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特種纖維是具有特殊的物理化學結構、性能和用途,或具有特殊功能的化學纖維。這些纖維大都應用於工業、國防、醫療、環境保護和尖端科學各方面。[1]

基本信息

特種纖維分別具有不同的特殊性能,如耐強腐蝕、低磨損、耐高溫、耐輻射、抗燃、耐高電壓、高強度高模量、高彈性、反滲透、高效過濾、吸附、離子交換、導光、導電以及多種醫學功能。

分類

特種纖維按性能可分為耐腐蝕性纖維、耐高溫纖維、抗燃纖維、高強度高模量纖維、功能纖維和彈性體纖維等。

耐腐蝕纖維:即含氟纖維。有聚四氟乙烯纖維(Teflon TFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纖維(TeflonFEP)、聚偏氯乙烯纖維(Kynar)、乙烯-三氟氯乙烯共聚纖維(Halar)等。

耐高溫纖維:有聚間苯二甲酰間苯二胺纖維(No-mex)、聚酰亞胺纖維(Αримид ∏Μ)、 聚苯碸酰胺纖維(СульФон-Τ)、聚酰胺酰亞胺纖維(Kermel)、聚苯並咪唑纖維(PBI)等。

③抗燃纖維:有酚醛纖維(Kynol)、芳香族聚酰胺表面化學處理纖維、金屬螯合纖維、聚丙烯腈預氧化纖維(Pyromex)等。

高強度高模量纖維:有聚苯二甲酰對苯二胺纖維(Kevlar)、 芳香族聚酰胺共聚纖維(HM-50)、雜環族聚酰胺纖維(Βниивлон СΒΜ)、碳纖維 (Torayca)、石墨纖維(M40)、碳化硅纖維等。

功能纖維:有中空纖維半透膜(B-9、B-10、PRISM等)、活性碳纖維(KF等) 、超細纖維氈(Ф∏∏15等)、吸油纖維氈(Tafnel等)、光導纖維(Crofon、Eska等)、導電纖維(Antron Ⅲ)等。

彈性體纖維:有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纖維(Spandex)、 聚丙烯酸酯類纖維(Anidex)、聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維(Fibre-L)等。

特種纖維發展現狀

隨着人們生活水平的不斷提高,人們對衣着的要求已經不僅限於手感、保暖和式樣,在各種污染和危害不斷加劇的今天,人們還對服裝提出了各種功能性的要求,由此帶動了防強紫外線、抗菌消臭、防污、抗花粉過敏、冬季隔熱保溫、能調節溫濕度的冬暖夏涼功能、酸度適合肌膚及能散發芳香、森林浴和負離子等纖維的發展。

不僅如此,人們對服用纖維還進一步提出了防止意外傷害的要求,日本開發了一種新型包芯紗,外層是棉,芯線是KEVLAR高強耐磨纖維,用它織成的牛仔褲可以防摔傷,而且入了保險,用在這種對位芳酰胺類纖維或用表層塗覆有機硅後的超吸附纖維,有多種形態,其研磨纖維可以及時救助煤氣中毒或食物中毒的病人,只要拌在溫水中服用就行,其無紡布作傷口貼時,有殺菌和快速癒合的作用,其繃帶有止血殺菌的功能,為此阿富汗戰場上曾經挽救過一批嚴重炸傷的傷員。與它類似的還有一批甲殼素類纖維和止血纖維等。

當然,人們對服裝的質感的要求也越來越高。現在一些高性能纖維已經開始滲入服用紡織品領域,如一些輕量耐磨的運動衣特別是登山服,已經採用超強聚乙烯纖維的混紡織品;冬季的高爾夫球運動衣已經採用PPS纖維織品,可以增強保暖性和便於活動;運動襪的襪跟已經用芳綸等高強纖維來補強;當然,像賽車服和消防服更要求用耐熱又抗燃的纖維製成,如聚間苯二甲酰間苯二胺纖維及它與PAN預氧化纖維的混紡織物、芳族聚酰亞胺纖維蜜胺纖維、聚苯並咪唑纖維等。

在運輸工具方面,除了高速列車的車皮需要用通用級瀝青碳纖維氈片加以保溫和隔熱外,新型轎車的四壁及頂棚材料也要求具有更佳的絕熱保溫和隔音效果。為此,像超細玄武纖維片材就有用武之地,因為其絕熱效果是石棉的3倍,耐溫範圍在-260-900攝氏度之間,強度可以與S-玻璃纖維媲美,而模量遠優於它,價格則介於E-和S-玻璃纖維之間。

在住房冬季保暖方面,碳纖維混抄紙等可以用於取代暖氣管、空調、電熱器等,具有節電、輻射熱均勻、不占空間、無風吹或漏水、無需維修等特點,只是目前一次性投入還較貴,將來隨着生產規模的增大和成本的下降,可望得到普及,而且可以用於床墊和沙發墊或靠背等,還可以增加一些保健器材的熱功能。[2]

製備工藝

大多數特種纖維採用濕法紡絲製成。有些特種纖維製備工藝難度較大,如先用傳統的紡絲技術紡出線型或分子量較低的纖維,然後再進行環化、交聯、金屬螯合、高溫熱處理、表面物理化學處理或等離子體處理等工序方能製得成品纖維;還有的需要採用乳液紡絲、反應紡絲、液晶紡絲、干噴濕紡、相分離紡絲、高壓靜電紡絲、高速氣流熔融噴射和特殊的複合紡絲技術等新型紡絲工藝;也有的利用現有的合成纖維,通過功能團反應獲得各種離子交換基團或轉化為特種纖維。

發展歷史

特種纖維的研究和生產開始於20世紀50年代,首先投入工業化生產的是含氟纖維。隨着航天和國防工業的發展,60年代出現了各種芳雜環類的有機耐高溫纖維,如聚間苯二甲酰間苯二胺纖維等,以及碳纖維、硼纖維等無機高強度高模量纖維;後來又研製出有機抗燃纖維如酚醛纖維等。到70年代由於環境保護和節約能源的需要,高強度高模量纖維和各種功能纖維得到較為廣泛的應用。

特種纖維打漿

HY Cut fin切割鰭

---適宜偏游離狀打漿,較低動力消耗狀態下快速降低長纖維濕重,利於提高勻度。

HY Broom fin 掃帚鰭

---適宜於偏粘狀打漿,對纖維分絲帚化作用較強,利於打漿度的提升。

HY Soft fin軟鰭

---適宜於短纖維漿種,切斷作用較弱,保持纖維長度,利於減少濕重流失。

HY Ease fin 疏解鰭

---適宜於多漿種,疏解與泵送能力強,降低電耗,利於提高出率。

參考文獻