張中岳
人類解決穿衣問題的道路
從原始人類用樹葉獸皮遮蔽身體之日開始,人類就為改善并解決穿衣問題進行了艱巨的努力。
在漫長的歷史時期中,人們設法馴養(yǎng)了羊、蠶,馴植了棉、麻,迄今為止,它們成為衣著用纖維的主要來源。這是人類進化史上值得稱頌的豐功偉績。
但是,從人類對纖維在數(shù)量要求不斷增長和質(zhì)量要求不斷提高的情況來看,顯然,上述來源已不能解決問題。因為,這些傳統(tǒng)的纖維來源首先都直接或間接需要大量的可耕土地,這和解決人類的另一生活要素——糧食生產(chǎn)發(fā)生了矛盾。其次,既然是依靠土地,則其生產(chǎn)會受到天時地利等自然條件影響與限制。第三是生產(chǎn)周期特長,一般是一年一次,多的也不過一年兩次左右。最后是產(chǎn)量很低,一畝棉田的皮棉產(chǎn)量一般不過幾十斤,一條蠶只能生產(chǎn)0.5克蠶絲一頭高產(chǎn)綿羊一年的剪毛量僅有5-7公斤。所以,很難迅速地大幅度增產(chǎn)以滿足需要。人們對神話中織女將白云織成錦緞的贊嘆與憧憬,正是反映了希望用快速和簡單的方法解決穿衣問題的良好愿望。
隨著科學的發(fā)展,人們的這種愿望已用另外的形式實現(xiàn)了?,F(xiàn)在人們雖不是以云作裳,以霓作衣,但是已經(jīng)能夠用木材或某些工業(yè)廢料如棉短絨、甘蔗渣等制成各色的人造纖維以各種礦物原料制成多種的合成纖維了。這些能夠進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的、統(tǒng)稱為化學織維的強織工業(yè),是人類解決穿衣問題的鑰匙。尤其是合成纖維,它不但完全沒有發(fā)展天然纖維時所存在的困難(一個萬噸工廠就能提供相當25-40萬畝耕地的棉花產(chǎn)量),而且纖維本身具有很優(yōu)良的技術特性,可以說是人類在解決穿衣問題上劃時代的新成就。從纖維生產(chǎn)的發(fā)展趨勢看,也說明了這一點。近十五年以來,天然纖維的產(chǎn)量基本上變動不大,像蠶絲等還頗有下降,而人造纖維的產(chǎn)量約增加4-5倍,至于合成纖維則增長到30余倍?,F(xiàn)在世界上很多國家都重視發(fā)展合成纖維,把它作為解決穿衣問題的重要手段。
維尼綸的由來
在目前已有工業(yè)生產(chǎn)的合成纖維中,維尼綸是近年來很引人注目的一個品種。
維尼綸究竟是一種什么樣的纖維呢?維尼綸是由一種叫作聚乙烯醇的高分子材料制成的纖維。早在三、四十年前,德國的赫爾曼由另一種高分子化合物一一聚醋酸乙烯制出了聚乙烯醇。當時,曾把它制成纖維,但是由于其具有水溶性的關系,只能作為特殊纖維來使用。例如作外科用的手術線或是織成作布雷用的降落傘,以便在投擲水雷后能溶于水中,消滅痕跡。而不能用于日常生活之中。1939年左右,日本的櫻田一郎與朝鮮的李升基共同研究出了一個方法,即將聚乙烯醇織維以甲醛處理,使聚乙烯醇分子上的親水性羥基被“封鎖”起來,從而除去其水溶性,得到了聚乙烯醇縮甲醛纖維。這種纖維在以工業(yè)化方式生產(chǎn)后,正式定名為維尼綸。這就是維尼綸的由來。在起初,大家對這種纖維的看法是毀譽參半的。近來,其特點已逐漸為人所認識。在日本其生產(chǎn)屢經(jīng)擴建,目前年產(chǎn)量已達25000-30000噸左右,朝鮮民主主義人民共和國在發(fā)明人李升基的參與下,建起了一座年產(chǎn)20000噸的工廠,而其他一些工業(yè)發(fā)達的國家也對發(fā)展維尼綸表示了極大的興趣。
維尼綸的性能、用途及特點
合成纖維的用途由它的性能來決定。能否作為工
業(yè)生產(chǎn)來推廣則要看資源情況及技術經(jīng)濟條件。從這兩方面來看,維尼綸是有著它的獨特的風格的?,F(xiàn)在讓我們先看一看它的性能究竟怎樣。維尼綸的比重是1.26,這個數(shù)字比棉的1.54、毛的1.32、粘膠絲的1.5-1.6都低。這就是說,同樣重量的維尼綸能紡織出較以上幾種纖維都要多的織品,1斤的維尼綸具有1.2斤棉花的紡織效果。
維尼綸的強度是較大的,它的普通級纖維的強度為3-4克/袋(注)左右,這相當于棉的水平,而大于羊毛及粘膠絲。它的高強度級纖維強度為6克/袋左右,這相當于高級合成纖維——尼綸6或尼綸66的水平。尤其引人注意的是據(jù)說最近在實驗室中制出了15克/袋的超高強度維尼綸,這在其他品種中還是頗為少見的。此外,它的耐磨性很好,耐酸性、耐咸性均強。對一般有機酸、醇、醚、酯及石油等溶劑均不溶解。不被蟲蛀,不會發(fā)霉,又耐日光。說它是一種結實耐用的纖維不算過分。
它的觸感(就是當皮膚接觸到纖維時舒服與否的感覺)良好,有軟暖的感覺,接近于棉毛之間,而更似棉。從這點來說倒是頗符合我國勞動人民衣著習慣的。
它的吸濕性和天然纖維相比,略有不及(例如棉為8%,羊毛為15%左右,而維尼綸為5%左右)。但比其他合成纖維則好得多。
但是它在耐熱水性、織品易紉性,易污染性(但亦易洗去)等方面尚有待改進。
其次,我們可以根據(jù)其性能,看一下維尼綸的適用范圍。
它可以作普通衣服,因為觸感好吸濕性強,尤宜作內(nèi)衣,這種功用是任何目前已知的其他合成纖維所不及的。由于其耐蝕(化學藥品)性強,堅牢曬、耐磨,所以亦宜作各種工作服、窗簾、床單、椅套等日用品和工業(yè)上用的帆布、包裝布、濾布及帳篷、繩索、電線皮等。在漁業(yè)中使用維尼綸漁網(wǎng),因其下水快,強度大,無須曬網(wǎng),有利于增產(chǎn)。
概括起來說:維尼綸的特點是性能好、用途廣、價格不貴(約為卡普綸的50-60%)的一種合成纖維。
維尼綸的原料及其制造
維尼綸的最基本原料是乙炔、醋酸、甲醇、芒硝、甲醛等。這些原料除了芒硝是海水副產(chǎn)品以外,都可由煤制成。試看:
乙炔是電石加水的產(chǎn)物,而電石是煤與石灰石在電爐中制出的。醋酸又是要由乙炔制成。
甲醇是由一氧化碳加氫作用而成。而后者系由煤及水制成。
甲醛又主要是由甲醇制成。
這便展示了一幅以煤為中心的維尼綸合成原料圖形。除了煤以外,從石油中也可以提煉出制造維尼綸的各種原料。而世界上煤和石油資源很豐富。這就為發(fā)展維尼綸創(chuàng)造了條件。
那么維尼綸這個聚乙烯醇纖維或聚乙烯醇縮甲醛纖維是怎樣利用上述原料來制出的呢?我們知道,顧名思義,聚乙烯醇應該是乙烯醇的聚合體,但是乙烯醇分子非常不穩(wěn)定,事實上不存在。所以必須先將醋酸乙烯在甲醇中聚合,使其生成聚醋酸乙烯,再將聚醋酸乙烯分子上的醋酸根用皂化法移去,這樣就獲得聚乙烯醇。這種聚乙烯醇的水溶液就可用來紡絲。一般都是把聚乙烯醇水溶液用紡絲泵通過噴絲頭上的小孔,使其在芒硝水溶液中凝固起來,就成了絲狀的白色纖維。這時組成纖維中的聚乙烯醇分子是雜亂無章的,就好像一群沒有紀律的軍士一樣,戰(zhàn)斗力是很弱的,所以強度不大。必須把它進行一下牽伸處理,使分子形成定向排列,分子排列整齊,就起了“扭成一股勁”的作用,因而強度可以大增。再經(jīng)過熱處理及甲醛的縮醛化處理后,聚乙烯醇分子上喜歡接近水的羥基,好像加了一把鎖,不能再自由地與水親近了,因此變成為不溶于水的纖維。將這種纖維經(jīng)過切斷,卷曲(增加將來紡織時的相互抱合能力)等處理后,就可以供紡織使用了。
維尼綸在我國發(fā)展的前途
我國具有一切生產(chǎn)維尼綸的條件。從資源上說,我國是世界上煤蘊藏量最多的國家之一。而且產(chǎn)量也很大。石灰石是遍地皆是。芒硝更是一種廉價的原料。在我國漫長的海岸線上到處都有。
從工業(yè)化的條件而言,我國已經(jīng)充分掌握了生產(chǎn)維尼綸所需的基本原料,如電石、醋酸、甲醇、甲醛及各種輔助原料如酸、堿等的生產(chǎn)技術。我國的電力工業(yè)也有了相當基礎。維尼綸的紡絲方法是用溶液紡絲,這和我國已能大規(guī)模生產(chǎn)粘膠絲方法相接近,便于掌握。
黨和人民政府一直關心解決人民的“吃穿用”問題,目前維尼綸生產(chǎn)已經(jīng)引起了各方面的重視。不久以后我國人民將可以使用自如雪,輕如云,暖如棉,柔如絲的維尼綸織品了。
注:袋是衡量纖維纖度的一個標準,即9000米長的纖維所有的重量(以克計)袋數(shù)越小說明纖維較細。