基于纤维形态控制技术的纤维差别化和复合化(嘉兴学院薛元).ppt

基于纤维形态控制技术的 纤维差别化和复合化 嘉兴学院 材料与纺织工程学院 工学博士 薛 元 教 授 e-mail:xueyuan@public.qd.sd.cn 基于纤维形态控制技术的 纤维差别化和复合化 一、纤维形态及纤维形态控制技术 二、基于形态控制技术的差别化纤维 三、纤维复合化及复合化技术 1.1.纤维形态 : 纤维的宏观形态和微观形态 纤维的宏观形态： 纤维表面形态（表面形成微坑、微孔、微小沟槽等）； 纤维截面形态（异形截面、中空）； 纤维的粗细不匀沿轴向的分布； 纤维的卷曲度、蓬松度。 纤维的微观形态: 纤维材料超分子结构（结晶度和取向度）; 亚微米尺度以下 的纤维表面形态的变化。 1.2.纤维形态控制技术的意义： 1.3.纤维形态控制技术： ⑴纤维长度方向上的形态控制技术： 控制在长度方向上：纤维粗细分布不均匀化;纤维超分子结构（结晶与取向）分布不均匀化;纤维染色吸收率分布不均匀化。被称之为“Thick Thin”技术。 ⑵纤维截面形态控制技术： 纤维截面异形化，纤维截面异形中空化。 ⑶纤维表面形态控制技术： 在纤维表面形成微孔、微坑、微沟槽。 ⑷纤维三维卷曲形态及蓬松度的控制技术： ⑸ 纤维超分子结构形态控制技术： 纤维内部结晶、取向结构的控制。 ⑴纤维长度方向上的形态控制技术： ②由不均匀牵伸产生的“Thick Thin”结构纤维： 长丝纤维在牵伸时高分子链会产生纤维取向，随着牵伸倍数的增大，还会发生取向结晶化现象。如果在牵伸过程中改变牵伸倍率，对初生纤维进行不均匀牵伸，则在长丝纤维上不但会产生粗细节，而且纤维的超分子结构也会产生不均匀分布。通过控制牵伸倍率的变化规律就可控制纤维的这种“Thick Thin”结构的变化规律（或随机的）。 ⑵纤维截面形态控制技术： 纤维截面异形化和纤维截面异形中空化： ①异形喷丝板技术：纤维的截面形状主要地取决于纺丝板喷丝孔形状。采用电解激光精细加工技术，可以在纺丝板上加工出各种形状的纺丝孔。孔的形状可以精确到几微米。利用此项技术可以得到：偏平丝、三角丝、三叶丝、五叶丝、各类中空纤维。 ②双组份共轭纺丝：利用不相容的两个组份共轭纺丝，其中组合喷丝板的结构可以决定两个组份的接着方式和接着形式。在后序加工过程中两个组份剥离成相互独立的纤维，纤维的截面形状则取决于当时两个组份的接着方式和接着形式。 异形喷丝板 凉爽型涤纶—— 异形截面丝 双组份共轭纺丝 ——对纤维截面形态的控制 双组份共轭纺丝——对纤维截面形态的控制 1、并列型 2、皮芯型 3、层积型 4、木纹型 5、异形复合 6、多重皮芯形 7、马赛克型  8、海岛型 9、星云型 双组份共轭纺丝——对纤维截面形态的控制 ⑶纤维表面形态控制技术： 为了在纤维表面形成微孔、微坑、微沟槽。一般采用： ①双组份共轭纺丝；②共混纺丝。 采用有机物与低比例无机粒子共混纺丝，在碱减量时首先是混入的无机物粒子周围的聚合物被水解，故在纤维的表面出现了很多喷火口状的微孔。这种表面给予织物清凉感。有机物与无机粒子的共混可在共聚阶段进行，也可在高聚物聚合后纺丝前进行共混，也可在纺丝时共混。无机物的混率一般控制在5%～8%左右。粒子的直径最好在纳米级。如将碱水解速度不同的两种有机物共混，经碱减量处理也可在纤维表面形成复杂的凹凸和沟槽，使纤维和织物的外观、深色性、触感、风格得到改良。 中空微孔纤维 ⑷纤维三维卷曲形态及蓬松度控制技术： 三维自卷曲丝是指在无张力条件下纤维表 现出三维卷曲现象。一般通过控制双组份共轭 丝两个组份的模量、热收缩率的差异，以及采 用不对称截面可控制纤维自卷曲度。 基于形态控制技术的差别化纤维 超细极细纤维 高异收缩（高收缩与纤维自伸长技术）丝 异形截面纤维 异形中空、中空微孔纤维 轴向随机不匀纤维 表面微坑、微孔、微沟槽纤维 三维自卷曲纤维 共混纤维 阳离子改性纤维 各 类 中 空 纤 维 ——光干涉材料及纤维—— ——透光不透明纤维—— 短纤维混合时不同纤维的转移机理 环锭包芯纱侧面机截面图 包芯复合纱新产品开发实