功能性纤维PPT课件

第七章第七章 功能性纤维功能性纤维 功能纤维功能纤维(functional fiber)主要是指主要是指具有能传递光、电以及吸附、超滤、透具有能传递光、电以及吸附、超滤、透析、反渗透、离于交换等特殊功能的纤析、反渗透、离于交换等特殊功能的纤维，还包括提供舒适性、保健性、安全维，还包括提供舒适性、保健性、安全性等方面的特殊功能及适合在特殊条件性等方面的特殊功能及适合在特殊条件下应用的纤维。下应用的纤维。功能纤维分类功能纤维分类第一类是对常规合成纤维改性，克服其固第一类是对常规合成纤维改性，克服其固有的缺点。有的缺点。第二类是针对天然纤维和化学纤维原来没第二类是针对天然纤维和化学纤维原来没有的性能，通过化学和物理的改性手段有的性能，通过化学和物理的改性手段赋予其蓄热、导电、吸水、吸湿、抗菌、赋予其蓄热、导电、吸水、吸湿、抗菌、消臭、芳香、阻燃、紫外线遮蔽等附加消臭、芳香、阻燃、紫外线遮蔽等附加性能，使更适合于人类穿着舒适和装饰性能，使更适合于人类穿着舒适和装饰应用。应用。第三类为具有特殊功能，如高强、高模、第三类为具有特殊功能，如高强、高模、耐热、阻燃的高性能纤维。耐热、阻燃的高性能纤维。第一节第一节 导电纤维导电纤维（ElectricalElectrical conductivity fiber conductivity fiber）导电纤维导电纤维:指在标准状态（指在标准状态（20相对湿度相对湿度65)下质量比电阻为下质量比电阻为10108282以下的纤维。以下的纤维。导电纤维品种较多、按导电成分在纤维中的导电纤维品种较多、按导电成分在纤维中的分布状态可分为三种：分布状态可分为三种：(1)均匀型：导电成分均匀地分布在纤维内均匀型：导电成分均匀地分布在纤维内;(2)被覆型：导电成分通过涂、镀等方法被覆被覆型：导电成分通过涂、镀等方法被覆于纤维表面；于纤维表面；(3)复合型：导电成分混熔在纺丝液中，或通复合型：导电成分混熔在纺丝液中，或通过复合纺丝方法制得导电纤维。过复合纺丝方法制得导电纤维。按纤维材料来分按纤维材料来分 主要品种有：金属纤维、碳纤主要品种有：金属纤维、碳纤维和有机导电纤维。维和有机导电纤维。有机导电纤维以普通合成纤维有机导电纤维以普通合成纤维为基体、在纤维中添加炭黑、石为基体、在纤维中添加炭黑、石墨、金属或金属氧化物等导电性墨、金属或金属氧化物等导电性微粒或微细纤维制得。微粒或微细纤维制得。导电纤维通常用于制成抗静电织物，导电纤维通常用于制成抗静电织物，它的导电性能要比抗静电纤维更好，它的导电性能要比抗静电纤维更好，所发生的静电能更快地泄漏，有效地所发生的静电能更快地泄漏，有效地防止静电的局部蓄集。同时，导电纤防止静电的局部蓄集。同时，导电纤维还具有电晕放电能力，能达到向大维还具有电晕放电能力，能达到向大气放掉电荷的效果。气放掉电荷的效果。一一 导电纤维的作用机理导电纤维的作用机理 不接地的导电纤维消除静电的过程可分为以下几不接地的导电纤维消除静电的过程可分为以下几个步骤；个步骤；(1)含导电纤维的织物因摩擦而带上静电；含导电纤维的织物因摩擦而带上静电；(2)织物织物(带电体带电体)中产生的电荷向导电纤维汇中产生的电荷向导电纤维汇集导电纤维中诱导与织物电荷符号相反的电荷；集导电纤维中诱导与织物电荷符号相反的电荷；(3)导电纤维附近诱发产生强电场，使其周围的空导电纤维附近诱发产生强电场，使其周围的空气受此电场作用而电离；气受此电场作用而电离；(4)电晕放电产生的正、负离子中，与织物所带电电晕放电产生的正、负离子中，与织物所带电荷性质相反的离子向织物移动，与织物所带电荷荷性质相反的离子向织物移动，与织物所带电荷中和，从而消除静电。中和，从而消除静电。二二 导电纤维的制成方法导电纤维的制成方法三 导电纤维的应用导电纤维的应用 导电纤维包括金属纤维、金属镀层纤维、导电纤维包括金属纤维、金属镀层纤维、导电性树脂涂层纤维、导电性树脂复合纤维等。导电性树脂涂层纤维、导电性树脂复合纤维等。这类纤维有比较低的电阻率，电阻率约在这类纤维有比较低的电阻率，电阻率约在 10 107 7以下。通常的做法是把导电纤维的短纤维以一以下。通常的做法是把导电纤维的短纤维以一定的百分比（约定的百分比（约0.1%0.1%-5%-5%）混入需要改性的）混入需要改性的短纤维中，或把导电纤维的长丝等间隔的编入短纤维中，或把导电纤维的长丝等间隔的编入织物中。实践证明，通过混用导电纤维防止纤织物中。实践证明，通过混用导电纤维防止纤维制品带电，其抗静电效果的可靠性和耐久性维制品带电，其抗静电效果的可靠性和耐久性高，特别是在低湿度下也显示出优良的抗静电高，特别是在低湿度下也显示出优良的抗静电性能。性能。第二节第二节 变色纤维变色纤维 变色纤维是指在光线变化或温度变化或湿度变色纤维是指在光线变化或温度变化或湿度变化的条件下颜色发生变化的纤维。变化的条件下颜色发生变化的纤维。光敏变色纤维使用光致变色显色剂，温敏光敏变色纤维使用光致变色显色剂，温敏变色纤维使用热致变色显色剂。根据所用高聚变色纤维使用热致变色显色剂。根据所用高聚物种类，可以直接共混于聚合物中纺丝，也可物种类，可以直接共混于聚合物中纺丝，也可将微胶囊与低熔点的聚合物共混作为芯部，以将微胶囊与低熔点的聚合物共混作为芯部，以成纤高聚物为鞘部复合纺丝。变色纤维多用于成纤高聚物为鞘部复合纺丝。变色纤维多用于登山、滑雪、游泳、滑冰等运动员的着装。由登山、滑雪、游泳、滑冰等运动员的着装。由于制品的色彩变化会给人以赏心悦目的效果，于制品的色彩变化会给人以赏心悦目的效果，因此这类纤维又被称之为因此这类纤维又被称之为“趣味纤维趣味纤维”。一、变色功能原理一、变色功能原理 一种服装叫液晶时装，属于最新的科技合成材料。一种服装叫液晶时装，属于最新的科技合成材料。现已制成的液晶达现已制成的液晶达3000种以上，都具有液体的流动种以上，都具有液体的流动性与晶体的化学性，而受磁、电、声、光、热、力等性与晶体的化学性，而受磁、电、声、光、热、力等外在因素的影响，其分子排列即发生变化，出现不同外在因素的影响，其分子排列即发生变化，出现不同的折射率，使服装变换出多种色彩。现在，科学家们的折射率，使服装变换出多种色彩。现在，科学家们已研究和掌握了一些精细地调整热敏变色材料的技术，已研究和掌握了一些精细地调整热敏变色材料的技术，使这种面料能够在常温环境下，显示出五彩缤纷的色使这种面料能够在常温环境下，显示出五彩缤纷的色彩。彩。二、变色整理的纤维纺织品二、变色整理的纤维纺织品1、随时间变色、随时间变色 这类服装的奇特之处在于，一天中至少可以这类服装的奇特之处在于，一天中至少可以变三次颜色。如在酷暑呈现纯白色，可以很好的变三次颜色。如在酷暑呈现纯白色，可以很好的反射热量；若在室内时它又会变成浅兰色，给人反射热量；若在室内时它又会变成浅兰色，给人一种朴实淡雅的感觉；到傍晚时，它又会变成漂一种朴实淡雅的感觉；到傍晚时，它又会变成漂亮迷人的红或紫色，是出席晚宴的理想时装。亮迷人的红或紫色，是出席晚宴的理想时装。2、随温度变色、随温度变色 这类变色服装采用的是热敏变色材料。这种这类变色服装采用的是热敏变色材料。这种材料就是将热敏化合物掺到染料中去，再印染到材料就是将热敏化合物掺到染料中去，再印染到织物上。染料由黏合剂树脂的微小胶囊组成，每织物上。染料由黏合剂树脂的微小胶囊组成，每个胶囊都有液晶，液晶能随温度的变化而出现不个胶囊都有液晶，液晶能随温度的变化而出现不同的折射率，使服装变换出多种色彩。同的折射率，使服装变换出多种色彩。英国伦敦的一家时装公司曾举办过一次别开英国伦敦的一家时装公司曾举办过一次别开生面的时装表演，台上女模特的各种时装不断改生面的时装表演，台上女模特的各种时装不断改变色彩，有如彩虹飞舞。原来这些时装都是用一变色彩，有如彩虹飞舞。原来这些时装都是用一种含液晶的感温变色纺织面料制造的，在种含液晶的感温变色纺织面料制造的，在28时，时，面 料 是 红 色；到面 料 是 红 色；到 3 3 时，又 变 成 黄 色；时，又 变 成 黄 色；2833之间，还可以变出其他各种色彩。之间，还可以变出其他各种色彩。3、随湿度变色、随湿度变色 另据报道，还有一种另据报道，还有一种“水现织物水现织物”他看起他看起来与普通面料没有差异，但是，当它潮湿时就来与普通面料没有差异，但是，当它潮湿时就会显示出花纹、图案。这种织物非常适合游泳会显示出花纹、图案。这种织物非常适合游泳衣或雨衣、雨伞。衣或雨衣、雨伞。当穿上这种游泳衣，一头扎进清波碧水的游泳池中，当穿上这种游泳衣，一头扎进清波碧水的游泳池中，泳衣上斑斓的图案渐渐显示出来，那有多么引人泳衣上斑斓的图案渐渐显示出来，那有多么引人注目啊！注目啊！4、随光线变色、随光线变色 人们利用动物特性并以仿生学的原理与高人们利用动物特性并以仿生学的原理与高新技术研制成功一种能自动变色的化学纤维，新技术研制成功一种能自动变色的化学纤维，称为光敏变色纤维。它是采用纤维中引入具有称为光敏变色纤维。它是采用纤维中引入具有光敏变色性化合物，或合成能变色的聚合物纺光敏变色性化合物，或合成能变色的聚合物纺丝的方法。如将能在可见光下发生氧化一还原丝的方法。如将能在可见光下发生氧化一还原反应物的、色泽变化可逆的硫堇衍生物导入聚反应物的、色泽变化可逆的硫堇衍生物导入聚合物，然后纺成纤维。该纤维制品不仅对光线合物，然后纺成纤维。该纤维制品不仅对光线十分敏感，而且湿度变化也能够引起颜色变化。十分敏感，而且湿度变化也能够引起颜色变化。第三节第三节 阳光纤维和远红外纤维阳光纤维和远红外纤维 一、阳光纤维一、阳光纤维 阳光纤维能将阳光转换为远红外线。能高阳光纤维能将阳光转换为远红外线。能高效率地将太阳能转换为远红外辐射的物质等。效率地将太阳能转换为远红外辐射的物质等。碳化物能吸收阳光中高能波长段碳化物能吸收阳光中高能波长段(2(2m)m)。阳光中波长阳光中波长0.3 0.3 的能量占总能量的的能量占总能量的95%95%以上，以上，因此阳光纤维具有很好的蓄热保温效果。因此阳光纤维具有很好的蓄热保温效果。二、远红外纤维二、远红外纤维 远红外纤维是低温远红外纤维是低温(接近体温接近体温)下辐射远红下辐射远红外线的纤维称之为。医学领域，一般把外线的纤维称之为。医学领域，一般把3 3mm以以上的红外线作为远红外波段看待。远红外线具上的红外线作为远红外波段看待。远红外线具有增强人体新陈代射、促进血液循环、提高免有增强人体新陈代射、促进血液循环、提高免疫功能、消炎、消肿、镇痛等作用。远红外纤疫功能、消炎、消肿、镇痛等作用。远红外纤维和众多的远红外治疗仪不同，不需要热源，维和众多的远红外治疗仪不同，不需要热源，对时间和场所都没有限制；远红外纤维可将保对时间和场所都没有限制；远红外纤维可将保健结合在使用中，作用时间长。健结合在使用中，作用时间长。第四节第四节 防紫外线纤维防紫外线纤维 紫外线（紫外线（UVUV）是波长为是波长为200 200-400 nm-400 nm的电的电磁波。按波长范围区分，紫外线又可分为紫外磁波。按波长范围区分，紫外线又可分为紫外线线A A、B B、C C。到达地面的主要为紫外线到达地面的主要为紫外线A A。紫外紫外线能促进维生素线能促进维生素D D的合成、杀菌与光合作用。的合成、杀菌与光合作用。有害方面表现在损害皮肤、降低免疫功能和不有害方面表现在损害皮肤、降低免疫功能和不利于植物及海洋生物的发育等。紫外线遮断纤利于植物及海洋生物的发育等。紫外线遮断纤维是在成纤聚合物中掺入防紫外线物质。目前维是在成纤聚合物中掺入防紫外线物质。目前的防紫外线纺织品包括衬衫、运动服、工作服、的防紫外线纺织品包括衬衫、运动服、工作服、制服、窗帘以及遮阳伞等。其紫外线遮挡率可制服、窗帘以及遮阳伞等。其紫外线遮挡率可达达95%95%以上。以上。第四节第四节 阻燃纤维阻燃纤维 表示纤维及其制品的可燃性通常采用极限氧表示纤维及其制品的可燃性通常采用极限氧指数。阻燃粘胶纤维的极限氧指数一般可达到指数。阻燃粘胶纤维的极限氧指数一般可达到27%27%-30%-30%。阻燃腈纶的极限氧指数一般在。阻燃腈纶的极限氧指数一般在26%26%-30%-30%之间。腈氯纶的极限氧指数可达到之间。腈氯纶的极限氧指数可达到28%28%以以上，适于制作高贵裘皮服装、地毯、毛毯、长上，适于制作高贵裘皮服装、地毯、毛毯、长毛绒、空气过滤布等。阻燃聚酯纤维的物理性毛绒、空气过滤布等。阻燃聚酯纤维的物理性质与普通聚酯纤维基本相同，可用于装饰布、质与普通聚酯纤维基本相同，可用于装饰布、睡衣、工作服和床上用品等。丙纶阻燃改性，睡衣、工作服和床上用品等。丙纶阻燃改性，极限氧指数达极限氧指数达26%26%-28%-28%，主要用于室内装饰，主要用于室内装饰织物，也可以把它用于工业用途。织物，也可以把它用于工业用途。第五节第五节 弹性纤维弹性纤维 弹性纤维是指具有很高的断裂伸长率、很弹性纤维是指具有很高的断裂伸长率、很高的弹性恢复能力、很低的弹性模量的纤维。高的弹性恢复能力、很低的弹性模量的纤维。弹性纤维分为橡胶弹性纤维和聚氨酯弹性纤维。弹性纤维分为橡胶弹性纤维和聚氨酯弹性纤维。橡胶弹性纤维由橡胶乳液纺丝或橡胶膜切割制橡胶弹性纤维由橡胶乳液纺丝或橡胶膜切割制得，只有单丝，有极好的弹性恢复能力。聚氨得，只有单丝，有极好的弹性恢复能力。聚氨酯弹性纤维是指以聚氨基甲酸酯为主要成分的酯弹性纤维是指以聚氨基甲酸酯为主要成分的一种嵌段共聚物制成的纤维，我国简称氨纶。一种嵌段共聚物制成的纤维，我国简称氨纶。国外商品名有国外商品名有Lycra(Lycra(美国美国)、Neolon(Neolon(日本日本)、Dorlastan(Dorlastan(德国德国)等。等。第六节第六节 抗菌防臭纤维抗菌防臭纤维 抗菌防臭纤维是指具有除菌、抑菌作用的抗菌防臭纤维是指具有除菌、抑菌作用的纤维。细菌以汗水中的尿素等人体排泄物为营纤维。细菌以汗水中的尿素等人体排泄物为营养源，不断进行繁殖，同时排放出臭味很浓的养源，不断进行繁殖，同时排放出臭味很浓的氨，并且会引起皮肤瘙痒和病变。抗菌纤维大氨，并且会引起皮肤瘙痒和病变。抗菌纤维大致有二类，一种是本身带有抗菌功能的纤维，致有二类，一种是本身带有抗菌功能的纤维，如大麻、罗布麻、甲壳素纤维及金属纤维等；如大麻、罗布麻、甲壳素纤维及金属纤维等；另一类是将抗菌剂在化纤纺丝时加到纤维中而另一类是将抗菌剂在化纤纺丝时加到纤维中而制成的抗菌纤维，这类纤维抗菌、耐洗性好，制成的抗菌纤维，这类纤维抗菌、耐洗性好，易于织染加工。抗菌纤维可制作各种内衣、床易于织染加工。抗菌纤维可制作各种内衣、床上用品、袜子、护士服及公用纺织品等。上用品、袜子、护士服及公用纺织品等。第八节第八节 香味纤维香味纤维 香味纤维是在纤维中添加香料，使纤维具有香味纤维是在纤维中添加香料，使纤维具有香味的纤维。香味纤维能持久地散发天然芳香，香味的纤维。香味纤维能持久地散发天然芳香，产生自然清新的气息。制作这类芳香纤维多为产生自然清新的气息。制作这类芳香纤维多为皮芯复合结构，皮层为聚酯，芯层为掺有天然皮芯复合结构，皮层为聚酯，芯层为掺有天然香精的聚合物，所用香精以唇形科熏衣香油精香精的聚合物，所用香精以唇形科熏衣香油精或柏木精油为主。这类芳香类纤维产生一种自或柏木精油为主。这类芳香类纤维产生一种自然清新的感觉，同时具有去臭、安神等作用。然清新的感觉，同时具有去臭、安神等作用。可以制成絮棉、地毯、窗帘和睡衣等。可以制成絮棉、地毯、窗帘和睡衣等。第九节第九节 空调相变纤维空调相变纤维 空调相变纤维是指能起到调温节作用的纤维。空调相变纤维是指能起到调温节作用的纤维。相转变材料在相转变过程中，温度恒定，起到缓冲相转变材料在相转变过程中，温度恒定，起到缓冲温度变化得作用。温度变化得作用。将相转变材料加进中空纤维中，或制成微胶囊，将相转变材料加进中空纤维中，或制成微胶囊，混入纺丝液中纺丝。混入纺丝液中纺丝。可以制作空调鞋、空调服、空调手套，也可制可以制作空调鞋、空调服、空调手套，也可制成床上用品、毯子、窗帘、汽车内装饰、帐篷等。成床上用品、毯子、窗帘、汽车内装饰、帐篷等。