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详解粘胶纤维

转载时间 : 2018年03月14日

粘胶纤维是一类历史悠久、技术成熟、产量巨大、品种繁多、用途广泛的化学纤维。其以天然纤维素(浆粕)为基本原料,经转化为纤维素黄酸酯溶液再纺制而成的再生纤维素纤维。

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粘胶纤维主要分类



粘胶纤维历史

粘胶纤维的问世仅迟于纤维素硝酸酯纤维,是最古老的化学纤维品种之一。1891年,克罗斯(Cross)、贝文(Bevan)和比德尔(Beadle)等首先制成纤维素黄酸钠溶液,由于这种溶液的粘度很大,因而命名为“粘胶”。

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粘胶遇酸后,纤维素又重新析出。根据这个原理,在1893年发展成为一种制备化学纤维的方法,这种纤维被命名为粘胶纤维。到1905年,米勒尔(Muller)等发明了一种稀硫酸和硫酸盐组成的凝固浴,实现了粘胶纤维的工业化生产。?

粘胶纤维工业化生产已经一百年了,在这一百年里,生产技术不断进步,从普通型纤维发展到强力型纤维、高湿模量型纤维。目前世界粘胶纤维的产量约占化学纤维总产量的12%左右。?

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20世纪90年代,欧、美、日等工业强国纷纷关闭它们的粘胶纤维厂,缩减粘胶纤维的产量,他们把粘胶纤维的生产集中在少数大公司,这样,有利于治理污染及新工艺、新品种的开发。

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与此同时,他们经过技术革新,大幅度提高粘胶纤维产品的质量,开发新品种、新技术,大大提高产品的附加值。例如,他们的粘胶长丝纺速已达140m/min,丝的纤度已细到像最细的蚕丝那样纤细,并开发出中空、阻燃、防臭、竹节、异形、远红外等上百个差别化纤维品种。

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在产品质量方面,粘胶纤维的染色一致性明显提高、毛丝疵点和伸度变异系数大大降低。

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另外,他们不断向外输出新的粘胶纤维生产技术,比如我国各大化纤公司都在花巨资引进他们的先进技术和设备,如连续式纺丝机、酸浴闪蒸系统、丝饼内压洗设备、废气回收技术等。

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通过上述办法,欧、美、日等国家虽然缩减了粘胶纤维的生产量,但减少了劳务费用支出,降低了环境污染及治理费用,又因其产品附加值的大幅度提高,加之大笔的技术输出收入,整体的经济效益却大大提高了。

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我国化学纤维工业的建立是从粘胶纤维开始的。从20世纪50年代开始,我国先后建了粘胶纤维的生产厂,如丹东化学纤维厂、保定化学纤维厂等。50年来粘胶纤维稳步发展,从20世纪90年代起我国粘胶纤维工业快速发展,产量以平均每年10%以上的速度增长,2004年我国粘胶产量达90万吨,占世界总产量的1/3,保持粘胶纤维第一生产大国的地位。

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粘胶纤维的机遇与挑战

巨大潜力

1)粘胶纤维前景依旧看好:粘胶纤维本身具有优良的染色、吸湿、抗静电等性能,其织物穿着舒适、卫生、潇洒、鲜艳,具有许多种纤维所不及的性能,这也是粘胶纤维遭受合成纤维冲击而未被淘汰的根本原因。随着国内人民生活水平的提高,人们在衣着及家居装饰上的消费观念更趋于“回归自然”,以及成衣向欧美市场出口看好,都将相应地带动粘胶纤维需求的增长。因此可以预见,粘胶纤维仍将继续是纺织品的重要原料,随着发达国家逐步退出粘胶纤维的生产,会让出更多的市场空间,这对我国粘胶纤维无疑是一次历史性机遇。?


2)我国发展粘胶产业的优势:我国粘胶行业生产集中度比较高,单厂平均产能达到2万吨以上,部分龙头企业已接近国际水平;粘胶纤维的原料为棉浆粕、木浆粕等天然物质,我国棉短绒(棉浆粕原料)资源非常丰富,完全可以就地取材,对企业降低生产成本极为有利;由于发达国家粘胶纤维产量逐年降低,为我国粘胶长丝出口提供空间。?

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不可忽视的问题

1)环保问题:粘胶纤维生产存在对环境的污染问题,主要是硫化氢、二硫化碳对大气的污染及废水中有机物、硫酸盐对水质的污染。由于环保原因,发达国家逐渐退出粘胶纤维生产领域,产能向发展中国家转移,其中,中国、印度与印尼发展最快。如果传统粘胶纤维的生产在污染治理方面措施合理,尽管工艺复杂、投资大,但粘胶纤维仍然有它的生命力。我国发展粘胶纤维工业不能以牺牲环境为代价,要积极消化吸收国外粘胶纤维生产企业在治理有害物质排放方面取得的最新成果和成功经验,发达国家企业对有害物质的回收率均在85%左右,Lenzing的联合装置系统对有害气体的回收率达90%[2]。?


2)差别化粘胶纤维:国内粘胶纤维品种还十分单一,以常规品种为主,化纤差别率只有25%左右,更缺乏在非服用领域的开发研究。而国际粘胶纤维的发展趋势是高性能、差别化、功能化与环保化等新型纤维的开发应用,下游产品风格因此而更加丰富多样。远红外、超细纤维、中空纤维、负氧离子、抗菌、阻燃等多功能复合粘胶纤维的开发应用则进一步推进了面料档次的提高,使其向保健、舒适、功能化、特色化、高仿真、高附加值方向发展。粘胶纤维除了应用于服用领域之外,在非服用领域的发展空间也极为广阔,例如非织造布、工业丝、工程建设、国防等领域,这些领域都是中国纺织工业协会确定的纺织行业重点投资方向。?

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粘胶纤维生产工艺流程

各种粘胶纤维,不论采用何种浆粕原料和生产设备,其基本生产工艺流程都是相同的(如图4-2、4-3、4-4),都经下列三个过程:?


1)粘胶的制备:包括浆粕的准备、碱纤维素的制备及老成、纤维素黄酸酯的制备及溶解、粘胶的纺前准备(包括粘胶的混合、过滤、脱泡及熟成)。?
2)粘胶纤维的成形:包括纺丝及纤维的拉伸。?
3)粘胶纤维的后处理:包括水洗、脱硫、漂白、酸洗、上油、干燥等。粘胶长丝还需进行加捻、络丝分级包装等加工;粘胶短纤维则需经切断、打包等。



4-2 粘胶纤维生产工艺流程图


1.为粘胶制造、纺丝等条件与普通短纤维不相同?
2.二硫化碳的回收,只在短纤维制造时进行





















4-3 普通粘胶短纤维生产工艺流程图?


4-4 普通粘胶长丝生产工艺流程图?



粘胶纤维性能

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粘胶纤维的优点是:

吸湿及解湿性能好,透气性好,柔软性好,穿着舒适;

染色性能优良;对光、热及化学试剂稳定性高;

不起球,不易起静电,也不易沾污,更没有棉花加工中出现的棉尘问题;

废弃物可自然降解,符合环境与可持续性发展。

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粘胶纤维也有一些缺点,如湿牢度仅为干牢度的一半,疲劳强度低,不耐磨,抗皱性差,高水膨润和尺寸稳定性差,保水率过高造成干燥时间长,防霉防蛀能力较低。

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总之,粘胶纤维与棉纤维的化学组成相同(纤维素),故其性质大同小异。下表列出了粘胶纤维主要性能指标,仅供参考。






粘胶纤维用途

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粘胶纤维不仅可在数量上补充天然纤维的不足,而且在性能的某些方面优于常规的合成纤维,因而有广泛的用途。?


1.民用方面?粘胶纤维可以纯纺,也可与棉、毛、麻、丝以及各种合成纤维混纺或交织,其织物质地细密柔软,手感光滑,透气性好,穿着舒适,染色后色彩鲜艳,宜做内衣、外衣及各种装饰织物。此外,亦广泛用于制造非织造织物。

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2.工业和其他方面?粘胶纤维的工业用途很多。粘胶纤维强力丝的强度高,耐热性好,价格较低,在轮胎、耐压胶管、输送带、帆布、涂层织物等工业中有重要地位;用粘胶纤维制成的止血纤维、纱布、绷带及医用床单、被服、人工肾血液透析器等,在医疗卫生部门有着广泛的用途;在粘胶中混入致孔剂,成形后纤维中含有众多的微孔,而具有较大的表面积,其特点是有良好的染色性、高吸水,可用作滤布、面罩和防毒面具,还可作为香烟滤嘴,因其保水率高,可用于医疗、卫生、保健用品等;与丙烯酸接技的粘胶纤维具有很高的离子交换能力,可用于空气净化、污水净化、或从废液中捕集微量放射性元素和稀有、贵重金属;粘胶纤维碳化制得高强、高模的碳纤维,是航空、宇航、军事工业和许多高新技术部门重要的增强材料;在粘胶中混入石墨,纺制成的石墨纤维可用作工业密封材料。奥地利兰精(Lenzing)公司开发的石墨粘胶纤维用于气体的密封和曲辊,使用温度范围可达200℃。

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(来源:纺织培训)