生態(tài)環(huán)保纖維研究應用進展

1、生態(tài)環(huán)保纖維研究應用進展2011年01月13日14:49【作者：陳向玲宋睿王華平王朝生】【字體：大中小】摘要：要：生態(tài)環(huán)保纖維按來源不同，可分為植物資源天然環(huán)保纖維、動物資源天然環(huán)保纖維和人工合成環(huán)保纖維三大類。主要介紹了竹纖維、甲殼素纖維、海藻纖維等三種新型生態(tài)環(huán)保纖維的制備、改性、功能化、染色等研究進展。關鍵詞：關鍵詞：生態(tài)環(huán)保纖維；竹纖維；甲殼素纖維；海藻纖維生態(tài)環(huán)保纖維是紡織業(yè)發(fā)展的主題之一，體現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的時代要求。目前，生

2、態(tài)環(huán)保纖維的發(fā)展趨勢是日趨理想化。按照來源的不同，生態(tài)環(huán)保纖維可以分為植物資源天然環(huán)保纖維、動物資源天然環(huán)保纖維和人工合成環(huán)保纖維等三大類。(1)植物資源環(huán)保纖維：棉纖維(有機棉、彩色棉、不皺棉)，Lyocell纖維，以及麻類纖維、植物蛋白纖維等。(2)動物資源環(huán)保纖維：甲殼素纖維、有色羊毛、蠶絲、蜘蛛絲、奶類蛋白纖維等。(3)人工合成環(huán)保纖維：聚己內(nèi)酯纖維和聚乳酸纖維等可降解纖維，也包括聚酯和錦綸等可回收合成纖維。本文僅介紹其中的竹纖

3、維、甲殼素纖維以及海藻纖維的開發(fā)研究進展。1竹纖維竹纖維竹纖維是我國自行開發(fā)研制并產(chǎn)業(yè)化的新型再生纖維素纖維。竹纖維分竹素纖維和竹原纖維。竹原纖維是采用物理脫膠法或微生物脫膠法從竹材中直接提取的纖維。國內(nèi)竹原纖維制取有化學機械法、蒸煮錘擊法或碾壓開纖法、機械梳解制纖法等兒種傳統(tǒng)方法。其中，化學機械法是比較常用的。竹素纖維是以竹子為原料，經(jīng)一定工藝制成滿足纖維生產(chǎn)要求的竹漿粕，再將竹漿粕加工成纖維。目前，制造竹素纖維主要有溶劑紡絲法(竹L

4、yocell纖維)和粘膠紡絲法(竹粘膠纖維)。文獻中最早報道進行天然竹纖維紡紗實驗的國內(nèi)企業(yè)是四川閬中棉紡織廠。該廠將生長12～18個月的慈竹，經(jīng)過去青，齒輪反復軋壓，再進行不完全脫膠，制成竹子柬纖維(工藝纖維)，在棉紡沒備上進行紡紗，于2000年4月底試紡出紗。浙江麗水地區(qū)縉云縣南方竹木制品有限公司在國內(nèi)最早提出有關紡織用天然竹纖維提取方法的中國專利申請(2002年4月)。東華大學紡織學院俞建勇教授的碩士研究生萬玉芹對竹子脫膠工藝進行

5、了研究，并首先對竹子工藝纖維的細化進行了探討，同日寸首次對竹子工藝纖維的基本物理性能和吸濕性能進行了實驗研究。竹粘膠纖維近年在我國已實現(xiàn)了工業(yè)規(guī)模的批量生產(chǎn)。首先生產(chǎn)竹漿粘膠短纖維的是河北吉藁化纖有限責任公司，后來上海月季化學纖維有限公司、上海天竹紡織纖維有限公司、浙江安吉上紡控竹纖維制品廠、山東海龍股份有限公司等企業(yè)也投產(chǎn)了竹漿粘膠短纖維。河南新鄉(xiāng)白鷺化纖集團公司和上海天竹紡織纖維有限公司紡制了竹漿粘膠長絲，并已開始批量生產(chǎn)。上海天竹

6、紡織纖維有限公司已用竹粘膠纖維開發(fā)了抗菌防臭鞋墊。上海錦樂紡織裝飾品有限公司開發(fā)了新的含竹纖維(粘膠)紗毛巾織物的生產(chǎn)方法，而青島美好巾被股份有限公司已經(jīng)搶先申請了竹纖維床單及其生產(chǎn)方法的專利。我國天然竹原纖維還在實驗階段，近兒年申請的專利多為將成竹加工成可用于紡織力u工的竹纖維的制備方法和加工工藝。因為竹材加工受竹子種類、生長時間、生長地域、取材部位、處理工藝等很多條件限制，現(xiàn)在也沒有一種很完善的提取工藝。從現(xiàn)有專利來看，我國的竹纖維

7、提取一般是機械加工法、化學提取法或生物酶提取法等，或是這配制成一定濃度的紡絲原液，紡絲原液經(jīng)過濾脫泡后，在一定壓力下通過噴絲頭噴入凝固浴槽中，呈細流狀的原液在凝固浴中形成固態(tài)纖維。甲殼素和殼聚糖紡絲的工藝流程如下：溶解→過濾→脫泡→計量→紡絲→凝固浴→拉伸→二浴→定形→洗滌→干燥→纖維目前其強度尚不能滿足使用要求，科學家們花費了大量精力、財力去研究如何提高甲殼素纖維的強度。目前主要采用對甲殼質進行改性、采用特種紡絲技術或特殊后處理的方法

8、以達到提高纖維強度的目的。(1)提高甲殼質、甲殼胺的溶解度利用甲殼質和甲殼胺上的羥基、酰胺基和氨基的反應活性引進一些基團以提高甲殼質和甲殼胺的溶解性能，然后制取含固量較大的紡絲原液，可以提高可紡性。如在甲殼質中C3和C6位上引入兩個較大的丁?；鶊F，可使得二丁酰甲殼質在有機非極性溶劑中有著較好的溶解性能，制備的干紡紡絲原液濃度可達到20％～22％之問，可紡性提高，所得纖維的強度大大提高。(2)初生纖維特殊熱處理甲殼胺纖維紡絲成形后，若在隨

9、后的干燥過程中采用直接與間接的輻射照射、壓縮空氣吹射以及使用化學干燥劑(如丙酮、異丙醇、甲醇)等各種技術對甲殼胺初生纖維進行熱處理加工，則纖維的性能與結構有很大的變化，機械性能有所提高。(3)初生纖維交聯(lián)處理法針對甲殼質、甲殼胺在溶劑中的溶解度較小導致纖維強度不夠的問題，沒法對初生纖維進行交聯(lián)處理以提高纖維強度。方法之一是將脫乙酰度為9528％3％的高度脫乙?；讱ぐ分瞥?％的原液，紡絲成形后浸沒于含有戊二醛和乙二醛或其他二醛類的溶液中

10、，這些醛類起著交聯(lián)劑的作用。在一定的條件下醛基打開與甲殼胺分子鏈上的羥基反應生成縮醛，理論上一個二醛分子可以與四個羥基反應，這樣就將甲殼胺大分子像例絡般聯(lián)結在一起，隨后再經(jīng)水洗、烘干便得到強度提高了的甲殼胺纖維。交聯(lián)劑濃度、反應溫度、反應時間對纖維的最終強度都有影響。此外，不同的醛對纖維強度的影響也有很大差異。方法之二是用磷酸和鄰苯二甲酸鹽作為交聯(lián)劑對甲殼胺纖維進行交聯(lián)改性，處理方法與前基本相同。方法之三是用表氯醇(ECH)作交聯(lián)劑。其

11、優(yōu)點是它并不影響甲殼胺環(huán)上陽離子氨基的作用，而氨基對甲殼胺纖維性能具有較大的影響。本方法最主要的優(yōu)點是ECH可以提高甲殼胺纖維的濕強度。(4)液晶紡絲法甲殼質與纖維素的結構有較大的相似性，人們早已發(fā)現(xiàn)纖維素衍生物的液晶性并進行了許多研究。與此相比，對甲殼質及其衍生物的研究則比較落后。已經(jīng)報道具有液晶性的甲殼質衍生物只有羥丙基甲殼胺、乙酸酯甲殼胺、N鄰苯二甲?；讱ぐ贰氰乙基甲殼胺、丁酸甲殼胺等少數(shù)幾個品種。用液品性甲殼胺衍生物可以得到

12、較高強度的膜和纖維產(chǎn)品。3海藻纖維海藻纖維海藻纖維吸濕、、易去除、高透氧、與人體相容性好，非常適合做醫(yī)用外科材料，所以以海藻酸纖維為基礎的醫(yī)用敷料、紗布、繃帶便得到了廣泛應用。而為了得到高吸濕性海藻纖維，東華大學等現(xiàn)階段采用鈣／鈉海藻纖維，或將海藻酸鈉與其它高吸濕原料(如羧甲基纖維素)進行共混紡絲。MasahiroTachi制備吸濕性醫(yī)療敷料和繃帶，而且吸濕后可以隔絕或阻止細菌的進入，防止傷口的感染；OtsukaT制的鋅傷海藻纖維，有明