「涨知识」时尚产业可持续发展——绿色环保纤维集锦
近百年来,随着世界人口的急剧增长,人们生活水平的提高以及工农业技术水平的发展,人们对纺织纤维的需求日益增多,对纺织原料的各项性能的要求也越来越高。传统的天然纺织原料(如棉、羊毛等)的产量受到气候、种植技术、养殖环境等条件的制约,产量增加极其有限。合成纤维具有优良的纺织加工性能,但其以石油、煤炭等不可再生资源为基础原料,在生产、使用及遗弃这些纤维的过程中对生态环境会造成污染,影响人类的身体健康。开拓新型的纺织纤维来源成为当务之急。
(一)新型天然植物纤维
天然植物纤维在生产、加工、使用过程中,基本对人体和地球不会造成太大的危害,制品废弃后可自然降解,对自然界的生态平衡影响不大。据统计,自然界每年以纤维素形式存在的资源总量达到千亿吨,远远超过地球上现存石油总储量。新型天然植物纤维的开发和利用成为必然趋势。
彩色棉花天然彩色棉花是一种在棉铃成熟吐絮时就具有红、黄、棕、绿等各种颜色纤维的棉花,彩色是棉花本身的一种生物学特性。彩棉洗涤后纤维色彩还能逐渐加深。用彩棉制成的纺织品不需要化学染料染色,从而避免了化学染料染色带来的污染。因此,彩棉是实现环保可持续发展要求的新型纺织原料。 应用:家纺和服装。
竹原纤维竹原纤维是将天然的竹材通过机械、物理的方法去除竹子中的木质素、多戊糖、竹粉、果胶等杂质,从竹材中直接分离出来的纤维。竹原纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性,同时具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线的功能。是纯粹的天然绿色环保型纤维。 竹原纤维和采用化学处理的方法生产的竹浆粘胶纤维(再生纤维素竹纤维)有着本质上的区别。前者是纯粹的天然纤维,属于绿色环保纤维,服用性能佳,保健功效卓著,为了区别于竹浆粘胶纤维,特取名为竹原纤维。而后者属于化学纤维中的再生纤维素纤维,竹纤维中的某些优良性能和含有的保健成分在化学加工中受到影响,加之化学加工造成的一定的污染,所以它不是真正意义上的环保纤维 应用:家纺和服装。
香蕉茎纤维香蕉茎纤维藏于橡胶树的韧皮内,属于韧皮纤维类,具有一般麻类纤维的优缺点。香蕉茎纤维通常与棉混纺。天然的香蕉茎纤维易于降解,符合时下的环保可持续发展的要求。 应用:家纺和服装。
蕉麻蕉麻是芭蕉科芭蕉属的植物。世界蕉麻产量约90%产自菲律宾。菲律宾主要出口纸浆产品,而非原料纤维。 应用:渔网、席子、地毯,少部分服装。
大麻又称汉麻。一些国家根据四氢大麻酚(THC)的含量不同将其分为纤维大麻和毒品大麻,纤维大麻也被称为“工业大麻”,其THC含量在0.05%~1%。毒品大麻的THC含量在3%~20%。大麻制成的服装衣饰具有吸湿、透气、舒爽、散热、防霉、抑菌、抗辐射、防紫外线、吸音等多种功能。 应用:工业用料、服装、家纺、渔网、绳索等。
黄麻黄麻,又称白麻。是最结实的天然植物纤维之一,也是最廉价的天然纤维之一,种植量和用途的广泛都仅次于棉花,具有吸湿性能好、散失水分快等特点。 应用:主要用于纺织麻袋、粗麻布等。
亚麻亚麻是人类最早使用的天然植物纤维,距今已有1万年以上的历史。亚麻是纯天然纤维,由于其具有吸汗、透气性良好和对人体无害等显著特点,越来越被人类所重视。同时,亚麻还是油料作物。世界领先的亚麻主生产国是中国、俄罗斯、白俄罗斯和法国。最优质的亚麻种植在西欧,最精细的亚麻布产自比利时、爱尔兰和意大利。 应用:各类纺织品
其他麻类,诸如苎麻、剑麻、蓖麻、罗布麻等 椰壳纤维椰壳纤维主要由纤维素、木质素、半纤维素以及果胶物质等组成,椰壳纤维中纤维素含量较高,纤维具有优良的力学性能,耐湿性、耐热性也比较优异。主要产地为印度和斯里兰卡。 应用:非织造布、地毯、土工布。服装上应用较少。
桑皮纤维桑皮纤维是一种新型的天然纤维,它既有棉的特征,又具有麻纤维优点,因此具有极广阔的应用前景。 应用:服装、服饰
菠萝叶纤维菠萝叶纤维,又称菠萝纤维、凤梨麻,是从菠萝叶片中提取的纤维,属于叶片麻类纤维。菠萝纤维外观洁白,柔软爽滑,手感如蚕丝,故又有菠萝丝的称谓。菠萝纤维经深加工处理后,外观洁白,柔软爽滑,可与天然纤维或合成纤维混纺,所织制的织物容易印染,吸汗透气,挺括不起皱,穿着舒适。 应用:服装、服饰、家纺
木棉纤维木棉纤维是锦葵目木棉科内几种植物的果实纤维,是最细、最轻、中空度最高、最保暖的纤维材质。具有防霉、轻柔、不透水、不导热,保暖、吸湿性强等特点。 应用:各种家纺类产品。
莲纤维莲纤维是一种再生纤维素纤维,具有绿色环保性能。莲在中国种植面积较大,分布区域广,莲叶柄来源丰富,一直未被全面开发利用,处于自生自灭状态,造成一定的资源浪费。 应用:纺织、卫生、国防用品
(二)新型天然动物纤维动物纤维是由动物的毛发或分泌液形成的纤维,也称天然蛋白质纤维。主要分三类:动物的毛发和绒毛,蚕丝,禽类的羽绒和羽毛。动物毛的种类很多,主要是绵羊毛,简称羊毛。蚕丝是蚕的腺分泌物,有桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝、天蚕丝和木薯蚕丝等。禽类的羽绒和羽毛在纺织上可与其他纤维混纺,也可以作为填充材料,如鸭绒、鹅绒等。
彩色蚕丝彩色蚕丝是通过转变蚕的基因,让蚕吐出多种颜色的彩丝,如橙色、粉红、浅黄、浅绿、锈色。彩色蚕茧抽取的天然彩色蚕丝色泽柔和艳丽,利用这种纯天然的彩丝做成纺织品,像天然彩棉一样环保且不脱色,省去了印染工序,减轻了丝绸印染的污染,可以避免织物加工处理中各种化学残留物对人体的危害。 应用:丝素、丝胶、服装
其他蚕丝类,诸如柞蚕丝、蓖麻蚕丝、天蚕丝、羊驼毛、骆驼毛、山羊绒、兔毛、牦牛毛、马海毛、羽绒、狐皮、貂皮、水獭皮
(三)新型再生纤维素纤维
纤维素是自然界中存量最大的一类天然高分子化合物。植物通过光合作用,每年能生产出亿万吨纤维素,是可以再生的资源。又称为“再生纤维素纤维”。 由于耕地的减少和石油资源的枯竭,天然纤维和合成纤维的产量将会受到越来越多的制约,人们在重视纺织品消费过程中环保性能的同时,对再生纤维素纤维的价值进行了重新认识和发掘。 粘胶纤维是最早投产工业化生产的再生纤维素纤维。 Lyocell纤维Lyocell纤维(意即溶解性纤维)被誉为21世纪绿色纤维,它是以N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂,用于湿法纺制的再生纤维素纤维。废弃物可自然降解,生产过程中的氧化胺溶剂可99.5%回收再用,"毒性极低,且不污染环境"。 应用:服装、工业
莫代尔纤维莫代尔纤维是一种纤维素纤维,与人造棉一样同属纤维素纤维,是纯正的人造纤维。由产自欧洲的灌木林制成木质浆液后经过专门的纺丝工艺制作而成,具有很好的柔软性和优良的吸湿性。 应用:内衣居多
竹浆纤维竹浆纤维是一种将竹片做成浆,然后将浆做成浆粕再湿法纺丝制成纤维,其制作加工过程基本与粘胶相似。但在加工过程中竹子的天然特性遭到破坏,纤维的除臭、抗菌、防紫外线功能明显下降。注意:这里的竹浆纤维与前文提到的竹原纤维是不一样的。 应用:服装、家纺
(四)新型再生蛋白质纤维
蛋白质纤维分为天然蛋白纤维(即前文提及的羊毛羊绒等动物毛、羽毛、蚕丝等)和再生蛋白质纤维两大类。 再生蛋白质纤维又分为植物蛋白质纤维和动物蛋白质纤维。
大豆蛋白纤维大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类,以食用级大豆蛋白粉为原料,利用生物工程技术,提取出蛋白粉中的球蛋白,制成一定浓度的蛋白质纺丝液,经湿法纺丝而成。其有着羊绒般的柔软手感,蚕丝般的柔和光泽,优于棉的保暖性和良好的亲肤性等优良性能。 大豆蛋白纤维是迄今为止全部由我们中国人自己开发和工业化生产的唯一一种化学纤维。 应用:服装、高级寝卧具
牛奶蛋白纤维牛奶蛋白纤维以牛乳作为基本原料,它是一种有别于天然纤维、再生纤维和合成纤维的新型动物蛋白纤维,人们又叫它牛奶丝、牛奶纤维。 应用:服装、家纺
花生蛋白纤维以花生蛋白质为原料而制得,是一种新型纺织原料,其制品在光泽、手感等方面具有特殊的风格,具有吸湿、透气、柔软、光滑、干爽、穿着舒适等功能。一般性能和染色性能与羊毛相同。多用作混纺的原料。 应用:服装
蚕蛹蛋白纤维蚕蛹蛋白纤维具有滑爽如真丝,柔软似羊绒的手感,蚕蛹蛋白所蕴含的18种氨基酸能呵护亲肤,以及抵御紫外、吸湿透气等优点。 应用:中、高端针织面料、内衣、袜子、梭织衬衫、家纺面料、填充物、无纺布
蜘蛛丝及仿蜘蛛丝蜘蛛丝是由多种极其特殊的氨基酸所构成的蛋白质纤维,具有超强的韧性和抗断裂机能,同时具有质轻、抗紫外线等特点,其优异的物理性质是一般天然纤维和合成纤维所无法比拟的。蜘蛛丝是由蛋白质组成,因而是生物可降解的,不会对环境造成污染。 仿蜘蛛丝纤维,是蛋白质纤维的一种,由多肽链组成,绪槽很复杂。 应用:军事、医疗
再生动物毛蛋白纤维
天然蛋白质纤维虽有许多优良的特性,但价格较高,而且数量有限,约占纤维总量的5%,难以满足现有生产的需要。在此背景下,浙江绍兴文理学院经过多年艰苦努力,利用猪毛、羊毛下脚料等不可纺蛋白质纤维或废弃蛋白质材料,成功研制了几个系列的再生蛋白质纤维。该纤维性能良好,原料来源广泛,且利用了某些废弃材料(如旧毛料服装、旧毛衣等),价格远低于同类羊毛面料。 应用:服装
(五)其他再生纤维
甲壳素纤维与壳聚糖纤维地球上存在的天然有机化合物中,数量最大的是上文提及的纤维素,其次就是甲壳素,前者主要由植物生成,后者主要由动物生成。估计自然界每年生物合成的甲壳素将近1000亿吨。 甲壳素纤维和壳聚糖纤维是用甲壳素或壳聚糖溶液纺制而成的纤维,是继纤维素纤维之后的又一种天然高聚物纤维。 甲壳素广泛存在于甲壳纲动物虾和蟹的甲壳、昆虫的甲壳、真菌(酵母、霉菌、蘑菇)的细胞壁中。壳聚糖是甲壳素经浓碱处理后脱去乙酰基的产物。 应用:服装、医用、过滤材料
聚乳酸纤维聚乳酸纤维(PLA)一种新型的可生物降解的合成纤维,本质上还是一种聚酯纤维。主要是以玉米、小麦、甜菜等含淀粉的农产品为原料,经发酵生成乳酸后,再熔融纺丝制成.。聚乳酸纤维是一种原料可种植、易种植,废弃物在自然界中可自然降解的合成纤维。它在土壤或海水中经微生物作用可分解为二氧化碳和水,燃烧时,不会散发毒气,不会造成污染,是一种可持续发展的生态纤维。其织物面料手感、悬垂性好,抗紫外线,具有较低的可燃性和优良的加工性能。 应用:时装、休闲装、体育用品和卫生用品
海藻纤维海藻纤维是人造纤维的一种,指从海洋中一些棕色藻类植物中提取得到的海藻酸为原料制得的纤维。 应用:民用纺织品、医用被覆材料
(六)差别化纤维
差别化纤维,是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理,使纤维的形态结构、物理化学性能与常规的化纤有显著的不同。纤维的差别化加工处理,起因于普通合成纤维的一些不足,大多采用简单仿天然纤维特征的方式进行以改进纤维形态或性能。 异形纤维
异形纤维,是相对于圆形纤维而言的,就是把原来一模一样的合成纤维制成截面畸形的纤维。像天然纤维那样,使它们呈现三角形、星形、多叶形等,可以是异形截面纤维,也可以是异形中空纤维,或者是复合异形纤维。从而实现一些特殊的性能。
复合纤维复合纤维,是多组分纤维的一种,是针对人造纤维品种的术语。在同一根纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物纤维,这种纤维称复合纤维,是物理改性纤维。利用复合纤维制造技术可以获得兼有两种聚合物特性的双组分纤维。有并列型、皮芯型、海岛型等复合纤维,纤维截面有圆形和异形。纤维具有三维立体卷曲、高蓬松性和覆盖性,良好的导电性、抗静电性和阻燃性。
超细纤维超细纤维,是指单纤维线密度小于0.3dtex的化学纤维(直径约5微米)。超细天然纤维主要有动物纤维(蜘蛛丝、蚕丝、皮革、动物绒毛等)、植物纤维等;大部分合成纤维均可制备超细纤维,如聚酰胺、聚酯、聚丙烯、聚丙烯腈等纤维。超细纤维是一种高品质、高技术的纺织原料。主要运用于仿真丝、高密度防水透湿、仿桃皮绒、洁净布、高洗水材料等等。
易染纤维易染纤维是指可用不同类型的染料染色,并且染色条件温和,色谱齐全,染出的颜色色泽均匀,色牢度好。 天然纤维与再生纤维一般具有很好的染色性能,因为这些纤维的分子结构中含有可与染料结合的官能团。这使得天然纤维与再生纤维很容易着色。 合成纤维则一般很少或没有与染料易于结合的官能团,而且纤维结构也较密。染料分子不易进入纤维内部。所以大部分合成纤维染色都很困难。 易染纤维的制备就是从改变合成纤维的化学组成和纤维内部结构着手。
阻燃纤维阻燃纤维,是指在火焰中仅阴燃,本身不发生火焰,离开火焰,阴燃自行熄灭的纤维,广泛应用于服装、家居、装饰、无纺织物及填充物等。阻燃纤维与普通纤维相比可燃性显著降低,在燃烧过程中燃烧速率眀显减缓,离开火源后能迅速自熄,且较少释放有毒烟雾。
水溶性聚乙烯醇纤维水溶性聚乙烯醇纤维是一种功能性差别化纤维。它不仅具有理想的水溶温度、强度和伸度,有良好的耐酸、耐碱、耐干热性能,而且溶于水后无味、无毒,水溶液呈无色透明状,在较短的时间内能自然分解,对环境不产生任何污染,是优良的绿色环保产品。
PBT纤维PBT纤维,属于聚酯纤维(PET)的一种。PBT纤维有极好的伸长弹性回复率和柔软易染色的特点,且具有有良好的耐久性、尺寸稳定性和较好的弹性,以及优良的耐化学药品性、耐光性和耐热性。 PTT纤维PTT纤维与PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)纤维、PBT(聚对苯二甲酸1.4丁二醇酯)纤维同属聚酯纤维。PTT纤维兼有涤纶、锦纶、腈纶的特性,除防污性能好外,还有易于染色、手感柔软、富有弹性,伸长性同氨纶纤维一样好,与弹性纤维氨纶相比更易于加工,非常适合纺织服装面料;除此以外PTT还具有干爽、挺括等特点。因此,在不久的将来,PTT纤维将逐步替代涤纶和锦纶而成为21世纪大型纤维。 高收缩性纤维高收缩纤维是相对于常规收缩率的纤维而言,常规纤维受热后,收缩率最高通常不超过10%,而高收缩纤维的收缩率一般在20%以上,甚至高达60%~70%。目前纺织工业实际生产并广泛使用的高收缩率纤维是高收缩聚酯纤维,一般用于与其他纤维混纺,在纺织印染过程中使它受热发生收缩,使与其混纺的普通纤维产生卷曲、蓬松等,使织物整体手感好、仿真感强。
(七)高性能纤维
“性能”是指材料对于来自外部的应力、热、光、电等物理作用或化学药品的化学作用的抵抗能力。 芳族聚酰胺纤维芳香族聚酰胺纤维(简称芳纶),是以芳香族为原料经缩聚纺丝制得的合成纤维。此种纤维耐热性及绝缘性能很好,而且工作化学性能稳定,对于弱酸,弱碱及大部分有机溶剂有很好的抵抗性。 超高分子量聚乙烯纤维超高分子量聚乙烯纤维,又称高强高模聚乙烯纤维,是目前世界上比强度和比模量最高的纤维,其分子量在100万~500万的聚乙烯所纺出的纤维。 聚氨酯弹性纤维聚氨酯弹性纤维,由与其它高聚物嵌段共聚时至少含85%的氨基甲酸酯的链节单元组成的线型大分子所构成的弹性纤维。 碳纤维碳纤维,含碳量在90%以上的高强度高模量纤维。耐高温居所有化纤之首。用腈纶和粘胶纤维做原料,经高温氧化碳化而成。是制造航天航空等高技术器材的优良材料。
活性炭纤维活性碳纤维,是经过活化的含碳纤维,将某种含碳纤维经过高温活化,使其表面产生纳米级的孔径,增加比表面积,从而改变其物化特性。是一种新型、高效、多功能的吸附材料。
石墨烯纤维石墨烯是目前世界上最薄却也最坚硬的纳米材料。 石墨烯纤维是一种不规则层状纤维,相比于石墨材料,石墨烯纤维内部的结构不规则,而且存在很多缺陷和化学官能团,其层间距也大于石墨的层间距(0.335nm),然而,正是因为内部存在这种不规则结构,使得各层间的结合力较石墨中各层间的范德瓦耳斯力相互作用更强。这种层叠式结构的制备成本低,可与聚合物材料进行复合,制备高性能纤维增强复合材料。
含氟纤维含氟纤维是指聚合物结构中含有氟原子的特种纤维,聚四氟乙烯纤维是含氟纤维中最主要的一个品种,纤维的热稳定性和抗氧化性非常高。 玻璃纤维玻璃纤维,是一种性能优异的无机非金属材料,种类繁多,优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好,机械强度高,但缺点是性脆,耐磨性较差。它是叶腊石、石英砂、石灰石、白云石、硼钙石、硼镁石六种矿石为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的,其单丝的直径为几个微米到二十几个微米,相当于一根头发丝的 1/20-1/5 ,每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常用作复合材料中的增强材料,电绝缘材料和绝热保温材料,电路基板等国民经济各个领域。
聚苯并咪唑纤维聚苯并咪唑纤维是颜色为呈金黄色的,抗张强度为39.7~43.2cN/dtex的物质,延伸率23%~24%(短纤维为30%)。突出性能是在火焰及高温下仍有良好的尺寸稳定性,在空气中不燃,在氧气中燃烧缓慢。可耐强酸、强碱、有机溶剂,是唯一兼有耐高温、耐化学品腐蚀及良好纺织性能的合成纤维。吸湿率15%,高于棉花,手感好,织物穿着舒适。 聚对亚苯基苯并二恶唑纤维聚对亚苯基苯并二恶唑纤维(PBO纤维),是由PBO聚合物通过液晶纺丝制得的一种高性能纤维。与其它高性能纤维相比,PBO纤维具有更高的比强度、比模量和耐热阻燃性能,被誉为“21世纪的超级纤维”,可以用来制作高性能复合材料应用于未来的航天、航空和国防等高新技术领域。 玄武岩纤维玄武岩纤维,以天然玄武岩拉制的连续纤维。是玄武岩石料在1450℃~1500℃熔融后,通过铂铑合金拉丝漏板高速拉制而成的连续纤维。纯天然玄武岩纤维的颜色一般为褐色,有金属光泽。玄武岩纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,玄武岩连续纤维不仅强度高,而且还具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。此外,玄武岩纤维的生产工艺决定了产生的废弃物少,对环境污染小,且产品废弃后可直接在环境中降解,无任何危害,因此是一种名副其实的绿色、环保材料。我国已把玄武岩纤维列为重点发展的四大纤维(碳纤维、芳纶、超高分子量聚乙烯、玄武岩纤维)之一,实现了工业化生产。
(七)功能纤维
功能纤维是指在纤维现有的性能之外,再同时附加上某些特殊功能的纤维,如导电纤维,光导纤维,离子交换纤维,陶瓷粒子纤维,调温、保温纤维,生物活性纤维,生物降解纤维,弹性纤维,高发射率远红外纤维,可产生负离子纤维,抗菌除臭纤维,阻燃纤维,香味纤维,变色纤维,防辐射纤维等。 导电纤维导电纤维是指在聚合物中混入导电介质所纺制成的化学纤维或金属纤维、碳纤维等。具有远高于抗静电纤维的优异的消除和防止静电的性能,且比电阻值持久不变并基本上不受湿度影响。按导电成分分布状态,分为均匀型、被覆型和复合型三类。一般采用混溶、蒸镀、电镀和复合纺丝等方法,在纤维中添加炭黑、石墨、金属粉或金属化合物等导电介质制得。其制晶可用予静电感应屏蔽,混有少量导电纤维的织物还可用作特种工作服、防尘刷等。
防辐射纤维防辐射纤维,就是受高能辐射后不发生降解或交联并能保持一定力学性能的纤维。
光导纤维光纤是光导纤维(OF:OpticalFiber)的简称,但光通信系统中常常将 Optical Fibe(光纤)又简化为Fiber,就因为生产它的技术可以让它细如发丝。光纤实际是指由透明材料作成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作成的包层所被覆,并将射入纤芯的光信号,经包层界面反射,使光信号在纤芯中传播前进的媒体。
医用功能纤维医用纤维,医疗用的纤维材料,这些材料要求无毒、纯净、无过敏反应、无致癌性、不产生血栓、不破坏血细胞和改变血浆蛋白成分等。
(八)尾声
在消费升级的时代,社会责任意味着使用更绿色的消费方式,选择更可持续的责任品牌。“衣食住行”中的“衣”给带来的环境影响远远超出我们的想象,纺织服装业是全球第二大污染行业,仅次于石油。全球时尚行业每年产值约为3万亿美元,但同时产生了全球20%的废水和全球10%的碳排放量。所以,时尚产业的环保可持续发展大势所趋。来源: 把时间浪费在美好的烟云里
编辑:中国纱线网新媒体团队
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