化学纤维的改性包括化学改性和物理改性两大类,其中共混改性是化纤物理改性的主要方法,也是纤维功能性差别化生产的主要方式,主要是在现有聚酯化纤生产基础上,用适当的方法与一定比例改性剂混合,从而具备具有崭新性能或较好性能的高分子材料。
这种改性方法是在现有的聚合物原料和加工成型设备基础上进行的,并且可以实现多种不同比例添加及不同功能性改变的差别化改性的生产方法,相对简便可行,投资风险较小,以及改性剂量容易控制,为行业所广泛采用,所以自聚酯化纤诞生不久,人们就开始采用共混改性的方法进行纤维改性生产,化纤共混改性生产几乎贯穿了整个化纤生产的发展历程。
聚酯的共混改性,主要包括聚合混合和熔融共混两种,主要是以熔融共混的方法为主使一定比例的改性剂均匀分布到聚酯当中,以达到改变现有聚酯特性的目标。近年来随着纳米技术以及化纤生产及设备技术的不断发展,聚合共混和熔融共混也均得到空前发展。
熔融共混改性最常见的是在基质中添加无机陶瓷粉末,并添加一定流变改性剂,制成具有远红外发射性能及抗菌性能母粒或粉体,添加到纤维当中,赋予纤维远红外发射性能和抗菌性能,此类超细粉末在共混时对与纤维聚酯的相容性、流变性能以及保健性能的要求比较高,也是技术的核心和关键。低分子有机化合物共混改性剂来源比较广泛,价格相对比较低廉,近年来得到较为广泛的应用,抗静电剂、抗菌剂、阻燃剂等改性剂均为无机复合改性剂,随着复合改性剂技术的不断发展,化纤性能改性也取得了重大突破,抗静电、抗菌、阻燃纤维的性能不断获得提高和完善,应用领域得到极大的拓展,目前已经由原来的研究试产阶段进入大批量产业化阶段。
抗静电纤维已由前期的第一、二代金属纤维改性进入到第三、四代的复合抗静电剂改性阶段,以金属粉末和碳等无机物、聚硅氧烷类化合物、表面活性剂等为主要原料的复合低分子有机化合物改性剂,已开始在合成纤维得到广泛的应用,在抑制静电产生、积累与促进静电消散发挥着很好的作用,不仅已完全超过金属导电纤维的性能,而且在生产上更具有方便可行性,其织物服饰的穿着舒适性得到进一步提高和改善。
抗菌纤维的发展经历了三个阶段,第一阶段是抗菌纤维的孕育时期很多人认识到抗菌纤维的可行性和实用价值,积极参与研究开发工作,第二阶段是抗菌纤维的应用期,这一阶段的前期人们主要追求抗菌纤维的抗菌效果,当时用于抗菌整理的抗菌剂主要是氯代酚有机锡、有机汞、有机铜、有机锌以及一些含硫化合物等强抗菌性化学物质这些药物用量虽少,但效果显著;这一阶段的后期抗菌剂的安全性引起人们的关注,人们发现部分有机金属化物对人体的细胞和组织有毒害作用,会引起皮肤斑疹和炎症,这一阶段的主要发展方向为针对抗菌性和安全性的矛盾,加紧开发安全性抗菌剂。第三阶段从1975年美国道康宁公司生产的DC-5700型抗菌剂投放市场开始,成为抗菌纤维的发展期,这一阶段,各种新型抗菌剂制备工艺不断涌现,尤其到了上世纪80年代以后,抗菌纤维的研究走上了快速发展的道路。上世纪90年代末至今,抗菌领域的研究重点转变为以纤维加工方式赋予最终织物抗菌性能,替代以后整理工艺为主的抗菌织物产品,抗菌纤维和织物的耐洗涤性能进一步提高。
1979年Allan等发现壳聚糖具有广谱抑菌性以来,壳聚糖具有优良的抗菌性能已被人们认可。实验表明,甲壳素/聚糖纤维对大肠杆菌、枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、乳酸杆菌等常见菌种具有很好的抑菌作用甲壳素/壳聚糖纤维制成的医用敷料,可以使肉芽新生,促进伤口愈合;临床上具有镇痛止血的功效;当植入生物体内或覆盖在创伤表面,引起的生物组织反应小,且可被组织中的酶降解。此外,此类纤维废弃物可自然降解,对环境不会造成污染,把抗菌纤维的生产推向天然抗菌的研究阶段。
9.11事件以来,各国对防火的要求不断加强,美国及欧盟等多个国家以立法的形式要求汽车站、电影院以及有老人和孩子的家庭使用的纺织品以及装修面料均需达到防火要求,包括使用的浴巾、浴袍等,极大地推进了阻燃抗熔滴纤维的研究和生产。
近年来,随着经济和社会的发展,人们的保健意识不断加强,通过添加共混生产的竹炭纤维、竹纤维、以及抗紫外、冰凉纤维、芦荟纤维、磁性保健纤维、负离子保健等改性纤维均获得空前发展。环保的压力以及国家产业政策的引导,致使印染企业不断限排关停,使添加共混原液上色的色丝生产已成为共混改性生产的重点,再加上熔体在线添加技术的成熟发展,打破了熔体直纺难以适应共混差别化改性生产的瓶颈,目前色丝的生产已经由原来的切片纺生产,逐步转移到熔体直纺生产。
随着纺织化纤行业产业升级转型的深入发展,市场对差别化产品的需求会进一步加大,将会带动荧光增白、夜光纤维以及蒙脱土等稀土改性等更多的功能性、差别纤维由共混改性纤维的产业化发展,现聚合共混生产的阳离子可染、阻燃、全消光等差别化纤维可能会转为熔融共混改性生产。同时共混改性技术的进一步发展,也必将推动化纤行业差别化升级转型的纵深发展。营销采购中心市场部副经理张守运