國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)用粘膠纖維的發(fā)展

摘要：粘膠纖維作為重要的再生纖維素纖維，其世界產(chǎn)量在過去的15年里一直呈上升趨勢。目前，粘膠纖維的絕大多數(shù)產(chǎn)能仍應(yīng)用在民用紡織品領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)用應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)能正逐步增加，差別化粘膠纖維品種也在逐步增多。本文介紹幾種產(chǎn)業(yè)用粘膠纖維的國內(nèi)外發(fā)展情況。

關(guān)鍵詞：粘膠纖維；產(chǎn)業(yè)用；發(fā)展

中圖分類號：TQ341+.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

The Development of Viscose Fiber for Technical Textiles at Home and Abroad

Abstract： As an important regenerated cellulose fiber， the output of viscose fiber has been rising over the past 15 years. At present， most of viscose fiber production capacity serve the production of general-purpose textiles； however， the capacity that serve the production of technical textiles are increasing and viscose fibers are increasingly differentiated and diversified. The development of several kinds of viscose fibers for technical textiles available at home and abroad is introduced in the article.

Key words： viscose fiber； technical textiles； development

粘膠纖維是最早應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域的化學(xué)纖維之一，但在工業(yè)化生產(chǎn)后的很長一段時(shí)間里，粘膠纖維產(chǎn)品除少量用于輪胎簾子線以外，很少涉足產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域。直到20世紀(jì)70年代，粘膠纖維的應(yīng)用領(lǐng)域才逐步擴(kuò)大。然而，其在產(chǎn)業(yè)用方面一度受到合成纖維的沖擊，但由于性能獨(dú)特始終無法被合成纖維所取代。如今，新生產(chǎn)工藝及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的日趨成熟，將為產(chǎn)業(yè)用粘膠纖維的開發(fā)帶來新的思路。目前，國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)用粘膠纖維的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面。

1粘膠簾子線

簾子線占輪胎質(zhì)量的14%左右，主要的纖維原料有聚酯、聚酰胺、芳綸、粘膠、聚萘二甲酸乙二酯、鋼絲等。粘膠簾子線是最早的化學(xué)纖維簾子線，相比目前應(yīng)用較多的聚酯、尼龍簾子線，粘膠簾子線在耐熱性、尺寸穩(wěn)定性等方面具有突出的性能，如表1所示。粘膠簾子線以纖維素為原料，與橡膠的粘合性好，纖維無熔點(diǎn)，比聚酯等的熱穩(wěn)定性好；且高溫時(shí)的彈性模量較高，適用于高速運(yùn)行時(shí)操縱穩(wěn)定型輪胎。另外，粘膠簾子線具有良好的尺寸穩(wěn)定性和低蠕變性。但由于原料是纖維素漿粕，簾子線用高強(qiáng)粘膠纖維的強(qiáng)度和模量仍相對較低，耐疲勞性不如合成纖維；且成本高，環(huán)境污染問題尚未根本性解決。

鑒于粘膠簾子線生產(chǎn)中的污染問題，發(fā)達(dá)國家粘膠產(chǎn)量早已大幅度縮減，現(xiàn)在世界上只有幾家企業(yè)生產(chǎn)粘膠簾子線。CenturyTextile&IndustriesLtd.已宣布，孟買近郊Kalyan粘膠廠的輪胎簾子線用原絲生產(chǎn)暫時(shí)停止。Accodis公司加強(qiáng)了對新型環(huán)保高強(qiáng)纖維素纖維輪胎簾子線的研究，美國的一些大公司也有此動(dòng)向。我國也做了相關(guān)研究。

由于我國工業(yè)用粘膠長絲的生產(chǎn)設(shè)備先天不足，產(chǎn)品質(zhì)量欠佳，自1996年起已不再生產(chǎn)粘膠簾子線，國內(nèi)使用粘膠簾子線的樺林、威海、青島黃海、銀川等廠家相繼停止使用粘膠簾子線，改用聚酯、聚酰胺簾子線。目前我國只通過邊貿(mào)從俄羅斯少量進(jìn)口強(qiáng)力粘膠簾子布或線繩。

2阻燃粘膠纖維

易燃是粘膠纖維的缺點(diǎn)之一，給其應(yīng)用帶來阻礙。普通粘膠的極限氧指數(shù)（LOI）為19%左右，接觸火焰后直接燃燒，離開火源后繼續(xù)燃燒，燃燒速度快且無余灰。

20世紀(jì)50年代初國外公司就開始了阻燃粘膠纖維用助劑的開發(fā)，主要是氮、磷、硫、鹵素的化合物，其中以磷系阻燃劑居多。環(huán)狀二硫代焦磷酸酯（DDPS）是一種應(yīng)用較多的阻燃劑，最早由瑞士Sandoz公司合成，商品名為Sandoflame5060。該阻燃劑對纖維素纖維有良好的阻燃性，多年來一直廣泛應(yīng)用于粘膠纖維的阻燃；芬蘭Kemira纖維廠開發(fā)出一種新型含硅酸的阻燃粘膠纖維，商品名為Visil，纖維質(zhì)地柔軟，且容易染色；德國Hoechst公司開發(fā)的阻燃粘膠纖維DanufiL，是以不含鹵素的有機(jī)磷作阻燃劑以很細(xì)的分散形式直接加到紡前粘膠液中，LOI值為27%。另外，奧地利蘭精公司的Viscose FR纖維、日本東洋紡的Polynosic阻燃粘膠纖維、法國Rhone-Poulenc TF 280阻燃粘膠纖維等都是具有代表性的阻燃粘膠纖維。

我國對阻燃粘膠纖維的研究最早可追溯到20世紀(jì)70年代末，當(dāng)時(shí)國際上粘膠纖維工業(yè)正在復(fù)蘇。21世紀(jì)初的研究主要圍繞 3 種添加型阻燃劑展開，分別是焦磷酸酯類阻燃劑、聚硅酸類阻燃劑和磷腈衍生物阻燃劑。近幾年接枝改性成為研究重點(diǎn)，長春工業(yè)大學(xué)、天津工業(yè)大學(xué)、吉林化纖股份有限公司、東華大學(xué)、浙江恒逸集團(tuán)有限公司等多家企業(yè)和高校都在此方面做了研究，經(jīng)整理的阻燃粘膠LOI值大部分在30%左右，但或多或少對粘膠纖維強(qiáng)度有影響。

目前，國際主流阻燃粘膠纖維都能達(dá)到較好的阻燃效果，但國內(nèi)外阻燃粘膠纖維普遍存在強(qiáng)度下降的問題。我國自主開發(fā)的阻燃劑無大規(guī)模應(yīng)用，總體說來仍有很大的發(fā)展空間，未來開發(fā)的阻燃纖維應(yīng)以在不損壞纖維性能的情況下滿足阻燃性能為目標(biāo)，同時(shí)，生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品應(yīng)符合環(huán)保、健康的要求。

3抗菌粘膠纖維

抗菌粘膠纖維廣泛應(yīng)用于民用紡織品，產(chǎn)業(yè)用方面主要體現(xiàn)在醫(yī)用領(lǐng)域，如非織造布手術(shù)服、非織造布襯、口罩、創(chuàng)傷貼、吸水墊等?？咕衬z的制備方法主要有后處理法和混膠紡絲法兩種。后處理法，即表面處理技術(shù)，具有工藝操作簡單、易控制等特點(diǎn)，且抗菌劑大多分布在粘膠纖維表面，抗菌效果明顯，但由于抗菌物質(zhì)與纖維相互間作用力弱，耐洗牢度差，抗菌性能不持久?；炷z紡絲法（又叫共混法）是將抗菌整理劑混入紡絲原液中，通過常規(guī)紡絲方法直接制備出抗菌粘膠纖維。此方法工藝流程長，且有效抗菌成分大量分散于纖維內(nèi)部，抗菌效果不如后處理法明顯，但制備出的抗菌纖維具有長效耐久的抗菌效果。從發(fā)展前景來看，混膠紡絲法具有較大的優(yōu)勢。

抗菌粘膠纖維的制備主要在于抗菌劑的選擇。近20年來，國內(nèi)外加工抗菌紡織品所使用的抗菌劑按成分結(jié)構(gòu)可分為無機(jī)、有機(jī)和天然抗菌劑三大類。有機(jī)抗菌劑種類繁多，是目前應(yīng)用最廣泛的抗菌劑。但部分有機(jī)抗菌劑因潛在的毒性而在特定的領(lǐng)域被禁用。無機(jī)抗菌劑中以銀離子的抗菌性及安全性最好，且具有防螨、防霉、防蛀等特殊效果，應(yīng)用廣泛。在美國，載銀醫(yī)用敷料占市場份額的70%，而國內(nèi)載銀抗菌粘膠纖維尚處于起步應(yīng)用階段。近年來，天鵝化纖集團(tuán)有限公司使用納米銀抗菌劑混入粘膠中，成功地開發(fā)出納米銀抗菌粘膠長絲，項(xiàng)目已通過河北省技術(shù)鑒定；張家港耐爾納米科技有限公司采用自主研發(fā)的耐爾納米銀溶液，通過浸漬法制備了醫(yī)用載銀粘膠纖維，據(jù)稱對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌具有優(yōu)異的抗菌性能。另外，國內(nèi)對復(fù)合抗菌劑及季銨鹽型抗菌粘膠纖維的制備也有研究，如中山大學(xué)王雪等利用接枝改性法制備了季銨鹽型抗菌粘膠纖維，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的殺滅率可達(dá)到99.99%，且耐洗性良好。隨著人們安全意識的增強(qiáng)，殼聚糖等天然抗菌劑也越來越受到人們的關(guān)注。

4導(dǎo)電粘膠纖維

導(dǎo)電纖維的制造方法包括添加法、纖維表面金屬化、炭化法、涂層法等，其中添加法是最常用的方法，也是較為理想的制備方法，即用有導(dǎo)電性的超細(xì)粉體與成纖聚合物復(fù)合紡絲或進(jìn)行添加改性，添加的超細(xì)粉體可以是碳黑、金屬氧化物、金屬硫化物、金屬鹵化物等，目前應(yīng)用最多的是導(dǎo)電碳黑。該方法制得的導(dǎo)電粘膠纖維的導(dǎo)電性能不會(huì)因?yàn)橹貜?fù)洗滌而降低，可用作工業(yè)用毯和防護(hù)服中的抗靜電組織，而對添加的粉體在紡絲原液中的分散均勻性及對生產(chǎn)工藝的影響是研究的重點(diǎn)。

由于粘膠纖維紡絲條件的限制和污染問題比較嚴(yán)重，國內(nèi)外對導(dǎo)電粘膠纖維的研究一直少于其它種類的導(dǎo)電纖維，文獻(xiàn)報(bào)道也相對較少。英國Courtaulds Research公司開發(fā)出了具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的兩種新型粘膠纖維 —— Conflex和Conflex V；杭州藍(lán)孔雀化學(xué)纖維有限公王雪亮利用后處理技術(shù)將纖維與導(dǎo)電性物質(zhì)結(jié)合，利用含氮化合物溶液的預(yù)處理，使粘膠纖維更易與Cu2S吸附結(jié)合，制成性能優(yōu)良的導(dǎo)電粘膠長絲，纖維的體積比電阻達(dá)10-2Ω·cm，與導(dǎo)電腈綸具有相同的導(dǎo)電性能；常州紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院的劉俊麗通過化學(xué)液相沉積法制備了一種鍍銀粘膠纖維，檢測結(jié)果顯示，化學(xué)鍍銀對粘膠纖維的結(jié)構(gòu)影響較小，粘膠纖維的強(qiáng)度和伸長率有所降低，但文獻(xiàn)中對鍍銀纖維的導(dǎo)電性和耐洗性未做說明，且用該方法制備導(dǎo)電纖維的成本會(huì)較高。

5其他產(chǎn)業(yè)用粘膠纖維

5.1吸附性粘膠纖維

吸附性粘膠是將致空劑（如活性炭）加入紡絲原液中，紡出的纖維中會(huì)含有各類空隙和褶皺，由于比表面積的增大，纖維具有吸附異味、除臭、吸濕、防濕等特點(diǎn)。目前應(yīng)用較多的有兩種：一種是粘膠基活性炭纖維，是將粘膠纖維經(jīng)高溫碳化、活化后形成的一種新型高效吸附材料，與粒狀活性炭相比具有細(xì)孔發(fā)達(dá)、吸附性高、脫附速度快、可反復(fù)使用等特點(diǎn)；另一種竹炭粘膠纖維和椰殼炭粘膠纖維，是將納米級竹炭和椰殼炭作為致空劑加入到紡絲液中。

吸附性粘膠纖維可用作防毒面具、口罩、濾布、有毒氣體防護(hù)服和吸附材料（如工業(yè)廢氣吸附器等）等醫(yī)療衛(wèi)生工業(yè)產(chǎn)品。

5.2中空粘膠纖維

中空纖維在工業(yè)、環(huán)保、醫(yī)療衛(wèi)生、食品等領(lǐng)域具有廣泛用途，早在上世紀(jì)80年代，人們就開始了對中空粘膠纖維紡制方法和中空纖維膜的研究。發(fā)達(dá)國家早已成功將高吸濕中空粘膠纖維產(chǎn)業(yè)化，德國、日本、美國等國都有高吸濕中空粘膠纖維紡制方法的技術(shù)專利，如德國專利DD291335和日本專利J57-199808中各介紹了一種紡制高吸濕中孔粘膠纖維的技術(shù)。1989年，由我國廣西化纖研究所和江西化纖廠共同開發(fā)的中空粘膠纖維試紡成功。但由于粘膠法中空纖維素膜的工藝冗長復(fù)雜，對環(huán)境污染嚴(yán)重，國內(nèi)外已不提倡采用。在發(fā)現(xiàn)NMMO纖維素溶劑之后，日本旭化成公司用這種新溶劑紡制了中空纖維素纖維用于血液透析。21世紀(jì)初，我國天津工業(yè)大學(xué)宋俊等開始了NMMO法紡制纖維素中空纖維膜工藝的研究，討論了各種工藝參數(shù)對纖維素中空纖維膜性能的影響，并對膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)進(jìn)行了分析。隨后，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所也采用NMMO溶劑法制備出了新型纖維素膜，研究了其滲透性及油水分離性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溶劑法纖維素膜用于酸性氣體CO2分離具有明顯的優(yōu)勢，且對CH4、N2等特定氣體具有較高的分離系數(shù)。該膜油水分離性能優(yōu)異，具有較大的水通量和很強(qiáng)的抗污染性，有應(yīng)用于油水處理的潛力。

5.3改性粘膠

適于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的改性粘膠纖維主要采用粘膠接枝改性和纖維后處理化學(xué)改性兩種技術(shù)手段。

MTH·JIOH和UEBAJIAH是俄羅斯研制的兩個(gè)接枝改性粘膠纖維品種。MTH·JIOH由纖維素與丙烯酸接枝共聚而成，具有很高的離子交換能力，可用于回收汞、銀、金等貴重金屬。同一系列的MTH·JIOH-VS纖維是纖維素與聚苯乙烯接枝后的產(chǎn)物，纖維性能類似羊毛，彈性好、低縮率，適于代替羊毛作為工業(yè)用氈。日本J82-42746專利介紹了一種含有羧酸鹽、烷基磺酸鹽、高級醇的硫酸醋、高級脂肪酸胺、聚丙烯酸醋等化合物的纖維，這種改性纖維以分散性染料進(jìn)行染色時(shí)，可獲得色澤均勻、耐水洗牢度極優(yōu)良的性能。

研制產(chǎn)業(yè)用功能性粘膠纖維，國外已取得不少成果，特別是粘膠纖維醫(yī)用產(chǎn)品和室內(nèi)及高級旅行工具裝飾織物更受人們青睞。為了擴(kuò)大粘膠纖維的使用范圍，提高其附加價(jià)值，差別化產(chǎn)業(yè)用粘膠纖維的開發(fā)正得到行業(yè)的普遍關(guān)注。

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作者簡介：房迪，女，1987年生，碩士，主要研究領(lǐng)域?yàn)榧徔棶a(chǎn)品開發(fā)。

作者單位：中國紡織科學(xué)研究院。

基金項(xiàng)目：再生纖維素纖維應(yīng)用基礎(chǔ)研究平臺（編號1584）。