吸湿快干纤维改性材料工程
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[论文摘要]吸湿快干纤维及其织物因服用的舒适性倍受消费者青睐。文章综述了对纤维导湿性能的表征方法、各种物理改性和化学改性方法的制备原理，介绍了国际国内新近推出的吸湿快干纤维与面料。
引言
纯棉制品以其优良的吸湿透气性带给人们良好的舒适感，但因其保水率较高，导湿性能较差，应用范围也受到了制约。传统聚酯纤维则相反，由于其疏水特性而使它在对吸湿性或吸水性要求较高的领域中的应用受到了限制[1]。因此，同时具有吸湿、快干特性的纤维及面料有着广阔的发展前景。
一、研究现状
（一）机理
传统舒适性面料多以棉等亲水性纤维原料为主，此类纤维的吸水迅速，但湿透的织物不能及时向空气传递散发热湿，使人不舒服。而用现代吸湿快干性聚酯纤维做成的织物，能把皮肤上的汗水迅速从织物内层引导到织物外表，并散发到空气中去，从而保持贴身层始终处于干爽状态，使人体感觉舒适[2]。
（二）表征方法[3]
1．毛细管效应或垂直芯吸法
毛细管效应是最常用也是最直观的一种方法，可以表现织物吸汗能力及扩散能力。测试方法参照ZBW04019-90纺织品毛细效应试验方法进行，在YG(B)871型毛细管效应仪上测定，记录30min后水在织物条上的爬升高度。
2．透湿率
这是衡量织物两面存在水蒸汽压力差时织物透通水汽的性能。测试方法是在透湿杯内装蒸馏水，杯口覆盖试样，整体置入干燥器内，干燥器处于规定的温度条件下((38士0.5)℃)。试样两侧保持恒定水蒸汽压差时，在适当时间间隔下称取透湿杯的质量。当质量下降与时间间隔成正比时，从质量下降量测定透湿率，即MVT=(A2-A1)/S?t，其中A1为试验1h后称得的加盖透湿杯质量(g)；A2为继续试验2h后称得的加盖透湿杯质量(g)；S为试样的透湿面积(m2)；t为两次称重间隔时间(h)。
3．带液率
这是衡量织物吸水能力的方法，测试时被测织物试样在60℃烘箱中烘10h后称取质量(W0)，然后将织物试样在蒸馏水中浸泡3h，取出后脱水2min再称重(W1)，则带液率(I)为：I=(W1一W0)/W0×100%
4．干燥速率
将测定过带液率的织物试样在37℃的烘箱内烘5min，再称量(W2)，则干燥速率(V干燥)为：V干燥=(W1一W2)/(W1一W0)×100%
二、制作方法
通过对聚酯、聚酰胺、聚丙烯等化纤进行改性，以实现纤维吸湿性能与导湿性能的有机结合。这些方法大致包括物理改性和化学改性以及二者的结合。
（一）物理改性法
1．异形截面法
具有吸湿快干功能的纤维，一般都要有高的比表面积，其纤维的截面必须具有沟槽，利用这些沟槽，织造时纤维和纤维之间形成通道，通过这些沟槽的芯吸效应起到吸湿快干的功效。
2．多孔中空截面法
多孔中空截面纤维就是从纤维表面到中空部分有许多贯通的细孔的中空纤维，具有优良的导湿排汗功能。其生产工艺是，先与特殊的微孔形成剂共混，然后再将其溶出。
3．双组分复合共纺法
借助共轭熔融纺丝技术，将2种聚合物分别通过2台螺杆挤压机连续熔融挤出，经过各自的熔体管道，并经过量泵定量输入纺丝组件，在组件内适当部位2组分以一定方式复合，从同一块喷丝板喷出后经卷绕成型，最终得到截面为星形、橘瓣形、米字形结构，单丝纤度小于0.3dtex的裂片型复合超细纤维或单丝纤维小于0.08dtex的海岛型复合超细纤维。
4．纤维细旦化法
细旦纤维织制的织物表面立起的细纤维形成无数个微细的凹凸结构，相当于无数个毛细管，因此织物毛细芯吸效应明显增加，能起到传递水分子的作用，大大改善织物的透气性能和输水导汗性能。现在细旦导湿工艺主要用于丙纶织物。
（二）化学改性法
1．亲水性化合物制备共熔结晶型聚合物
应用亲水性化合物制备聚乙二醇的共熔结晶型聚酯，是一个典型的例子。国外相关报道表明，为了使纤维表面亲水化，通常使用亲水性高分子覆盖于纤维表面，但要求在洗涤时该亲水性化合物不易脱落。
2．应用第3单体合成具有亲水性的共聚物共混纺丝
如以间苯二甲酸5磺酸钠作为第3单体合成共聚酯，然后再与普通聚酯共混纺出中空纤维，然后对其织物进行碱减量处理。由于共聚酯容易为碱液所水解，在纤维内部形成许多与中空部连通的微孔，从而使之具有良好的吸水透湿性。
3．丝胶朊聚酯
用化学方法将真丝织物煮练中所抽提出的丝胶朊附着于聚酯纤维分子上。丝胶朊具有良好的吸湿性，而且与构成人体皮肤的氨基酸的组成接近，因此使纤维更具有吸湿功能，并对皮肤无任何不良作用。
三、研发现状
为提高服用的舒适性，美国、日本、韩国、中国台湾等著名纤维公司相继研究并推出具有吸湿排汗性能的聚酯纤维。此类产品都是通过纤维截面异形化来增加毛细管效应，使织物由于纤维上或纤维间的毛细通道，产生芯吸作用而具有吸湿导湿性能[3]。
（一）国外研究发展情况[4]
美国的主要产品有：杜邦公司独家研究开发的Coolmax功能性纤维面料，它通过异型截面形状“十”字形和“CO”形来散湿快干；Optimer公司开发的Dri-Release高吸湿纱线，采用“微混法”，在棉纤维的纺纱过程中，纺入少量的特殊涤纶，把棉和涤纶的优点发挥到最大限度来吸湿快干。
日本的主要产品有：东洋纺开发成功的CoolDry涤纶纤维面料，它通过Y形截面来散湿；尤尼契卡纤维公司(Unitika)推出的Hygra纤维，它是通过具有特殊网络构造的吸水聚合物包覆锦纶的芯鞘型复合纤维来吸湿散热。
韩国的主要产品有：晓星公司开发的Aerocool新型聚酯纤维，通过象“苜蓿草”的四叶子形的细微沟槽和孔洞来吸湿排汗；东国贸易株式会社研发的I-COOL系列纤维，也是通过异型截面的毛细管现象来吸湿排汗。
（二）国内研究发展情况
国家纺织产品开发中心与泉州海天轻纺集团联合开发的CoolDry，通过具有特殊表面沟槽吸湿排汗功能；中国石化仪征化纤股份公司生产的Coolbst系列纤维，Coolbst“FCLS-75”通过物理改性和化学改性两种方法来赋予其吸湿排汗功能、Coolbst差别化短纤采用了全新的纤维截面形状来吸湿排汗；广东顺德金纺集团与东华大学合作开发的Coolnice纤维，通过异形截面吸湿导汗；香港澳利华化纤有限公司与韩国公司合作，共同开发的“艾丽酷吸湿排汗纱”、台湾中兴纺织厂开发的Coolplus纤维。
四、结束语
目前导湿快干纤维的开发主要体现在Cool系列高科技聚酯纤维的开发上，该系列纤维主要是使用异形纤维表面积增大、毛细效果增强的机理进行导湿的，国际大型的体育比赛中，新型的吸湿快干纤维已经被广泛应用，受到运动员的喜爱。可以预见，吸湿快干纤维及其面料的采用可以拓展中高端市场，提高纺织产品的市场定位，其经济效应不可估量的。
参考文献
[1]郭华，秦庆才，王国德，可吸湿排汗的新型聚酯纤维的研制[J]，聚酯工业，2006，3(3)：31-33
[2]翟涵，徐小丽，王其，薛斌，吸湿排汗纤维及其作用原理研究[J]，上海纺织科技2004，4：6-7
[3]胡盼盼，潘婉莲，吴旭华，等，异形涤纶导湿性能研究[J]，合成纤维工业，2002，25(5)：15-17
[4]刘峻，纤维导湿改性的进展及其新产品开发[J]，纺织导报2005，1：24-28
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