芳香型聚丙烯纖維的加工方法與其他芳香纖維的開發(fā)應用

1、芳香型聚丙烯纖維的加工方法與其他芳香纖維的開發(fā)應用 【作者：顧超英】  一、前言 芳香在人類生活中具有突出形象、優(yōu)化環(huán)境和醫(yī)療保健的作用，特別是芳香醫(yī)療，在現(xiàn)代生活中更有重要的意義。芳香療法是一種自古就有的聞香治病的方法。眾所周知，纖維是人們生活中不可缺少的東西，改進纖維的各種性能，就能夠大大提高人們生活質量。而芳香纖維就屬于經(jīng)過改進纖維的性能的一種新型纖維，國內外的科學技術人員把不同類型的名貴天然香料和生態(tài)棉原料共混熔融紡絲，將香料因子熔化在超細的纖維內部，使纖維具有久洗不褪的天然芬芳，這種纖維屬于高科技纖維。用這種纖維織出的內衣可使香味散布在人體各個部位，給人以暢悅的穿著感覺。芳

2、香型纖維也是近年來由日本幾家公司研究推出的一大類功能型纖維，日本芳香纖維制品的形式以及香型都在向多樣化發(fā)展，且各大公司都有自己的拳頭產(chǎn)品?，F(xiàn)已在國外盛行并日益引起諸多消費者的濃厚興趣。特別是近年來芳香商品顯示出了極其旺盛的增長活力。其中，芳香紡織品作為芳香商品的一類也有很大的發(fā)展，市場前景可以說非?？春谩Ｒ虼?，芳香纖維從開發(fā)到應用，很快就取得了成功。 二、芳香型纖維發(fā)展源頭 芳香型纖維是20世紀80年代初開發(fā)并于90年代中期迅速發(fā)展起來的一種新型纖維。目前日本在芳香型纖維及其制品的產(chǎn)業(yè)化開發(fā)方面處于世界領先地位，所開發(fā)的產(chǎn)品涉及服用紡織品被褥、枕頭、床墊、靠墊、地毯等家用紡織品。歐美對芳香型纖

3、維及其制品的開發(fā)熱情不是很高，這與他們對添加化學品以開發(fā)功能性紡織品的方式一貫持慎重的態(tài)度有關。國內芳香型纖維開發(fā)同樣始于上世紀80年代，但在生產(chǎn)工藝、纖維品種、香型選擇等方面，與日本相比仍存在較大差距，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面差距更大。 三、芳香型纖維的分類與制造方法 1.芳香型纖維的分類 芳香型纖維的分類并無嚴格的定義。化學纖維的分類通常是按其高分子的化學結構來命名的，但芳香型纖維目前并未達到品種遍布大部分纖維種類的程度而只是局限于少數(shù)幾種纖維，而且從應用性能上講與纖維的種類并無太大的關聯(lián)。因此，芳香型纖維的分類似乎從制備工藝來分可能更為合適。按加工工藝分，目前的芳香型纖維主要有三類：以微膠囊法

4、制備的芳香型纖維、以共混紡絲法制備的芳香型纖維和以復合紡絲法制備的芳香型纖維。 2.芳香型纖維的制造方法 自從80年代以來，在開發(fā)芳香纖維方面日本的科學技術人員就做了許多這樣的工作，國際上也有諸多化纖與紡織大企業(yè)開發(fā)出獨具特色的芳香纖維，這種纖維能夠獲得芳香強度和芳香持久性的良好結合。確保其紡絲性能和耐洗滌性，這也是通過對原料進行改性來開發(fā)下游芳香紡織品的最新的一種形式。制備各種香型的芳香纖維方法有共混法、復合紡絲法以及微囊化香精后處理法等等。 2.1共混法 共混紡絲法制備芳香型纖維的最大優(yōu)點是可以獲得具有持久芳香效果的芳香型纖維。但對合成纖維而言，目前比較成熟的、已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的共混法芳香

5、型纖維是芳香聚丙烯纖維。由于常規(guī)聚丙烯纖維的服用性能和染色性能均不很理想，所以目前只有少量芳香型聚丙烯長絲用于針織類服用產(chǎn)品，其它一般用于裝飾類織物或填充材料。細旦丙綸和可染丙綸的出現(xiàn)為芳香型聚丙烯纖維在服用領域的應用提供了一種突破瓶頸、求得更大發(fā)展的可能。以共混濕法紡絲方法制備芳香型纖維目前還沒有成功的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的例子。其主要原因在于濕法紡絲工藝復雜、流程長，作為添加劑的芳香劑所必須耐受的化學環(huán)境相當惡劣，而且纖維成形時紡絲液中有相當部分芳香劑會進入凝固浴，且難以回收；加上后道的洗滌和定型、干燥工序，芳香劑損失嚴重，從而使生產(chǎn)成本大幅升高，市場開發(fā)前景不容樂觀。還有共混紡絲法的其他優(yōu)點就是

6、不需要改動傳統(tǒng)的紡絲設備，但是這類纖維有一個較大特點，就是選用香精的香料成份的沸點都限定在250以上。這是因為在熔融紡絲中溫度高達200以上，沸點低于250的香料就會揮發(fā)一空，使纖維的香氣質量受到損害，如此也使香料可選擇范圍大大縮小。因此，芳香纖維生產(chǎn)企業(yè)必須對此問題進行高度重視，對香料的熔點及沸點要求一定比較高才可以，否則前功盡棄。倘若國內生產(chǎn)企業(yè)要生產(chǎn)芳香纖維一定要選擇目前國內生產(chǎn)的熔點和沸點較高的幾十種合成香料及天然香料。調配香型需根據(jù)調香原則，每調配一種香型要由幾種或幾十種香料組成。再者，還有一點就是采用共混紡絲法生產(chǎn)芳香纖維時，如果將香料直接與切片共混，處理物料量比較大，香料損失比較

7、嚴重，生產(chǎn)成本還是很高的，在這一點上企業(yè)應該特別的注意才是。 另外，共混法實施比較方便，但要求香精具有較高的沸點，一般耐高溫香精主要用于共混法制造芳香纖維上。也就是將耐高溫香精先與載體共混造粒，得到較高含香濃度的香母粒，再將此種香母粒。以一定的比例與切片共混紡絲即可得到芳香纖維。用此方法制得芳香纖維由于香精包含其中，其香氣持久性較好。另一方面，用香母粒紡絲如同色母粒紡絲一樣的簡單，所以預期此方法有很好的前景可言。 2.2復合紡絲法 復合紡絲法是一種技術含量較高的紡絲技術。所謂復合紡絲是用兩根或多根螺桿將不同種類的成纖聚合物通過復合紡絲組件紡制出含不同組分的復合絲。復合絲中不同組分在纖維截面上的

8、分布可以有各種不同的形態(tài)，以復合紡絲技術制得的芳香型纖維通常是皮芯型結構。以皮芯型結構制備復合芳香型纖維時，通常將芳香劑與熔點相對較低的聚合物捏和后紡入芯層，而皮層材料則通常是聚丙烯或聚酯。由于芯層材料的螺桿擠出溫度相對較低。 紡制芳香型纖維有多種方法，通過添加香型母粒進行復合紡絲，具有香氣純正、耐洗滌、留香時間長等優(yōu)異性能。但是，復合紡絲法紡絲設備復雜，生產(chǎn)成本較高。如果一般企業(yè)采用母粒法，即生產(chǎn)含香料量較高的母粒，將母粒與紡絲切片混合熔融紡絲。由于母粒中香料量較高，而且還要考慮在制造、紡絲、應用過程對香料有保護、貯存和釋放功能的組分以及母粒與不同切片的相容性，因此必須研究各種組分在母粒制造

9、過程中的具體影響。例如，開發(fā)復合型芳香纖維一般均選用熔點低且耐水解的聚合物作芯層，香料加在芯層中。香料與芯層共聚物結合牢度高，且基本不能透過纖維皮層，而是沿著纖維縱向從橫截面逸出，達到持久的芳香效果。也正是因為用復合紡絲法制造的芳香型纖維香味持久性長，之所以用該種芳香纖維制成的服裝和室內裝飾品，才真正會給人帶來愉快的享受和調節(jié)精神的作用。再者，企業(yè)用皮芯型芳香復合纖維通常一般都將其制成短纖維，可以用于下游企業(yè)的紡紗、織造并制成服用產(chǎn)品，但目前更多的是用于床上用品、裝飾用品和填充料。 復合型芳香纖維也是新近開發(fā)的一種功能型纖維，由于香料被包在纖維芯層，通過緩釋作用而使纖維保香期延長。在選擇可作為

10、復合型芳香纖維使用香料的時候，除了考慮香料自身的功能和香氣外，還要考慮香料分子的穩(wěn)定性和對紡絲工藝的影響等諸多因素，特別是香料分子的加入對紡絲熔體的流變學性能的變化，將直接影響其紡絲過程和纖維性能，這就要求開發(fā)生產(chǎn)復合型芳香纖維生產(chǎn)企業(yè)的工藝人員必須在以上方面加以關注。 2.3微囊化香精后處理法 以微囊化香精后處理技術制取的芳香紡織品，織品可保留香味12年，且生產(chǎn)成本較低。它是利用高分子凝聚作用將芳香劑包容在高分子膜內，形成芳香微膠囊。而芳香的原料（可能是熏衣草、檀香、玫瑰花等味道的香料）就包覆在膠囊內，香味被緩緩地釋放，從而延長了香味的保留時間。當消費者穿著這些服飾時，由于衣服之間的磨擦，布

11、料表面的微膠囊慢慢裂開來，各式各樣的香味自然就在衣服上散開。由于這些微膠囊數(shù)量還是會隨著洗滌次數(shù)或是本身裂開數(shù)量的增加而減少，因此衣物上所散發(fā)的香味，還是會隨著時間的增長而慢慢減少。據(jù)了解香味的持久性，以現(xiàn)階段業(yè)者所開發(fā)的芳香布料來測試，耐洗滌的次數(shù)還是可以滿足消費者的需求。特別是針對芳香絮棉填充纖維，由于它對洗滌的要求不高，所以用微囊化香精后處理法生產(chǎn)比較合理些。 從一般意義上講，微膠囊法對芳香劑的選擇和對不同纖維品種的適應性沒有特殊的限制，而且加工比較簡便。由于采用微膠囊技術，包覆在高分子膠囊內的芳香劑會緩慢地釋放，從而大大延長了纖維的留香時間。同時，由于微膠囊只是機械地附著在纖維表面，其

12、耐洗性就不太理想。因此，微膠囊法一般適用于芳香型填充料或其它不需經(jīng)常洗滌的裝飾類產(chǎn)品的生產(chǎn)。雖然微膠囊法對纖維的種類沒有特殊的限制要求，但用微膠囊法處理短纖維來制備芳香型纖維顯然是不合適的，因為這會給后道纖維的開松、梳理帶來困難。因此，目前微膠囊法制備的芳香型纖維主要還是合成纖維，其微膠囊處理工序在切斷（短纖維）和熱定型之前。 四、芳香型聚丙烯纖維的加工方法 以下引用了國內相關研究機構開發(fā)生產(chǎn)出的芳香型聚丙烯纖維方法，以供大家參考！ 1. EVA/PP共混物切片的制備 將已干燥過的EVA，PP混合粒料在SJ-20Z×25塑料擠出機上經(jīng)水浴冷卻紡成絲條，再將絲條切成3mm長的粒料，干燥

13、，冷卻后備用。 2.初生EVA/PP共混纖維的制備 用已干燥過的EVA/PP共混物切片在自制微型柱塞紡絲機上熔融紡絲，制備出直徑約為20-25um的初生EVA/PP共混纖維。 3.EVA/PP共混纖維的后處理 3.1 EVA/PP共混纖維的熱拉伸 初生共混纖維在室溫下平衡48h，將纖維按適當?shù)睦w度集束，在自制的牽伸裝置上進行熱拉伸。牽伸裝置由熱輥，喂絲輥和繞絲輥組成。共混纖維在熱輥表面上進行熱拉伸，熱輥表面溫度即拉伸。喂絲輥與繞絲輥同軸，拉伸時通過兩輥的直徑比控制拉伸比。 3.2 EVA/PP共混纖維的熱定型 采用定長熱定型。將平衡后的拉伸共混纖維繞緊在定直徑圓輥上，打結固定后放入已達設定溫度

14、的熱風烘箱，加熱到所需時間后迅速取出，風冷。 4. EVA/PP共混纖維對香料的吸附測定 在恒溫下將定量的EVA/PP共混纖維放入定量的已知濃度的香料乙醇溶液中，達到平衡后測定溶液的濃度。用阿貝折射儀測定已配制的一系列濃度的香料乙醇溶液的折射率，利用折射率一濃度工作曲線測定香料濃度的變化。根據(jù)吸附前后香料的濃度計算出纖維對香料的吸附量。 EVA/PP共混纖維吸附香料分子過程是借助纖維內香料親和力，即香料在溶液和纖維中的化學勢差，通過纖維微孔對香料進行吸附和擴散，并固著在纖維內表面的特殊活性部位。EVAPP共混纖維屬于異相熔體成纖，具有基體一微纖基本結構。分散相EVAm而均勻，EVA與PP兩相間

15、界面較兩相松散。由于EVA與PP相容性差，兩相間還會出現(xiàn)微隙。EVA/PP共混纖維的這種形態(tài)結構使香料分子獲得更多的通道，易被吸附、擴散和儲存。從化學結構上看，EVA大分子鏈的側基含有酯基，酯基形成了某種親和香料的活性部位。借助某些香料分子與羰基形成的微弱氫鍵，偶極相互作用和范德華力吸附香料分子。 五、芳香型纖維的應用與紡織品的開發(fā)情況 1. 芳香型纖維的應用 芳香型纖維在紡織服裝行業(yè)的應用相當廣泛，可制成服裝和室內裝飾品，帶給人愉快的享受，起到調節(jié)精神的作用。下面是幾個應用例子。 芳香羊絨衫用芳香纖維與羊絨混紡，并在混合紡紗時添加滌綸。一方面提高了紗線強力，擴大了紗支范圍，工藝設計簡單；另一

16、方面在長度上彌補了山羊絨短絨率高、整齊度差的不足，提高了制成率。 芳香汽車裝飾布在制作裝飾布的過程中，摻人一定比例的芳香纖維，可使制成的汽車裝飾布有一定香味。既改善了汽車的室內環(huán)境，又對乘車人員的心情起到有利的調節(jié)作用。 芳香遠紅外保健被用芳香纖維與遠紅外纖維混合后經(jīng)針刺制成。只要芳香纖維與遠紅外纖維的混合比例適當，就能生產(chǎn)出令消費者滿意的產(chǎn)品。 2.芳香家用紡織品的開發(fā)與注意事項 2.1芳香家用紡織品的開發(fā) 芳香家用紡織品不僅具有紡織品的防護、保暖和裝飾的功能，還增添了嗅覺上的享受、殺菌和凈化環(huán)境及醫(yī)療保健作用。因此芳香家用紡織品的開發(fā)具有一定價值。開發(fā)芳香家用紡織品有4種方法可采用：后整理

17、附香法。就是把織物浸泡在有相應功效的藥材液中，從而使其有一定的香味功能。將芳香型中草藥與棉花共同作為填充物，用織物包裹。纖維直接附香法。即用一定比例芳香型纖維紡成紗線，織成織物。把芳香型微粒一起織入織物中。 2.2開發(fā)芳香家用紡織品的注意事項 在開發(fā)芳香家用紡織品時需要注意如下幾方面的關系：色彩與香味的關系。在設計芳香家紡產(chǎn)品時，宜將香味與家用紡織品的色彩搭配起來，產(chǎn)生出和諧一致的效果。面料與產(chǎn)品開發(fā)的關系。設計芳香家用紡織品時應努力追求自然天成，強調人與自然的和諧關系，如生態(tài)平衡，環(huán)保意識，舒適愜意等，因此應采用天然綠色的環(huán)保纖維。制作工藝與用途的關系。在設計時應根據(jù)具體結構制作獨特造型的芳香類家用紡織品，如可根據(jù)人體穴位設計制作適合不同人群的保健產(chǎn)品，使之能更好地發(fā)揮藥效。獨特風格的芳香家紡產(chǎn)品開發(fā)。在設計時可從世界各民族精華中啟發(fā)靈感，創(chuàng)作出時尚流行的家紡產(chǎn)品，同時將審美和實用功能巧妙結合在一起。包裝推銷與產(chǎn)品的關系。在推出芳香型保健家紡產(chǎn)品時，要有一套完整的服務體系。這包括產(chǎn)品成分、產(chǎn)品使用功能