第三节 半合成纤维
半合成纤维是以天然高分子化合物为骨架,通过与其他化学物质反应,改变组成成分,再生形成天然高分子衍生物而制成的纤维。
一、醋酯纤维
醋酯纤维俗称醋酸纤维,即纤维素醋酸酯纤维,是一种半合成纤维。
纤维素和醋酸酐作用,羟基被乙酰基置换,生成纤维素醋酸酯。
醋酸纤维根据酯化程度不同,可分为二醋酯纤维和三醋酯纤维。除非特殊说明是三醋酯纤维,一般情况下醋酸纤维指二醋酯纤维。
三醋酯纤维素溶解在二氯甲烷中制成纺丝液,经干法纺丝制成三醋酯纤维。三醋酯纤维素在热水中发生皂化反应,生成二醋酯纤维素。
将二醋酯纤维素溶解在丙酮溶剂中进行纺丝,可制得二醋酯纤维。
纤维素分子上的羟基被乙酰基取代的百分比例称为酯化度。二醋酯纤维的酯化度一般为75%~80%,三醋酯纤维的酯化度为93%~100%。
醋酯纤维无皮芯结构,横截面形状为多瓣形叶状或耳状。二醋酯纤维素大分子的对称性和规整性差,结晶度很低。三醋酯纤维的分子结构对称性和规整性比二醋酯纤维好,结晶度较高。二醋酯纤维的聚合度为180~200,三醋酯纤维的聚合度为280~300。
醋酯纤维耐酸碱性比较差,在碱的作用下,会逐渐皂化而成为再生纤维素;在稀酸溶液中比较稳定,在浓酸溶液中会因皂化和水解而溶解。其耐光性与棉纤维接近。醋酯纤维的电阻率较小,抗静电性能较好。醋酯纤维的吸湿性比黏胶纤维低得多,染色性较差,通常采用分散性染料和特种染料染色。
醋酯纤维表面光滑,有丝一般的光泽,适用于制作衬衣、领带、睡衣、高级女装等,还可用于卷烟过滤嘴。
二、聚乳酸纤维
聚乳酸(PLA)也叫聚丙交酯,可以从生物体所产生的乳酸经合成制得,是一种可完全生物降解的聚醋类高分子材料。
聚乳酸纤维以谷物、甜菜等为原料,先将其发酵制得乳酸,然后经缩合、聚合反应制成聚乳酸,再利用耦合剂制成具有良好机械性能的较高分子量聚乳酸,最后经过化学改质,将其强度、保水性提升并将其纤维化。
1.聚乳酸纤维性质 聚乳酸纤维是一种可完全生物降解的绿色纤维。在一定的湿度环境下,即使没有微生物,聚乳酸也能降解为乳酸(单体)。聚乳酸聚合物不含芳香烃或氯,燃烧时有一股白烟,产生的副产品很少,仅有0.01%的灰分。
聚乳酸纤维兼具天然纤维和化学纤维两方面的优点,其强度与聚酯纤维接近,达6.23cN/dtex;有极好的悬垂性、滑爽性、吸湿透气性、耐晒性、抑菌和防霉性;具有丝绸般的光泽;回弹性好;有较好的卷曲性和卷曲持久性;耐磨性好;不易变形,尺寸稳定性好;UV(抗紫外)稳定性好;抗起毛起球;比涤纶密度小,所以由其制得的服装具有质轻、柔软、穿着舒适、干爽之感。
聚乳酸纤维面料的保温性比棉高出20%左右,夏季穿上该织物加工的服装,透湿性和水扩散性能优异,吸汗快干性优良,可通过蒸发迅速带走体热,并且一年四季都有爽快的感觉。
2.聚乳酸纤维应用 聚乳酸纤维在服装用纺织品、家用装饰纺织品、产业用纺织品等领域具有广阔的应用前景。在服装用纺织品领域,聚乳酸纤维可与棉、羊毛和蚕丝混纺,生产的织物吸湿透气,手感柔软,穿着舒适,具有优良的形态稳定性和抗皱性,并且不会刺激皮肤,具有极好的舒适性,非常适合加工内衣等产品。用超细聚乳酸纤维加工的织物,具有丝绸般的风格,是加工女装、礼服、长袜和休闲装的理想面料。在家用装饰纺织品领域,聚乳酸纤维具有耐紫外线、稳定性好、发烟量少、燃烧热低、自熄性较好、耐洗涤性好的特点,特别适合制作室内悬挂物(窗帘、帷幔等)、室内装饰品、地毯等产品。在产业用纺织品领域,聚乳酸纤维用于制作手术缝合线,还可用于制作修复骨缺损的器械和工程组织(包括骨、血管、神经等)的支架材料。聚乳酸纤维还可作为药物缓释材料,尤其是缓释蛋白质类和多肽类药物具有特别的优越性。聚乳酸纤维在编织品、渔网、包装材料、汽车内装饰材料等诸多领域也有广泛的用途。