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纺织材料生态化及其发展趋势摘要:从采用绿色原料、利用生物技术和开发可降解纤维3方面,综述了纺织材料生态化的发展现状,指出循环材料开发和使用是纺织生态材料发展的趋势。关键词:纺织材料;绿色;生态化;趋势目前在全球可持续发展战略影响下,许多国家都在致力于研究既不影响生态环境,又能利用生态资源的新型纤维。并提出纺织用材料必须经过毒理学测试,具有相应标志,符合环保、生态、人体健康要求。纺织材料生态化已成为全世界关注的发展方向。采用绿色原料开发生态纤维,利用生物技术发展可降解纤维,选择节约资源、可回收利用纤维原料已成为目前纺织生态材料发展的趋势[1~2]。1采用绿色原料开发生态纤维利用绿色原料开发生态纤维已成为获得生态型纺织材料的主要途径和研究、开发热点。从食用的香蕉、小麦、大豆、玉米、牛奶、虾、蟹等到木材、昆虫、蜘蛛都成为了生态纤维材料的来源。现今的绿色原料包括原生态自然物质,以自然物质为基础的提炼物及原有纤维的再加工产物3种[3]。1·1利用原生态自然物开发生态纤维自然界中原生态的物质即常规的天然纤维,以其自然本色和环保特性赢得人们喜爱。但天然纤维并非完全无毒,如天然纤维在生长过程中所施用的化肥及杀虫剂等化学药品是有害物质进入的主要途径。目前生态天然纤维主要致力于开发对杀虫剂和除草剂较少依赖的天然纤维和新型绿色纤维,如有机棉、有机麻等。同时许多新型原生态的纤维原料如木棉、菠萝叶纤维、香蕉茎纤维、竹纤维等生态纤维也在积极的开发与应用中。发现更多的天然纤维材料,进一步扩大天然纤维的可利用性,使天然纤维材料的发展日益扩大是当前利用原生态的自然物质开发生态纤维的主要研究方向[4~5]。1·2用自然物的提取物开发再生生态性纤维直接取自天然高分子物质,以自然物质为基础的提取物可形成绿色环保纤维,如Tencel、Modal、大豆蛋白纤维、牛奶、海藻酸钠纤维、甲壳素纤维、竹浆纤维等。这些纤维多属于再生纤维素或蛋白质纤维类,纤维本身主要由纤维素或蛋白质组成,易生物降解,符合环保要求。有关再生生态纤维方面的研究较早也较多,许多纤维的开发和应用也较成熟[6]。如甲壳素纤维,所用甲壳质广泛存在于虾、蟹等水产品和昆虫、蜘蛛等节肢动物的外壳中,也存在于菌类、藻类的细胞壁中。甲壳质纤维是一种可降解的环保型动物纤维素纤维,废弃后可被微生物分解。这种纤维具有生物活性,有良好的吸附性、粘结性、抗菌性和治伤性能。它是自然界唯一带正电荷的动物纤维,对危害人体的大肠菌杆、金色葡萄球菌等具有较强的抑制能力,适合制造特殊的医用功能纤维产品。此外,近年开发的新型蛋白复合蚕蛹蛋白粘胶长丝纤维,利用与粘胶纺丝原液共混,纤维素形成芯部,蛋白质集中于表面,构成分子上的稳定结合,形成具有特定皮芯结构的蛹蛋白粘胶皮芯复合长丝。纤维中蛋白质含量为10%~20%左右,纤维与皮肤的亲合性好,保健功能显著[7~8]。1·3利用原有纤维的再加工开发生态性纺织材料采用自然原料通过高分子化学合成的方法可加工、生产生态纤维材料,如聚乳酸纤维(PLA)、聚羟基乙酸纤维(PGA),及它们的聚合纤维(PLGA)。这些纤维原料资源可再生和重复利用,使用过程安全。纤维开发途径包括微生物合成生态纤维和化学合成高分子生态材料。由微生物合成的聚羟基链烷酸酯、短梗霉多糖、功能蛋白高分子等都可以纺制成纤维。另外,微生物还可直接用于生产可生物降解的纤维。如短梗霉多糖(Pullulan)纤维就是以谷物或马铃薯为原料,由出芽短梗霉产生的一种胞外水溶性多糖(由麦芽三糖1,6键接形成的聚合物)合成,其强度和硬度等物理性质与聚苯乙烯相当。Pullulan纤维具有平滑、透明、光泽好、强度高(与尼纶相当)、无毒、无味、无色、能生物降解的特点,适合作手术缝合线和医用敷料。还可利用多糖液中培养出的细菌(膜醋菌)获得直径大于40 nm的生物纤维丝条,用微菌类霉菌体合成支化营养菌丝或长度达几厘米的由孢子囊柄组成的丝条,分离纯化后丝条能够织成无纺布,用于湿法无纺布的过滤材料[9]。化学合成高分子材料是将天然物质通过化学加工方法合成,如美国杜邦公司2000年10月投产的索罗那(Sorona)纤维就是以玉米为原料的全新多聚体化合物。其纤维制品在舒适、耐磨、弹性、抗皱、防护等性能方面,大大优于现有的化纤制品。制成的人造皮革更柔软,更似真皮,且可回收再利用,为重要的环保产品。还有以玉米、小麦等农作物为原料发酵成乳酸再聚合而成的高分子化合物聚乳酸纤维(PLA)等[10]。2运用生物技术和基因工程开发生态纺织材料将现代生物技术巧妙地用于纺织纤维的开发,不仅能有效地改进现有纺织原料的不足,还可根据需要开发出适合纺织生产的新型纺织纤维,为纺织原料研发开辟新的途径。天然彩色棉纤维是美国科学家利用基因改性技术开发出的一种新型棉花品种,通过将彩色基因移植到白棉DNA中而获得。彩棉产品省去染色、印花等工序,减少了加工污水的排放和能源消耗,实现了从纤维生长到纺织成衣全过程的“零污染”。利用基因改性技术可生产抗虫棉,避免农药对环境及棉本身造成危害。中国农科院等单位将苏芸金杆菌的毒蛋白基因转入棉细胞内,培育出了十多个抗虫棉品种,能产生一种对抗鳞翅目昆虫的毒素,抗棉铃虫能力达80%以上。此外,转基因抗蚜虫棉、转基因抗虫抗病棉也相继培育成功,已在我国实验推广[11]。利用现代生物、基因工程技术还可向棉纤维中引入其他成分,形成天然多成分棉,改善棉纤维的性能。如利用在棉纤维中腔内具有可生物降解的聚酯内芯来生产天然的涤棉混合纤维,或引入动物纤维蛋白,从而形成含动物纤维的天然多成分棉,对改善棉纤维自身的不足,提高棉纤维的性能有很大贡献[12]。五彩丝、彩色羊毛的取得主要靠蚕的基因突变。利用染色体技术把需要的基因组合输入家蚕体内,培育出能吐彩丝的新蚕种。选择合适的彩色基因导入绵羊体内,也可培育出具有天然色彩的彩色羊毛[13]。运用现代生物技术还可扩大纤维的生产。例如,蜘蛛丝因具有超高强力是开发高强织物的理想原料,但如何获得大量的蜘蛛丝来满足纺织生产的需要就成了产品开发过程的难题。为此,加拿大Nexia公司将从蜘蛛丝蛋白中分离出的有关基因转入奶牛和山羊的乳腺细胞中,从其分泌的乳液中获得经过重组的蜘蛛丝蛋白,并从中提取到与蜘蛛丝性能相似的丝蛋白纤维。此外,还可利用微生物发酵技术从蜘蛛丝蛋白中分离出有关基因,人工重组到可以用发酵法大量生产蛋白质的诸如大肠杆菌或酵母菌等微生物体内,在其细胞中产生蜘蛛丝蛋白[14~15]。3可生物降解材料开发可生物降解纤维是指在一定时间和适当的自然条件下能够被微生物(如细菌、真菌、藻类等)或其分泌物在醇或化学分解作用下发生降解的纤维。可生物降解纤维制成的纺织品,通常在微生物作用下,可分解为二氧化碳和水等对环境无害的物质,是理想的石油类纤维材料替代品。降解采用的方法有堆肥降解、土地埋入降解、在活性污泥中降解、海水浸渍降解,以及在聚合物中通过添加组分进行共聚来加速降解等。目前美、欧、日对可生物降解纤维的研究处于领先地位,我国的研究起步较晚[16]。常见的天然纤维及目前研究较多的纤维素纤维、蛋白纤维、甲壳素纤维、淀粉纤维等都具有良好的生物降解。而合成纤维可降解中较大的一类是水溶性聚合物,它是一种亲水性的高分子材料,在水中能溶解或溶胀形成溶液或分散液,其分子链上一般含有一定数量的强亲水基团(如羧基、羟基、氨基、醚基和酞胺基等)。常见的生物降解性合成高分子有聚乙烯醇(PVA)、聚丙二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)等。聚乙烯醇(PVA)是人们最熟悉的水溶性高聚物,它在纤维和纤维改性及制作膜材料等方面都有广泛的应用。Planet Packaging Technologies公司用PEG共混制造生物降解高分子材料。美国Air Product & Chemical公司也开发了一种商品名为Vinex的材料,它是由聚乙烯醇和聚烯烃、丙烯酸酯接枝聚合而成,材料具有可降解性[17-18]。另一类是利用自然界中存在的天然物质经化学加工形成的合成纤维,如聚乳酸纤维(PLA),虽为合成纤维,但其原料来源于地球上不断再生而取之不竭的农作物,其废弃物埋入土中后,在土壤和水中微生物作用下大约经过1~2年时间,纤维可被完全分解为CO2和H2O从而发生降解[19]。虽然可降解纤维材料的开发已取得一定进展,但研究进行得还很不够,也没有取得较大的突破。随着人们生活水平的不断提高,对可生物降解功能纤维需求的增长,可以预见在新技术的应用和新材料的涌现下,可生物降解纤维将会被更广泛地应用[20~21]。4生态材料的发展趋势循环材料最基本的特点就是在主产业链上向前、向后延伸,实现闭合循环发展,使所用的原料和能源在不断的循环中得到合理利用,节约生态资源。现代纺织要求材料可循环、再生,产业发展可持续,因此,循环材料的开发和利用应是未来生态材料发展的趋势。最近日本提出了“完全循环型”新概念,要求彻底实现纤维从原料使用到最终制品回收全过程完全循环。吉玛公司、杜邦公司对聚酯等装置也提出了“全循环”概念[22]。天然纤维材料是地球上巨大的再生性生物高分子资源,作为“从自然产生又回到自然”的资源循环型材料,具有不可替代的发展优势。人造纤维材料作为传统的纺织材料,其原料多为天然可再生的非石油资源(木、棉、亚麻、竹、麦杆等),符合可持续发展的需求。合成纤维多为石油化合物,而石油属原生资源,且常规合成纤维具有不可再生、不可降解性。目前合成纤维如何进行回收再生是生态材料研究的重点,也是治理环境污染,节约资源和能源,促进合成材料循环使用的一种最积极的废弃物处理方法。已开发了有回收聚合物、纤维的原料再循环和回收单体的化学再循环系统[23~25]。回归自然、适应环境是纺织材料总的发展趋势。生态化纺织材料的发展为保护生存环境,实现纺织工业可持续发展提供了保障,符合21世纪绿色环保型时代的要求。随着社会的文明和进步,可认为未来的纺织工业将是绿色生态工业。参考文献:[1]吴湘济,沈晶.纺织工业绿色纺织品的设计与开发[J].上海工程技术大学学报,2002,(12):298-317.[2]黄猛.我国绿色纺织品的现状及发展趋势[J].棉纺织技术,2000,(2):31-33.[3]甘应近,白越,等.绿色纺织品的现状与展望[J].纺织学报,2003,(6):93-95.[4]Peter F Greenwood, green are cotton and linen?[J].textiles,1999,(3).[5]付群锋.浅谈新世纪纺织面料的发展趋势[J].印染,2000,(7):49-50.[6]A P Aneja,等.21世纪的纤维[J].国外纺织技术,2000,(1):1-3.[7]李晓燕.生态纺织纤维的性能与应用[J].棉纺织技术,2002,(11):
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H211胶圈性能及纺纱实践 为适应市场需求，纺织企业纺纱品种日渐繁多，纯棉、涤棉、化纤、麻、涤、氨纶纱等产品更换频繁，这就给纺纱牵伸重要部件——胶辊、胶圈提出了更高的要求。如何使胶圈的适用性增强，使用寿命延长，纺纱条干更优，这是摆在纺织橡胶企业面前的新课题。H211型胶圈是针对这一纺纱要求而新开发的细纱胶圈，具有耐磨性好、伸长率低、弹性好、使用寿命长等特点。其适纺性强，手感柔软，运转中抗屈挠性佳，滑溜率小、抗缠绕，纺纱效果较好。 1胶圈适纺性分析 国产胶圈具有明显的局限性，分纯棉用、化纤用、毛纺用胶圈，适纺性差。过去纺纱厂纺织品种单一，这种胶圈有其存在的市场，但是在中国加入WTO、步人全球经济后，纺纱厂纺纱品种日趋多样化，这种胶圈的弊端越来越明显。首先，纺织厂更换纺纱品种，停车停工换胶圈费时费力，影响产量；其次，由于经常更换胶圈，胶圈走熟期势必影响成纱质量，导致条干恶化，条干CV值升高，粗节、细节增多；第三，胶圈品种规格多，难管理，且生产成本也会增加。以上诸多弊端必将影响纺织企业的市场竞争能力。因此，设计一种通用性强、耐磨及使用寿命长、适纺性好的胶圈势在必行。 长期的生产实践证明，胶圈的摩擦因数(对各种纤维和金属)、弹性、硬度是决定胶圈能否正常使用的主要指标。胶圈的适纺性就是指能否满足成纱质量的需要。首先以保证纺纱质量为主，即在保证胶圈能正常纺纱的基础上再达到耐磨、耐油、耐挠屈，以获得最长的使用寿命。过去胶圈的缺点就在于把以上两个使用条件割裂开来，使得纺不同品种胶圈的胶料配方不同，造成纯棉胶圈只能纺纯棉，化纤圈只能纺化纤。如9410型胶圈用于纺纯棉，911O-3型胶圈用于纺化纤。 纺纯棉用胶圈设计时大多较柔软，硬度在邵尔．A65度～邵尔A66度，硬度靠增塑剂二丁酯调节。因此，此种胶圈使用初期较柔软，有一定的弹性，但无刚性。使用时间越久，随着增塑剂的迁移、挥发，胶圈越来越硬。因此，使用初期，牵伸效果尚可，纺纱的条干CV值还较理想。但时间越久，纺纱条干就越差，且由于强度较低，耐磨性差，因此使用寿命也较短。纺涤棉、化纤胶圈硬度高，硬度为邵尔A74度，强度较纯棉胶圈高25％，但弹性不足，较纯棉胶圈低33％，削弱了对浮游纤维的控制能力，加捻牵伸效果不理想，千米粗细节多。为了增强抗绕性，混炼时在胶料中加进抗静电剂，此种静电剂会使胶圈变硬、发脆。因此，在具体使用中，胶圈易发脆，产生大裂口，以致严重绕花，断头增多，使用寿命大大缩短。 从不同类别胶圈的使用情况可以知道，有效地解决适纺性与寿命之间的矛盾，是胶圈生产技术的一大突破。 2 H211型胶圈的适纺性 橡胶制品的开发主要是配方和工艺路线的设计，通过选材和材料的优化组合，利用先进的装备和技术生产出优良制品。通过对国外胶圈进行检测分析，消化吸收先进技术，研制开发出H211型胶圈。H211型胶圈的适纺性强，可以满足不同原料的生产要求，便于纺织厂的生产管理，降低生产成本。 在H211型胶圈研制过程中，着重对以下几个方面进行研究。 (1)主体材料的选择。极性相近是两种材料共混并用的首要条件。两种材料的极性程度差别越小，它们就具有更好的分散相溶效果。从实际选择的材料看，极性相似，溶解度参数接近。丁腈橡胶的溶解度参数为9．6，而选择的另一种高分子合成材料的溶解度参数为9．57，两者相溶性很好。而且该高分子合成材料完全不同于以往的丁腈-PVC树脂、丁腈一氯醋树脂体系，它的平均分子量明显高于一般塑料，接近橡胶(见表2)。因此，赋予H21l型胶圈高弹性、高强度压缩永久变形小等特性。 2)助剂的选择。在抗挠性、提高制品的耐磨、老化龟裂及提高适纺性方面，通过选择新型助剂来达到上述性能。目前H211型胶圈中进口新型助剂达75％。如选用德国进口的增塑剂，它与丁腈橡胶相溶性好，分子量高，不易迁移和挥发，耐寒性和耐热性好，赋予制品优良的低温柔软性，并且具有优良的抗静电效果。图1为H211型、9410型及9110-3型胶圈的硬度随时间及温度的变化情况。 图1表明，随着使用时间的延长，H211型胶圈硬度上升很小，而9410型、9110一3型胶圈硬度上升较大。随着温度的升高，H211型硬度变化小，其对高温环境适应性强；9410型、9110—3型胶圈硬度下降明显。 3 H211型胶圈使用效果 H211型胶圈在无锡纺织机械试验中心进行了长达20个月的跟踪试验，分别在涤棉品种、纯棉品种上进行了应用。 3．1在涤棉品种上的应用 为了试验H211型胶圈的适纺性，在纺制重点品种米通纱时对H211型胶圈与其他胶圈进行了对比，结果见表3。 从使用情况来看，H211型胶圈表面滑爽，回弹性、耐老化性好，手感柔软，对温度、相对湿度变化适应性较强。胶圈适纺性强，主要表现在纺纱品种频繁翻改，在不更换H211型胶圈的前提下都能保持良好且稳定的成纱质量。目前H211型胶圈还在继续运转使用，接受更长时间的连续考验。 3．2在纯棉品种上的应用 在FA506型细纱机上配置H211型胶圈纺制cJ 14．6 tex纱，成纱质量见表4。 在A513C型细纱机同锭、同工艺条件下，将H211型胶圈与其他胶圈进行纺纱对比，纺纱品种为cJ 14．5 tex针织用纱，成纱质量见表5。 纺纱试验表明，H211型胶圈柔软性好，运转中抗屈挠性佳，运转速率稳定，滑溜率小，抗绕能力强，在长期大面积使用过程中未见异常波动，成纱质量较理想。 4结束语 H211型胶圈从适纺性方面着手，通过优化胶料配方在满足成纱质量需要的基础上，提高了胶圈强度，达到了耐磨、耐油、耐挠屈的要求，从而提高了使用寿命。原先普通胶圈寿命只有6个～8个月，而H211型胶圈达到12个月以上。通过长时间试验，H211型胶圈可以纺棉、涤棉及毛纱品种，成纱质量较好。
纺织材料生态化及其发展趋势摘要:从采用绿色原料、利用生物技术和开发可降解纤维3方面,综述了纺织材料生态化的发展现状,指出循环材料开发和使用是纺织生态材料发展的趋
dapangduola 2人参与回答 2023-12-11 1 我国是一个纺织品出口大国,在纺织品贸易的国际舞台中一直发挥着举足轻重的作用.随着科学技术的进步,国际贸易的发展,我国的纺织品贸易面临新的机遇和挑战.在新形势
鑫宝贝66 2人参与回答 2023-12-10 据我知道的，《纺织科学研究》杂志还不错，内容比较专业有深度，类似纺织行业的《新世纪》《财经》
小小小小野 5人参与回答 2023-12-07 印染。。。
梦叶草2011 4人参与回答 2023-12-07 棉纺织技术、纺织学报、纺织导报、毛纺科技、丝绸、产业用纺织品、印染助剂、上海纺织科技、东华大学学报、合成纤维、针织工业、天津工业大学学报、北京服装学院学报、纺织
蝴蝶圆舞曲 5人参与回答 2023-12-06