一、前言
维纶纤维是一种很有价值的功能性差别化纤维,水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。水溶性维纶长丝是理想的水溶性纤维,是维纶的特色品种,可有0-100℃水溶温度,供各种用途使用。它具有理想的水溶温度和强伸度,良好的耐酸、耐碱、耐干热性能,溶于水后无味、无毒,水溶液呈无色透明状,在较短时间内能自然生物降解。其实维纶是采用醋酸乙烯醇水解方法制得的聚乙烯醇纤维,由于乙烯醇大分子的每个链节上存在(—OH),从而使纤维易发生水解,因此维纶常将纤维中的部分羟基进行缩甲醛,以降低其亲水和水解能力。而水溶性维纶纤维,即水溶性聚乙烯醇(PVA)是一种很有价值的功能性差别化纤维,不仅有理想的水溶温度、强度和伸度,还具有良好的耐酸、耐碱、耐干热等化学性能,溶于水后无味、无毒,水溶液呈无色透明状,较短时问内能自然分解,对环境无污染.是合成纤维中少数可生物降解的绿色环保材料之一。维纶纤维的单纤断裂强度高。有利于提高纺纱、织造效率。其较好的耐碱性、抗老化、耐日晒等性能,为维纶伴纺技术奠定了基础。再者,水溶纤维是维纶纤维系列中另一突起的异军。它具有水溶性、耐酸性、耐碱性、耐有机溶剂性以及良好的耐盐、耐化学性,它可以根据需要在不同的水温中得以溶解,其废液经活性污泥处理后,可完全降解而无公害,是一种极有应用前景,使用较为广泛的环保材料。水溶纤维主要作为无纺布原料,生产水溶性纱线或与其它纤维混纺后织成高档纺织品,也可以作为造纸原料以及作为军工用品的纺织材料。
二、维纶纤维的特性
水溶性聚乙烯醇---维纶纤维分长丝和短纤两大类,因其具有理想的强伸度、良好的耐酸碱性,并能自然生物降解而走俏针织袜业,非常适用分离短袜的织造。在织袜工艺中可代替普通纱,织进两只要分离的短袜之间,取消了过去依靠自动分离机或专门剪断分离短袜的工序。水溶性维纶长丝可作精细窄花边织物的分离线,将长丝织进要分离的两窄花边织物间,在随后的漂、染中溶去;还可以用长丝并混或包覆纺亚麻、苎麻等纯纺及花式纱,提高纱线的可针织性;也可用长丝在双面圆机上针织起圈织物,织时绒毛绒圈通过长丝被紧紧固定,待后处理时长丝溶解后,毛圈自由飘浮起来形成绒面。目前,水溶性聚乙烯醇---维纶纤维已经成为针织袜业的主要原料,市场空间广阔。
1.机械性质
维纶的强度32.5-57.2cN/tex,高强纤维可达79.2cN/tex,断裂伸长率12%-15%。弹性较其它合成纤维差,织物保形性较涤纶差,但较棉纤维高,且耐磨性较好。
2.纤维密度
维纶的密度小于棉纤维为1.26-1.30g/cm3之间。
3.吸湿性
维纶的吸湿能力是常见合成纤维中最好的,在通常大气条件下为5%左右。
4.染色性
维纶的染色性能较差,其色谱不全。湿法纺丝色泽不够鲜艳,干法纺丝的纤维较为鲜艳。
5.化学稳定性
维纶有较好的耐碱性,但不耐强酸,对一般的有机溶剂有较好的抵抗能力。
6.热学性质
维纶的耐水性很差,其聚乙烯醇在80-90℃的沸水收缩率达10%,因此在加工过程中常常进行缩甲醛处理,以提高其耐热水性。否则,在热水中剧烈收缩,甚至会溶解。缩醛度在30%时,纤维的耐热水温度可提高到115℃,但羟基减少30%使纤维的吸湿染色性能降低。维纶的导热能力较差,从而使其有良好的保暖性。
7.电学性质
吸湿能力较强,比电阻较小,因此抗静电能力较好。
8.光学性质
维纶的耐光、抗老化性较天然纤维好,但较涤纶、腈纶差。
三、棉/维纶混纺空心纱针织物的服用性能
随着经济的发展,生活水平的提高,人们对穿着的要求也越来越高。对于服用纺织品来说,人们在追求美观化的同时,对服装的穿着舒适性的追求也日渐加深。柔软性、保暖性、吸湿快干性、重量轻等性能成为许多纺织品所追求的特性。空心纱是一种具有高的比表面积、纱线的覆盖面积大和高弹性超柔软的纱,用这种纱线开发的纺织品具有特有的手感和风格。
1.保暖性
织物的保暖性可以用其热传导性能反映,热传导性能差则织物的保暖性好。而热传导性能可以用传热系数表示,传热系数越小(克罗值越大)表示织物的导热性较低,它的热绝缘性或保暖性越好。空心纱织物的保暖性优于纯棉织物的保暖性。混纺织物经过前处理后,维纶纤维基本溶掉,织物内部纱线以及纤维间的空隙增加,织物的篷松性提高,容纳的静止空气增多,热量传递变慢,保暖性能相应得到了提高。
2.透气性
空气通过织物的能力称为织物的透气性,织物透过空气的能力对服装有重要意义。冬令外衣织物需要防风保暖,应具有较小的透气性;夏令服装面料应有良好的透气性,以获得凉爽感。通过在规定的压差下,测定单位时间内垂直通过试样的空气流量,推算织物的透气性。实验#p##e#结果为:样品1透气量为5301.9L/m2•s,样品2透气量为3817.8L/m2•s。因此,空心纱织物的透气性比纯棉织物的差。影响透气性原因主要有两点:一是因为混纺织物经过前处理后,水溶性维纶基本溶解,织物中的孔隙增加,蓬松性提高,气流迸出的通道变宽,因此透气性提高;二是因为空心纱织物的总密度为6438线圈/25cm2,纯棉织物的总密度为5508线圈/25cm2,两者相比,空心纱织物的未充满系数较低,紧度较高,所以透气性比纯棉织物差。根据实验结果,后者的影响程度大于前者,所以空心纱织物的透气性较纯棉织物有所下降。
3.蓬松性
采用KES-F压缩性能测定仪测试,压力为0.5cN/cm2,试验结果可以看出,在0.5cN/cm2压力下比较空心纱织物与纯棉织物的厚度,空心纱织物的厚度为1.59mm,普通棉织物的厚度为1.53mm,即前者的厚度比后者的厚度高4%左右。通过KES-F压缩实验仪可测得2种织物的不同压缩功及压缩弹性,当压缩回弹性较大时表明织物的反弹性大,织物保持蓬松性的能力强,由表3可见去维后空心纱织物有较强的保持蓬松性的能力。
4.折痕回复性
织物的抗皱性是指织物在使用中抵抗起皱和折皱复原的能力。抗皱性通常是通过测定折痕回复角来反映,有垂直法和水平法两种。本实验采用垂直法,样品1的缓弹性回复角为192.7°,样品2为229.5°。样品2的折痕回复角比样品1的大36.8°,这是由于当维纶混纺纱中的维纶溶解后,棉纤维间及纱线间的可移动空间增多,一旦使织物产生折皱的外力去除之后,织物更容易回复,故空心纱织物的折痕回复性能优于纯棉织物。
5.悬垂性
织物的悬垂性是指织物因自重而下垂的性能。悬垂性能通常用悬垂程度和悬垂形态两类指标表示。悬垂程度指织物在自重作用下,其自由边界下垂的程度,通常用悬垂系数F表示。悬垂系数越大,表示织物的悬垂性越差,反之则表示悬垂性能越好,织物手感越柔软。测试结果表明,样品1表态悬垂系数为51.9%,样品2为54.9%。因此,空心纱织物的悬垂性略有下降。混纺织物经过前处理过程后,由于水溶性维纶的溶解,使得纱线直径变大,织物变得更加紧密,总密度和厚度都有所增加;另外水溶性维纶具有粘度,由于不能彻底洗净,可能还有一小部分残留在织物上。以上几点原因,使空心纱织物的悬垂性较纯棉织物略有下降。但空心纱织物主要用于生产内衣、运动衣等,它们对织物悬垂性的要求不高,所以空心纱织物的悬垂性已达到生产标准。
6.刚柔性
织物的刚柔性是影响织物手感的重要因素之一。目前,测量和分析织物弯曲刚度的方法较多,主要有斜面法、卡尔列恩法、织物风格仪法、定义法、圆环法、Plate法和心形法等方法。从实验得出,混纺织物经过前处理,刚柔性得到了改善。弯曲刚度的降低,有利于获得柔软的手感,纬向抗弯刚度的降低,更有利于形成柔和的三维立体服装造型。
7.吸湿快干性
织物吸湿快干性主要是测试织物的吸水能力及充分吸收水分后干燥速度的快慢,织物的吸水主要表现在纱与纱间的吸水,单纤维间的吸水,以及纤维内部吸水。空心纱织物纤维间的空隙大,有较大的容水空间,吸水速度快,因此单位面积的吸水量多。去维后空心纱织物的饱和含水率比纯棉织物多41%左右。
四、维纶纤维具有巨大潜在市场空间
维纶纤维是一种具有耐酸耐碱性能和环保型产品,它以聚乙烯醇(PVA)为原料进行纺丝,主要原材料(PVA)、受工艺技术和环保等因素限制,国内产能自投产以来,基本没有扩展,到目前为止,产能基本上维持在80年代水平。
近几年来,由于化纤市场产能供过于求,涤纶、晴纶、锦纶等原料竞争激烈,价格不断走低,利润大幅缩水,而维纶纤维市场由于市场供求变化和国际市场的新需求,市场需求不断升温。正是由于维纶纤维具有耐酸、耐碱等特性,使维纶纤维已经在产业领域拥有了发展空间。近两年来欧洲、美洲的国家和地区正逐步在建筑领域采用环保型的维纶纤维替代石棉,使维纶纤维新增了一个潜在的巨大国际市场。再加上维纶纤维在国内相对合理的产能,预计前景十分看好。
五、结束语
维纶纤维是一种很有价值的功能性差别化纤维,水溶性维纶纤维有长丝和短纤两大类。水溶性维纶长丝是理想的水溶性纤维,是维纶的特色品种,可有0-100℃水溶温度,供各种用途使用。它具有理想的水溶温度和强伸度,良好的耐酸、耐碱、耐干热性能,溶于水后无味、无毒,水溶液呈无色透明状,在较短时间内能自然生物降解。而对织物服用性能的测试结果表明,混纺空心纱针织物的保暖性、蓬松性、折痕回复性、刚柔性、吸湿快干性均优于纯棉针织物的相应性能,透气性和悬垂性相对有些降低。
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