我國化纖仿棉的發展經歷了三個階段:

                                第一階段是從手感、光澤、柔軟度上進行仿棉,一般采用梳毛調、異收縮等方式改變纖維的表面形狀,從而改變纖維的手感;

                                第二階段是從回潮率上進行仿棉,目前市場上的吸濕排汗產品屬于第二代仿棉,主要采用異形截面,然后通過后整理達到高吸濕、排汗的效果;

                                第三代仿棉就是目前正在進行的超仿棉產品的開發。超仿棉技術基礎始于20世紀80年代的纖維材料設計學,強調差別化、功能化系列技術的整合,強調聚合、紡絲、織造、染整技術的相互融合。與以往單一差別化技術或單一功能產品的開發明顯不同,超仿棉產品不僅在纖維表面形態和面料風格上追求接近棉織物(形似),更重要的是在面料制品功能上仿棉、超棉(神似),尤其是在與內衣及休閑運動服裝密切相關的動態熱濕舒適性能方面實現超棉。

                                仿棉產品定位是兼有棉與聚醋(PET)纖維的優良特性,達到仿棉似棉、仿棉勝棉的效果。

                                通俗地講:看起來像棉(視覺),摸起來像棉(觸覺),穿起來像棉(親和性)、超棉(舒適性),用起來比棉方便(洗可穿性)。

                                科學地講:超仿棉產品要保證纖維具有棉纖維那樣優異的柔軟性、保暖性等,還要具有滌綸良好的力學性能、耐熱性、色牢度,甚至具備抗抗靜電、抗起毛起球、抗菌、阻燃、遠紅外、抗紫外功能。

                                本文從光澤、手感、染色性、舒適性等方面對超仿棉PET纖維的性能指標進行了解讀。

                              1、光澤

                                棉,看上去光澤柔和,有絲光,而未通過改性的純PET纖維,光澤度很高,看上去很亮,制成的織物透明。因此,要做到看上去像棉,就要對PET纖維的光澤進行調控。纖維是半透明體,其光澤的強弱既取決于表面反射光,又與透射光有關。纖維的光澤受纖維表面狀態、纖維橫截面形狀、纖維內部結構等因素的影響。大分子取向度好的纖維。內部結構較均勻,纖維的反射光強,光澤明亮。

                                因此,可以通過添加無機粒子消光或調整纖維截面形狀、表面結構等來實施對光澤的調控。為了使PET纖維接近棉纖維的光澤,可在聚合過程中添加無機粒子,無機粒子分散在PET中,破壞PET的結晶和取向,因此使得纖維表面呈現亞光。無機粒子的添加量一般在質量分數1.0%-2.0%,實際添加量可以根據產品要求在生產過程中進行調核。

                              2、手感

                                在顯微鏡中觀察棉纖維時,可以看到棉纖維的橫截面為不規則的中空,并在扁平的帶狀纖維上有許多螺旋形的扭曲,這種扭曲是棉纖維在生長過程中自然形成的,稱為“天然轉曲”。這種特性使得棉纖維的手感柔軟、蓬松,觸摸的時候有暖感。纖維的手感與纖維的模量有關,棉纖維的模量小,手感柔軟。

                                PET中含有芳香族的苯環,分子鏈段的剛性較大,因此手感發硬。要做到摸上去像棉,就要對PET的分子鏈段、纖維橫截面、纖維模量進行調控。在對苯二甲酸與乙二醇聚聚合過程中引入柔性鏈段,可以增加PET鏈段的柔順性,從而改進手感。在紡絲階段,一般采用中空、十字、U形噴絲板,最終制得異形纖維,手感與棉接近。觸摸棉纖維時有暖感,這主要與纖維瞬間吸濕和熱傳遞有關,棉纖維表面不平滑,有較多溝槽和凹坑,因此纖維在表面能夠形成一層靜止的空氣層。

                                眾所周知,靜止空氣層的導熱性小于任何纖維材料,因此手觸摸纖維時有暖感。利用該原理,在后處理過程中對纖維進行適當的堿減量處理,在纖維表面形成凹坑和微孔,能夠儲存大量靜止空氣,以此增加仿棉纖維的暖感。

                                此外,棉纖維的暖感還因為其瞬間的吸濕性能。在與人體接觸時,棉纖維能將人體表面的氣態水瞬間吸收,轉化成液態水,同時放出熱量,使皮膚有暖感?;谠撛?,在開發超仿棉PET纖維過程中,通過添加無機粒子,使纖維在與人體接觸時能將人體表面的氣態水瞬間吸收,從而產生暖感。

                              3、染色性

                                一般纖維做成織物后都要對其進行染色,棉纖維因其分子鏈段柔軟、含有大量的羥基,利于染料分子的進入,并能與羥基結合,因此染色性較PET好。PET纖維因其羥基數量非常少,且分子鏈段剛性大,不利于染料分子的進入,也沒有可以與染料分子結合的基團,因此其染色性能較差。所以在聚合過程中引入磺酸基團,利用磺酸基團與染料分子結合,改善PET纖維的染色性能。此外,引入的柔性鏈段及親水基團,破壞了PET的規則性,降低了結晶度,也提高了纖維的染色性能。

                              4、舒適性

                                織物的舒適性包括許多方面,其中熱、濕舒適性是舒適性中最基本、最核心的內容??椢餆?、濕舒適性是人、織物、環境之間的生物熱力學的綜合平衡,它是濕氣、濕度、人體活動水平、織物的熱傳遞性能、濕傳遞性能、透氣性能等多種因素的綜合協調。熱舒適性物理指標包括保暖率、熱傳導率、熱阻值等,濕舒適性物理指標包括吸水率、回潮率、保水率、脫濕率、芯吸率、透濕率,以及在此基礎上提出的放濕性能等。

                              4.1  熱傳遞性能

                                一般材料的導熱性用導熱系數(λ)來表示.導熱系數越大,則該材料的導熱性越高,而其隔熱性或保暖性越低。作為纖維集合體的織物,存在許多氣孔,這些氣孔的總容積約為織物的60%-80%,即空氣占據著織物的最大體積。靜止空氣的導熱性小于任何紡織纖維,因此,對織物的熱傳遞來講,織物結構設計非常重要??椢锏臒醾鬟f是一個復雜的過程,它包括通過纖維和織物中的空氣、水分傳導熱量以及通過纖維或紗線之間的空隙對流和輻射熱量4種形式。

                              4.2  濕傳遞性能

                                人體散熱時必須依靠發汗才能獲得產熱和散熱的熱平衡 ,如果汗汽大量積聚在服裝與皮膚間的微氣候中而不能及時擴散或傳遞到環境中去,人體將會感到很不舒服。因此,織物的吸濕性和透氣性與織物的濕傳遞性能密切相關。

                                棉織物適合貼身穿著,與皮膚親和,在外部環境良好的情況下,棉織物非常舒適。棉纖維是一種親水性纖維,親水性能又包括纖維的吸濕和吸水兩個方面:氣相水受到纖維表面和內部化學基團的吸引或物理的吸附即稱為吸濕性,通常用回潮率表示,棉纖維的回潮率在8%左右;若液相水被纖維表面擴散或被纖維內部吸收,這種特性就稱吸水性。

                              水分通過織物時的相態有氣相和液相兩種:

                                ①液態水由織物的毛細作用而傳遞,這種傳遞也稱芯吸傳遞,即由于織物的紗線及纖維結構中存在毛細管,液相水分(人體分泌出的汗水或自然水)可通過毛細管作用從織物的一面傳遞到另一面,從而也使熱量傳到織物的另一面;

                               ?、谟捎诤挂涸谄つw表面蒸發,當接近皮膚一側的材料與皮膚之間空氣層中的水蒸氣分壓大于周圍環境中的水蒸氣分壓時.氣相水分主要通過織物內紗線間、纖維間的空隙從分壓高的一面向分壓低的一面擴散。這種透氣性決定于織物結構及其多孔性和厚度.該傳遞方式是汗液蒸發擴散的主要方式。

                                棉纖維對氣相水的管理能力很好,能將人體排出的水分吸收,保持皮膚的干爽舒適,但是對液相水的管理能力較弱,當外部環境產生變化時,棉纖維的調節性能較差。由于棉纖維的保水率高,因此當人體運動大量出汗后,棉織物雖然能夠將水分吸收,卻無法將水分排出,造成人體潮濕、悶熱,即棉纖維的脫濕、導濕能力較差??椢锏膶襁^程實質是液體在織物內毛細孔隙中芯吸流動的現象,由潤濕、導濕性能決定。

                                超仿棉PET纖維的性能最終要在終端產品上體現,纖維回潮率在1.0%-2.0%之間時,就能滿足人體舒適的要求。其次,纖維只需要將水分吸收,表面潤濕,不需要將水分吸收到纖維內部。棉纖維表面含有大量的羥基,與水分子結合,因此水分不易排出,造成人體潮濕、悶熱。超仿棉PET纖維要同時提高氣相水和液相水的調控能力:首先纖維要具備親水性能,只有具備親水性才能將人體排出的水分吸收;其次要有良好的潤濕性。通過在聚合過程中添加含有多羥基的單體,控制反應率,保證多徑基單體的兩端接入PET大分子鏈,其余的羥基不參與反應,可以提高PET纖維的親水性能。另外,結合細旦或超細旦、表面粗糙化、截面異形化、中空化等手段改變纖維表面狀態,保證纖維或織物具有良好的芯吸效應,從而能夠及時將水分導出,使纖維具有良好的導濕性能,保持皮膚表面的干爽和溫度。如圖6、圖7所示:仿棉親水PET纖維的回潮率較棉纖維低,但是較純PET纖維得到了很大改善;其次,仿棉親水纖維吸濕和放濕達到平衡的時間較短,說明與棉相比,仿棉親水纖維的動態實時調控能力較強。

                                5、結語

                                綜上所述,將PET纖維從光澤、手感、染色、舒適性等方面進行綜合改性,開發出的纖維綜合了棉的人體親和舒適性與滌綸的洗可穿性等優良特點,是新一代的超仿棉纖維。

                               
                               
                              (本文來源:NTMT紡織新材料  編輯:C1)

                              超仿棉聚酯纖維要具備哪些性能指標,才能達到仿棉似棉、仿棉勝棉的效果!

                              2022-05-27
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