液着色涤纶纤维色纺色织技术具有明显的低碳经济特征,但是,由于改革开发30多年来纺织产业资本结构和生产经营模式的变化,尤其是重新加入WTO以来纺织品进出口业务经营权放开后的生产方式与国际贸易渠道变化,我国纺织产业对客户订单的过度依赖和仿样设计、来样加工业务比例偏大,客户订单允许的产品开发周期急剧缩短、同规格异花色要求越来越高,导致彩色纤维纺织加工无法适应。其问题主要表现为:

1.业内对原液着色彩色涤纶纤维发展的重要战略意义认识不足,缺乏政策的支持和引导,对彩色涤纶纤维的人力、物力、财力投入严重不足。

到目前为止,尚有许多人认为原液着色技术仅能生产灰、黑等几种普通简单色彩,而事实情况是目前原液着色的彩色涤纶纤维颜色规格品种已达3000多种颜色、10000多种规格,完全能满足客户对颜色的各种需求。

2.新产品试样原料数量要求过小,化纤企业生产线很难在可承受的成本范围内承担试纺加工;若放量试样,导致不能成交的试样颜色原料大量积压,造成化纤企业长时间库存庞大、流动资金占用严重,无法承受。而下游纺纱织造企业新产品开发又找不到试样所需特殊颜色规格的纤维原料,生产经营接单困难。

3.纺织产业链各环节分布特点是末端贸易和织造整理环节相对集中而前端纤维生产环节比较分散,目前尚无彩色涤纶纤维的全色系数字颜色国家级或行业级标准实物样卡,对于可实现从彩色纤维开始大样试织的单一色彩大批量订单,往往也会因为不能迅速找到相应彩色纤维原料而无法开展及时的异地选色订购快速打样开发。

4.由于差别化功能化白丝市场需求旺盛,学术领域基础研究和产业领域技术创新主要集中在各种新型聚酯熔体直纺技术装备开发和工艺优化方面,原液着色涤纶纤维切片纺及其色纺色织技术产业化研究长期被边沿在规模越来越小的切片纺领域。目前,聚酯熔体直纺彩色涤纶的成熟技术非常缺乏。国内现行环保和节能考核体系将纤维生产与后道纺织染整加工从产业链中割裂开来,在对切片纺彩色涤纶纤维生产企业考核中并未考虑其产品对整个产业链节能环保和碳排放贡献,还将其定义为高能耗的产业予以限制,也在一定意义上从政策层面挫伤了原液着色彩色纤维生产企业的发展动力和积极性。

三、原液着色彩色涤纶纤维发展方向

我国化纤“十二五”规划中提出:“十二五”比“十一五”,实现主要污染物排放总量下降10%,万元工业增加值用水下降20%的约束性指标;到2015年,化学纤维差别化率达到60%,其中原液着色技术要占四分之一的比重。

原液着色涤纶纤维切片纺及其色纺色织技术产业化发展中尽管遭遇着诸多难题,但是,从目前实际运行状况看,由于找到了非常适合的产品应用领域和生产经营模式,这种生态环保技术所带来的经济和社会效益已经在部分生产企业开始突显。尽管这些企业的产能和实际产量在整个涤纶生产中所占比例还小,但所预示的市场需求空间和发展潜力却非常巨大。

1.原液着色涤纶纤维色纺色织技术产业化的发展趋势

(1)随着三原色配色测色技术的进一步深化,颜色品种将进一步完善和形成标准。

三原色测配色法在实际应用中有RGB法和CMY法。

RGB法(即700nm的红色Red,简写为R,435.8nm的蓝色Green,简写为G和546.1nm的绿色Blue,简写为B)属于光的三原色,又称为物理三基色。通过透射体现颜色,其叠加后是白色,称为色光加法混色法,如图3(a)所示。三原色中的2种或三种色光混合后,可得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等各种色光,这些色光组成一个封闭颜色环。

CMY法(即青色Cyan,简写为C,品红色Magenta,简写为M,黄色Yellow,简写为Y)是色料的三原色(或三基色),它是靠反射体现颜色,叠加后是黑色,它是吸收光,称为色料减法混色法,如图3(b)所示。理论上说,任何一种由颜料表现的颜色都可以用这三种基色按不同的比例混合而成,这种颜色表示方法称CMY颜色空间表示法。

在上述两种混色体系中,加法混色三原色即红、绿、蓝两两叠加后形成的二次色正好是减法混色的三原色,即青色、品红色和黄色。CMY空间正好与RGB空间互补,也即用白色减去RGB空间中的某一颜色值就等于同样颜色在CMY空间中的值。纤维纺丝用色母粒由着色剂、载体聚脂和添加剂构成。纤维着色取决于其中的着色剂,色母粒复配实质上也就是着色剂的复配,其原理即是基于上述颜料混合的减色原理。

依此原理,将青、品红、黄三原母粒作为三种基色,通过两种或三种三原色基色母粒按某种比例混合,即可得到一种特定颜色,用其与PTA或本白色聚酯切片混合纺丝,就能纺得所需颜色的有色涤纶纤维,从而实现无限彩配色。在市场现有3000多颜色体系基础上不断深化建立起彩色涤纶纤维的国家标准样品。

(2)由于核心技术的差异将导致切片纺彩色涤纶丝产品市场的进一步细分和专业化,迫切需要通过设备技术改造实现彩色纤维的差别化和功能化;

(3)为了降低成本、提升产品竞争力、实现规模效应,常用颜色(如元黑、藏青、军绿和大红等色系)产品将率先在熔体直纺生产线上实现实质性突破,并向产业链各环节相对比较容易实现完整健全的区域集中;

(4)高附加值产品将从电脑绣花线、针织用丝线等服用和装饰用向广告灯箱布、缆绳、遮阳防虫网、篷布和传输带、汽车内饰布等产业用高强低伸、阻燃、抗紫外功能性方向过渡。

2.原液着色彩色涤纶纤维技术创新的突破方向

(1)国家级 “全色系数字颜色纤维实物样卡”标准的编制与纱线织物结构及其后处理加工工艺对彩色纤维色彩的影响研究;

(2)彩色涤纶FDY免上浆织造工艺技术研究与新产品开发;

(3)PET熔体着色技术及其着色剂在熔体中的均匀混合技术研究;

(4)多功能复合色母粒技术及其功能彩色纤维新产品开发;

(5)彩色纤维的数字网络管理立体仓库仓储式集中配送快速供应体系及其控制管理系统软件设计开发。

四、结论

本文通过原液着色涤纶纤维现状、问题及发展趋势分析,通过技术攻关,实现原液着色彩色涤纶纤维的无限彩配色及产业化生产,从源头上节能减排,创造巨大的经济效益和生态环保效益。

可以预见,在国际科技不断发展和环保压力等多重作用下,从源头上节能减排的原液着色彩色涤纶纤维行业必将迎来发展的春天,为人类社会的健康发展做出积极的贡献。

参考文献:

[1]http://,生意社2013年02月18日讯,日本化学纤维协会预测2012年全球化纤产量.

化学纤维纺丝方法范文4

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化学纤维纺丝方法范文5

1标准异同点

表1中列出了5种标准中含油率测试的主要异同点:5种标准中含油率的测试方法都采用索氏抽提法,从表中可以看出蚕茧丝、化学纤维、羽毛羽绒类的萃取溶剂都是乙醚,羊绒是二氯甲烷,洗净羊毛是乙醇。由于萃取溶剂不同,回流温度也不同。另外,根据标准规定的每小时回流次数来调整回流温度,因此即使蚕茧丝、化学纤维、羽毛羽绒的溶剂都采用乙醚,但是回流温度还是略有不同。5种标准的测试方法中,含油率的计算公式相似,需要注意一些细节,羊绒、蚕丝都需要测定萃取后试样干燥质量,化学纤维需要测含水率,羽毛羽绒需要做空白样,洗净羊毛需要做3次平行试验,其他都是两次。

2萃取得到的油剂(脂)以及油剂(脂)的来源

采用乙醚、二氯甲烷、乙醇分别作为萃取溶剂从纺织品中萃取得到的油剂(脂)列在了表2中。从表中可以看出,除羊毛制品外,化学纤维、羽绒羽毛、蚕丝都用乙醚做萃取溶剂。一般油剂都溶于乙醚,乙醚是一种沸点低,毒性较小、含有憎水基团的非极性化合物,能溶解脂溶性化合物,如油剂和粗脂肪。化学纤维中的油剂主要来源于纺丝和纺织加工过程中添加的助剂,这些助剂可以纺织或消除静电积累,并赋予纤维柔软平滑的特性。含油率是化纤的重要指标之一,过低会导致生产过程中因摩擦产生静电,过高会影响纤维的吸湿性,纤维也易沾染灰尘。羽毛羽绒中的油脂主要来源于经过洗涤、消毒工序后残留的鸭、鹅体表油脂。若油脂过高易产生异味、滋生细菌,过低会影响羽绒外表结构,易碎而影响产品保暖性[4]。蚕丝中的蛹油来自于蚕蛹,含油率高则回弹性差,也会影响吸湿透气性,产生异味[5]。由于羊属哺乳动物,存在汗腺,因此羊毛纤维中的生理性杂质主要有皮脂腺分泌的脂蜡、汗腺分泌的汗质和脱落的皮屑等。当溶剂为二氯甲烷时,只溶解脂蜡;当溶剂为乙醇时,可同时溶解脂蜡和汗质。在生羊毛线的处理过程中,将羊身上剪下来的油毛,通过洗毛机,去除脂蜡、汗质等,最后烘干,得到洗净羊毛。因此洗净羊毛乙醇萃取物,测得的含油率是衡量羊毛脂、汗是否被有效去除的关键,用于评价洗毛质量的好坏。在将洗净羊毛梳成条状的羊毛条过程中,会加入和毛油以赋予散纤维平滑、柔软和抗静电的特性,利于羊毛纤维顺利通过梳毛、纺纱等设备,避免产生散毛、缠绕、断头等现象,二氯甲烷可溶性物质反映的是羊绒针织品中所含的可被二氯甲烷溶剂萃取的成分,主要是生产工艺中添加的各种和毛油,如纺纱油剂、洗涤剂、柔软剂等,也含有少量的未被洗净的天然羊毛脂蜡。如果生产工艺中添加的和毛油用量不当,就会使产品的该项指标偏高,严重者出现异味,手感发黏[2]。

3乙醇与二氯甲烷萃取效果比较

为进一步探讨乙醇与二氯甲烷两种溶剂对羊毛产品含油率结果的影响,设计了两组试验,将一份洗净羊毛与一份羊绒产品按照FZ/T20018—2010、GB/T6977—2008分别进行试验,试验结果见表3。从表3中可以看出,两种溶剂的测试结果有较大差异,其中以乙醇为萃取剂的测试结果远远大于二氯甲烷,分析原因如下:(1)溶剂化学极性不同。两种萃取溶剂中,二氯甲烷为中等极性溶剂,只能溶解纤维中残存的脂蜡以及生产工序中添加的和毛油等脂溶性化合物。乙醇为强极性溶剂,除能溶解脂溶性化合物,还能溶解纤维中残存的汗质等水溶性化合物。因此,乙醇的试验结果远大于二氯甲烷。(2)溶剂沸点的不同。常压下,乙醇的沸点为78℃,二氯甲烷40℃,因此,萃取时乙醇的提取管温度远高于二氯甲烷,而温度的升高有利于羊毛鳞片层的打开,并能促进可萃取物质的溶解。尽管用乙醇作为萃取溶剂时得到的含油率较大,但是两种溶剂测得的含油率评价的是不同工艺指标,洗净羊毛乙醇萃取物,用于评价洗毛后羊毛脂、汗是否被有效去除。二氯甲烷可溶性物质主要反映的是生产工艺中添加的各种和毛油添加是否适量。

4结论

5种含油率的标准差异主要有萃取溶剂以及计算公式不同。5种含油率标准中溶剂萃取物不同:羊绒产品主要是和毛油;化学纤维主要是助剂;洗净羊毛主要是脂蜡和汗质;羽绒羽毛主要是鸭、鹅体表油脂;蚕丝主要是蛹油。含油率结果大小与溶剂的极性大小和沸点高低正相关,即溶剂的极性越大,沸点越高,其含油率越大。

参考文献:

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[3]蒋洁蓉,刘娟,茅沈杰.羊毛被不同标准含油率指标和测试方法的比较[J].上海毛麻科技,2013,41(11):50-52.

[4]林丽云.羽毛羽绒残脂率测定过程影响因素探讨[J].中国纤检,2015(3):71-73.

化学纤维纺丝方法范文6

关键词:绿色环保型天然纤维素纤维;绿色环保型再生纤维素纤维;绿色环保型再生蛋白质纤维;绿色环保型合成纤维

1 引言

面对世界自然资源日益枯竭、生态环境日趋恶化的严峻形势,环保议题已成为全人类共同关注的焦点,在“我们只有一个地球”的口号下,消费者越来越多地考虑到产品对生态的影响、天然资源的消耗及产品的可处理性等问题。作为纺织品的生产,不仅要在生产后期做好“三废”治理,更重要的是在纤维技术的开发和整个生产过程中的每个工序都要注重生态平衡和绿色生产,因此,开发绿色环保纤维成为大众最为关注的话题之一。

所谓“绿色环保纤维”,指原料采用可再生资源,不会破坏生态平衡和导致资源枯竭;生产过程不会对环境造成污染,符合节能和环保的要求,产品穿着健康舒适,制成品废弃后可回收利用或可在自然条件下降解。下面就从绿色环保纤维的特点及应用对部分绿色环保纤维进行探讨。

2 绿色环保型天然纤维素纤维

2.1 天然彩色棉

天然彩色棉(又称有色棉)是利用现代生物工程技术培育出的一种在棉花吐絮时纤维具有天然色彩的新型纺织原料。由于种植过程及加工工序绿色环保,彩色棉又称为“绿色纺织原料”“生态棉”[1]。

天然彩色棉具有纤维长度偏短,整齐度差异较大,短绒率较高,强度偏低,成熟度不够,马克隆值总体偏低且高低差异较大,棉结高低不一,颜色不稳定,色彩不鲜艳,色泽不均匀等特性。天然彩色棉亲和皮肤,具有较好的舒适性。棉纤维回潮率较高,不起静电,不起球,具有较好的抗静电性。同时,未经任何化学处理的彩色棉加工而成的纱线、面料保留部分棉籽壳,体现回归自然感觉。天然彩色棉生产的产品是环保、健康、时尚、和谐统一的最佳生态纺织品,是绿色、前卫消费者的首肯纺织品。

2.2 竹纤维

竹纤维是从自然生长的竹子中提取的一种新型纤维素纤维,竹纤维分为竹原纤维和竹浆纤维两种。竹原纤维是采用物理、化学相结合的独特工艺从天然竹子中直接分离出的纯天然竹纤维,不含任何化学添加剂,主要成分是纤维素、半纤维素和木质素,其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等。竹原纤维纵向有横节,纤维表面有无数微细凹槽。横向为不规则的椭圆形、腰圆形等,内有中腔,表面布满大小不一的空隙,边缘有裂纹。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性、良好的染色性,同时,具有无毒、抗菌、防螨、防臭、保健、抗紫外线等优良特性,是一种具有“呼吸功能”的纤维,其制品被誉为“21世纪最具发展前景的健康面料”。

竹纤维横截面凹凸变形及孔隙结构,使其具有极强的毛细管效应,瞬间吸收和蒸发水分,在所有天然纤维中,竹纤维的吸放湿性及透气性居五大纤维之首,具有良好的热舒适性能,被誉为“会呼吸的纤维”及“纤维皇后”。竹子里的独特物质“竹琨”,使竹纤维产品具有天然的抗菌、抑菌、杀菌效果[2]。竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附能力,能吸附空气中甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质,并消除不良异味,是强有力的除臭吸附剂。

竹纤维制品应用广泛。运用其天然抗菌、抗紫外线作用在经多次反复洗涤、日晒后,仍能保证其原有的特点,对人体皮肤无任何过敏性不良反应,并对人体皮肤具有保健作用,现已大量应用于口罩、绷带、手术服等医用防护品和毛巾、袜子、内衣、床上用品等亲肤日用品。另外,竹纤维与其他材料融合的应用也非常广阔。比如:用竹纤维制备的经济墙板综合了竹纤维和水泥两者的良好特性,具有防火、隔音、隔热、耐水、防蛀及安装简便、经济实用等优点。用竹纤维与玻璃纤维复合建筑材料为主体骨架的模板组成的活动房屋,具有减轻建筑物的自重、节约能源、可靠性高、经久耐用等优点。用竹纤维和树脂复合制作的竹纤维增强塑料的强度相当高,可以作为许多土建工程的主、次承力构件,耐腐性比钢材好,也可应用于交通运输、建筑、家具等行业[3]。

2.3 圣麻纤维

圣麻纤维是以麻材为原料,采用自有的专利技术开发的一种新型纤维素纤维,该纤维具有干湿强度高、吸湿透气性好、抑菌防霉等特性,其织物具有手感滑爽、悬垂性好、色泽亮丽、布面组织丰满圆滑的个性,是一种新型、健康、时尚、绿色环保的生态纺织纤维。

圣麻纤维具有较好的吸湿性和透气性,给人一种吸湿排汗、凉爽的感觉;圣麻纤维具有天然的抑菌防霉性;圣麻纤维可在水中润胀,使活性染料迅速吸附于圣麻纤维并在纤维中扩散,初染率高,固色率好,染色亮丽,具有较好的染色性;同时具有可垃圾处理、生物降解性等。

根据圣麻纤维的性能,主要开发棉纺、麻纺的机织面料、针织面料、医用卫生产品、装饰及日常用品等。利用纤维初始模量较高、耐磨性好、悬垂性好、色泽亮丽的特点,开发如茄克面料、仿真丝面料等挺括、悬垂性好的外衣产品;根据纤维手感滑爽、无异味、天然抑菌防霉性、吸湿性、透气性、灭螨驱螨性等特点,开发如四季内衣、横机及圆机T恤衫、袜子等贴身内衣产品;利用圣麻纤维天然抑菌防霉、灭螨驱螨性,生产护士服、口罩、手术服、纱布、绷带等,有效防止病菌传播。利用圣麻纤维抑菌防霉性生产的窗帘、汽车坐垫等装饰用品,有效吸收环境及人体气味。利用圣麻纤维湿强度高,开发非织造布产品,如餐巾纸、 口罩等[4]。

3 绿色环保型再生纤维素纤维

3.1 莫代尔纤维

莫代尔纤维是奥地利 Lenzing公司生产的高湿模量粘胶纤维,是新一代的再生纤维素纤维。该纤维是采用中欧森林中的山毛榉木浆粕为原料,经打浆、纺丝而成,对人体和环境无害,能自然降解,是21世纪的绿色环保纤维。

莫代尔纤维具有强力高、纤维均匀、较好的可纺性与织造性、均匀的条干、良好的手感和悬垂性等特性,被赋予为“第二肌肤”的美称。莫代尔纤维既可以纯纺也可与其他纤维混纺,面料既有机织产品又有针织产品。莫代尔与羊毛混纺可生产高档精纺呢绒面料。莫代尔与涤棉的交织物可生产各类高档服装,手感滑爽、穿着舒适,悬垂性好。莫代尔与涤纶和氨纶混纺、交织物吸湿透气、挺括性好。莫代尔和氨纶针织物可生产泳装、运动服和休闲服,使其具有优良的弹性和挺括性[5]。莫代尔和牛奶纤维混纺针织物柔软、吸湿透气、亲肤性好。莫代尔纤维的高强度使它适合生产超细纤维,细旦莫代尔纤维纱线可织造成仿真丝、桃皮绒等高档面料;能生产丝般的手感、透气吸湿和垂感好的织物如女士内衣和睡衣 [6]。

3.2 天丝纤维

天丝纤维是一种新型人造纤维素纤维,国际人造纤维局在1989年将其命名为“LYOCELL”。它来自树木内的纤维素,通过采用有机溶剂纺丝工艺,在物理作用下完成,整个制造过程无毒、无污染,被誉为“21世纪的绿色纤维”。

Lyocell纤维是以N―甲基吗啉―N―氧化物(NMMNO)为溶剂,采用干湿法纺丝制得再生纤维素纤维。天丝纤维具有绝佳亲水性、吸湿性及透气凉爽的功能,也具有绝佳的肌肤亲和特性;天然卫生的天丝纤维不需添加任何化学剂,能有效减少细菌生长;天丝纤维可进行自然生物降解,使其具有绿色环保功能;天丝的天然含水量达到13%,使其具有含湿量很好的导电性,阻止静电的产生。Lyocell纤维制造工艺生产流程短,溶剂无害且能回收循环利用,无废弃、污染物,产品能生物降解,原料纤维素储量丰富且可再生。Lyocell纤维舒适卫生,光泽感较好,尺寸较稳定,强度高,弹性大,耐用,易料理,经过不同的后整理工艺可得到多种风格织物。Lyocell纤维受碱溶液作用易出现“原纤化”的桃皮绒感,此外,Lyocell纤维能满足各类难度甚高的染色要求,与其他纤维复合,可以提高各种纺织品的附加值,并产生不同的效果。

Lyocell纤维适用范围广,几乎可以涵盖纺织各个领域,无论是棉、毛、丝、麻型产品,还是针织或机织领域都可以生产出优质高档产品。

3.3 甲壳素纤维

甲壳素是一种动物纤维素,广泛存在于蟹、虾、昆虫等甲壳动物的壳内和蘑菇、真菌、细菌等细胞内。将蟹、虾等甲壳粉碎、干燥,经脱灰、去蛋白质等化学和生化处理,并溶于适当的溶剂中,可以用湿法纺丝方法制成纤维。

由于甲壳质不仅具有很强的反应性能,而且无毒无味,耐热耐碱耐腐蚀,可生物降解,并且具有良好的生物活性、生物相容性、粘合性、柔软性和成纤、成膜能力,具有抗菌防霉、吸湿保湿、治伤、促凝血等性能和功能,因此甲壳素纤维可用作可吸收缝合线、人工皮肤及伤口包扎材料。选择最佳纺丝条件,通过常规的湿纺工艺或干湿法纺丝工艺可得到具有较高强度和伸长率的甲壳质纤维,可制成纱线、机织物、针织物、编织物及非织造物等各种形式。用甲壳质经湿法纺丝制成的纤维所制非织造敷料是优良的伤口包覆材料。对甲壳素糖进行改性可赋予其不同的特性,并广泛应用于农业、环境、纺织、印染、造纸、食品、日用化妆品等领域,是一种高科技“绿色”材料。作为纺织用纤维,其织物具有良好的透气、透湿、吸湿和抗弯刚度,并具有很好的抗菌性,符合绿色环保要求。

3.4 海藻纤维

藻酸是一种从褐藻中提取的天然多糖,是由β―D―甘露糖醛酸(M)与α―L―古罗糖醛酸(G)经过1,4键合形成的线型共聚物,可将海藻酸钙通过湿法纺丝制得海藻纤维。海藻纤维具有独特的形成凝胶、易去除性、高透氧性、高吸湿性、生物降解性和相容性、金属离子吸附性等综合性能。

近年来,海藻纤维在国内外的研究应用十分广泛。在国内,青岛大学公开了一种壳聚糖接枝海藻纤维及其制备方法与用途的专利,这种纤维由于表面包覆一定的壳聚糖,因而具有良好的吸湿性和抗菌性,且无毒、无害、安全性高及生物可降解性,在医药、环保等领域均有良好的应用前景,作为止血治疗的新型材料,尤其适合于制造纱布做伤口敷料用[3]。在国外,Masahiro Tachi制备吸湿性医疗敷料和绷带,吸湿后可以隔绝或阻止细菌的进入,防止伤口的感染[7];Otsuka T制备的锌/钙海藻纤维,有明显的抑菌效果和消肿效果[8]。意大利ZegnaBaruffa Lane Borgosesia纺丝公司也推出一种名为Thalassa的长丝,丝中含有海藻成分,用这种纤维制成的面料和服装比一般纤维制成的面料和服装更能保持和提高人体表面温度。这种含有海藻成分的面料穿着后可以让人的大脑松弛,也可以提高穿着者的注意力与记忆力,还具有抗过敏、减轻疲劳及改善失眠状况。

4 绿色环保型再生蛋白质纤维

4.1 大豆蛋白纤维

大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类,是以榨过油的大豆豆粕为原料,利用生物工程技术,提取出豆粕中的球蛋白,通过添加功能性助剂,与腈基、羟基等高聚物接枝、共聚、共混,制成一定浓度的蛋白质纺丝液,改变蛋白质空间结构,经湿法纺丝而成[9]。

大豆蛋白纤维中大豆蛋白含量较高,达到23%~55%,纤维具有羊绒般柔软的手感,蚕丝般亮丽的光泽,吸湿性与棉接近,保暖性较好,水溶性和生物降解性能好,纤维的物理、机械和化学性能都较好,同时,大豆蛋白纤维中具有吸色性能的极性基团,可显示出介于纤维素纤维与化学纤维之间的染色性能,且具有良好的酸、碱稳定性,大豆蛋白含有多种人类所必需的氨基酸,对人体肌肤具有明显的保健作用。另外,大豆蛋白纤维还具有优于其他天然纤维的抗紫外线照射性能和防霉蛀性能,强力也高于羊毛、蚕丝纤维,这为功能性保健型纺织品开发提供了极佳的纤维原料。

大豆蛋白纤维以其优良的特性运用于广泛的领域。在纺丝阶段蛋白质大分子上接枝中草药成分,可使纤维具有显著的杀菌消炎作用,并具有良好的吸湿透气性,因此大豆蛋白纤维在内衣、睡衣领域具有很大开发潜力。大豆蛋白衫手感柔软、滑爽、光泽怡人、悬垂性好,纤维体积质量小且轻薄,在编织领域有广阔的发展前景。大豆蛋白纤维的梭织产品在光泽上具有麻绢混纺产品风格,悬垂性好,抗皱性优于真丝,可用活性染料染色,染色牢度好,是高档的衬衫用面料。大豆蛋白纤维还可与蚕丝、羊毛、山羊绒、棉和其他纤维混纺,使其混纺织物产生不同的特殊风格。因此,大豆蛋白纤维必将得到愈来愈广泛的应用[10]。

4.2 牛奶蛋白纤维

牛奶蛋白纤维是将牛奶液体去水、脱脂,制成牛奶蛋白质,与聚乙烯醇共混经湿法纺丝而成的再生纤维。牛奶蛋白纤维既具有合成纤维强度高、收缩小等品质,又具有天然纤维柔软、亲肤、吸湿、透气、染色好、色牢度强等优点,是一种集天然纤维和合成纤维优点于一身的纺织新原料。

牛奶蛋白纤维横截面呈扁平状,哑铃形或腰圆形,横截面有细小的微孔,纤维的纵向表面有不规则的沟槽和海岛状的凹凸,这使纤维具有优异的吸湿和透湿性能。牛奶蛋白纤维其聚集态结构由聚乙烯醇为主体的结晶部分和牛奶蛋白为主体的无定形部分组成,克服了合成纤维吸湿性差和天然纤维强度低的不足。牛奶蛋白纤维的非圆形横截面和纵向表面的沟槽使其具有较高的摩擦因数,纤维间的抱合力好,有利于成纱加工。

牛奶蛋白质纤维作为21世纪“绿色”“保健”型纺织品的代表,已成为国际、国内市场消费的潮流,也满足了消费者对服饰绿色环保、健康、时尚的追求。牛奶蛋白纤维可以纯纺,也可以和羊绒、蚕丝、绢丝、棉、毛、麻等纤维进行混纺,织成具有牛奶纤维特性的织物,可开发高档内衣、衬衫、家居服饰、男女T恤、牛奶羊绒裙、休闲装、家纺床上用品等。牛奶蛋白质纤维既具有天然纤维的优点,又具有化学纤维的特性,品质好,品质指标达到羊绒纺织要求,可与羊绒混纺和纯纺,制成风格独特的高档服饰。

5 绿色环保型合成纤维

5.1 聚乳酸纤维(PLA)

聚乳酸纤维以农产品玉米淀粉为原料,经过微生物(乳酸菌)发酵将玉米糖转化为乳酸,由乳酸经过催化合成得到丙交酯,再经过催化合成得到高分子量聚丙交酯切片,最终用熔融纺丝方法将高分子量聚丙交酯切片制成纤维。由于PLA原料可种植、易种植,其废弃物在自然界中可自然降解,满足了人们追求自然、绿色、环保的要求,因此被誉为21世纪新一代绿色环保纤维。

聚乳酸纤维能生物降解循环利用。有合成纤维的物理特性,力学性能介于普通涤纶和锦纶之间,光泽和手感较好,形态稳定,抗皱性强。吸湿能力略高于涤纶,熔点较低,不耐高温,55℃以上碱性条件下容易发生水解。聚乳酸纤维轻柔滑顺,强度大,吸湿透气,加工的产品有丝绸般的光泽及舒适的肌肤触感和手感,悬垂性佳,良好的耐热性及抗紫外线功能,服用性能好。

由于聚乳酸纤维的物理力学性能、热稳定性和热塑性好,较软、较轻、染色性好、有生物相容性,因此用途十分广泛。制成复丝、单丝、短纤维、假捻变形丝、针织物和非织造布等。以聚乳酸纤维制得的布料具有真丝的光泽、优良的手感,亮度、吸水性、形状保持性及抗皱性,适合做妇女服装。尼契卡等公司还将聚乳酸纤维的用途扩大到产业领域:在卫生医疗领域主要做尿布、手术缝合线、人工管道、人工韧带或肌腱等;在木工工程中做网、垫子、沙袋等;在种植业中做养护薄膜等;在农业、林业中做播种织物芳草袋等;在渔业中做渔网,鱼线等;在家用器具中做垃圾网、手巾、滤器等[11]。

5.2 其他可降解型合成纤维

有些合成纤维本身具有生物降解性,废弃后在自然环境中,可借微生物的作用而发生降解,不会对环境造成长期的或永久性的污染。常规的非生物降解型合成纤维,采用改性方法,使其具有可降解性。已开发成功的生物可降解型高分子纤维有丁二酯纤维PHB、聚丁二酸丁二酯纤维PBS、聚己内酯纤维PCL 、聚乙烯醇纤维PVA 等。

结语

随着人们对传统纺织品实用性、耐用性要求转向健康性、安全性、舒适性的需求,随着人们对低碳绿色、环保、生态等产品的重视,利用绿色环保纤维的舒适性、环境友好等特性,开发友好、舒适、符合人类健康保健要求的绿色环保纤维,解决环保问题,缓解日益短缺的能源危机,具有巨大的市场前景。

参考文献:

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