超細纖維的發展現狀及展望

張笑笑，趙立環，牟紅瑛

(天津工業大學，天津 300387)

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超細纖維的發展現狀及展望

張笑笑，趙立環，牟紅瑛

(天津工業大學，天津 300387)

文章綜述了超細纖維含義、種類、性能，并且系統闡述了其在各領域的應用情況及發展，探討了超細纖維目前發展的局限性，揭示了超細纖維的研究方向及今后的發展趨勢，為相關研究人員與企業提供一定參考。

超細纖維；種類；性能；應用

超細纖維又稱微纖維，細特纖維，極細纖維。一般把纖度0.3 dtex(直徑5 nm)以下的纖維稱為超細纖維，但業內多數人認為只要細度小于1.0 dtex的纖維就是超細纖維，而細度小于0.1 dtex的纖維則可稱為超極細纖維[1]。國外已制出0.0001 dtex的超細絲，我國已能生產0.14 dtex～0.3 dtex的超細纖維。超細纖維的成分主要由滌綸、錦綸兩種構成[2]。隨著現代纖維技術的迅速發展以及生活水平的提高，人們對日常生活中所用纖維的功能性提出了更高的要求，更加強調和追求舒適性、休閑性和多功能等，同時非服裝行業對織物性能的改進也存在潛在要求，進而拓寬了高科技纖維的應用范圍，超細纖維紡織品在信息、醫學、能源、環保、人體防護和衛生保健等領域已得到了較為廣泛的應用[3]。本文在闡述超細纖維的種類、性能、應用、局限性的基礎上，提出了纖維發展的方向，為相關研究提供一定參考。

1 超細纖維的種類

目前生產超細纖維的方法主要是用復合紡絲技術，其制造的超細纖維可分為：剝離型、海島型和多層型超細纖維，此外還有隨機(短纖維)型。不同的生產技術，可制造出不同線密度、不同種類及用途的超細纖維。

剝離型超細纖維是將兩種不相容但粘度相近的高聚物，各自沿紡絲組件中預定的通道流過，并相互匯集復合，通過同一噴絲孔擠出而成形；絲條在冷卻、拉伸、織造過程中保持原有的截面形狀，當加工成織物后，采用物理或化學處理方法使紡制的復合纖維中的各個組分相互剝離分割開來，得到超細纖維。

海島型超細纖維，又稱基質原纖型纖維，它是由一種聚合物以極細的形式(原纖)包埋在另一聚合物(基質)之中形成的，又因分散相原纖在纖維截面中呈島嶼狀態，因此又稱為海島型纖維，海島型纖維有長絲和短絲兩種。長絲是原纖有規則地連續分布在基質中；短絲是原纖不連續地分布在基質中，其主軸與纖維軸一致。

多層型運用了兩種不相溶的高聚物，紡絲前將高聚物熔體由一個靜態分離器多層化，然后進行分離或剝離。日本可樂麗公司開發的第一個多層型超細纖維工業產品，是把聚酯和聚酰胺-6紡制成具有橢圓形截面的多層結構復合纖維，然后在染色過程中微細化成長絲[4]。

2 超細纖維的性能

超細纖維的單絲細度和單絲截面直徑比真絲或其他天然纖維都小，卷曲模量低，因此織物的手感柔軟、細膩。單絲彎曲剛性小，手感柔軟，織物懸垂性好，但這也影響了其變形長絲的卷縮率。彎曲剛性越小，則卷縮率越小，蓬松性越差，也會使織物不夠挺括。超細纖維的絕對強力較低，但由于其線密度小，相同細度的紗線的截面纖維根數比常規紗多，因此紗的總強度較高。這有利于在后加工中對織物進行起絨或砂洗處理，來制備仿麂皮、仿天鵝絨等高檔織物，又使產品具有較好的耐磨性和抗皺性。超細纖維的比表面積大，同樣線密度的超細纖維紗線表面積大約是普通化纖紗的兩倍，從而提高了織物的蓬松性、覆蓋性和吸收能力,它還具有良好的集束性和可織性，適應于噴水、噴氣、有梭、片梭、劍桿及針織等多機種生產。

3 超細纖維的應用

超細纖維以滌綸、錦綸居多，此類用途最廣，較多使用超細長絲紗，超細短纖維使用較少。超細纖維可以純紡或與棉、毛和粘膠纖維等混紡，也可與常規纖維紗線交織，織成各種風格的針織物和機織物。此外，超細纖維也廣泛用于非織造布的生產。其主要用途如下。

3.1 人造麂皮

天然皮革由于其自身資源有限，不能夠無限制地生產、消費。因此，超細纖維為基布的PU革應運而生,它不僅具備與天然皮革相似的微觀結構、良好的透濕性、透氣性和尺寸穩定性，各項牢度也要優于天然皮革，而且避免了天然制品由于動物的種類、大小及部位的差別而造成的不勻度大、有效利用率小的缺陷。另外，以超細纖維為基布的PU革還克服了天然皮革由于自身蛋白纖維導致的易受潮發霉、發臭現象，深受廣大消費者的歡迎。目前，韓國、日本、意大利等發達國家都已生產出了超細纖維PU革制品，其售價遠在真皮之上。超細纖維為基布的PU革將最終成為人造皮革的發展方向[5]。

3.2 仿真絲綢

仿真絲綢產品繼人造麂皮開發之后，掀起了超細纖維應用的第二代浪潮，現已成為超細纖維的主要用途之一。由于超細纖維纖度小，抗彎剛度低，使仿真絲綢織物手感柔軟細膩。同時，超細纖維增加了絲的層次結構，纖維內部反射光變強，消除了合纖絲外觀的蠟質感，使織物具有真絲般的光澤。仿真絲綢所用的纖維細度一般為0.5 dtex左右，所得制品的手感柔軟，外觀華貴，是制作高檔禮服、外衣及內衣的良好材料[6]。

3.3 超高密織物

超高密織物是20世紀80年代初期研制成功的，它的廣泛應用推動了超細纖維發展的第三代浪潮。由于超細纖維細度細，單纖維之間的間隙小，比表面積大，可織造結構緊密的超高密織物[7]。超高密織物具有優異的拒水、防風、透氣等性能，不需要任何涂層或復合膜，即可加工成各類功能性服裝。可用于制作高檔運動服、便服、外套、羽絨夾克、滑雪衫、高爾夫球服、風雨衣等。

3.4 高效清潔布料

高效清潔布料是繼超細纖維發展的第四代浪潮—第二代人造革產品的出現之后出現的，因此屬于超細纖維發展的第五代產品[8]。用超細纖維制作的清潔布具有較復雜的空間三維結構和良好的毛細管效應，能吸收較多的液體或吸附大量灰塵，并且由于纖維線密度低，布料柔軟，因而不會對擦拭物體的表面造成損壞，且無纖維碎屑殘留。可用作高精密儀器、照相機鏡頭、光學儀器、電子零件及大規模集成電路板、醫療器皿、民用鏡片等的清潔布。

3.5 其他用途

3.5.1 服裝業上的應用

薄型起絨風格織物，即桃皮絨類織物。超細纖維手感柔軟，配置在織物的表面，經砂洗整理后被磨斷的短纖維聳立在織物表面，具有細膩、柔軟的茸毛感，和人造麂皮絨相比，桃皮絨質地更為柔軟，手感和外觀更細膩，織物外觀幾乎看不出絨毛，但觸摸時卻能感覺到，類似“桃皮”而由此得名。其技術關鍵是紡紗和織物結構的設計以及織物磨毛和化學起絨等。桃皮絨織物所用纖維的細度在0.3 dtex～1.0 dtex左右，可用作運動服、襯衫、內衣、時裝、床上用品等[9]。

精梳強捻風格織物，屬于精梳仿毛型織物，是于20世紀90年代開發的，具有高密度、蓬松和超羊絨的手感。干爽感風格織物，觸摸時有一種清爽、清涼的感覺，屬于新合纖技術。

另外，靜電紡超細纖維制成的非織造布，纖維與纖維之間排列雜亂無章，聯系卻很緊密，就像一根根細絲無序排列連成一張網，外力作用于非織造布一點時，能量可以迅速沿纖維擴散，從而減小在某一處造成的傷害[10]。使用超細纖維非織造布制成的防彈衣夾層，就是利用這一特點，國外在此方面的研究已取得一定成果。

3.5.2 過濾材料

超細纖維直徑小，表面積大，吸附能力強，纖維之間孔尺寸小、分布廣，控制制造工藝就可以控制孔的尺寸，從而可得到適用于不同粒徑顆粒的過濾材料，也可進行不同相態間的分離，還可利用不同高聚物的選擇性吸附，達到分離過濾的目的[11]。其制品可用作血液分離過濾器、油水分離器、空氣過濾器、防塵布、精密操作用罩布及香煙過濾嘴等。

3.5.3 吸液材料

由于纖維細度細，紗線內纖維總比表面積大，利于吸收水分，織物中空隙率大，提高了織物的毛細效應，能夠使水分迅速吸收并擴散。可用作吸水材料、吸油材料、墨水貯藏材料及化學電容紙等[12]。

3.5.4 保溫材料

由于超細纖維之間空隙較多，可以儲藏大量的空氣，同時纖維較細，纖維間接觸點多，使纖維間相互滑動困難，因此能夠保持其中的空氣靜止穩定，有很好的保暖性能，可廣泛用作保暖產品，如人造羽絨、冬裝絮料和非織造織物的填充材料等。

3.5.5 生物工程材料

靜電紡超細纖維非織造布還可以制成皮膚護理、傷口處理薄膜(代替目前紗布使用)，因為該種材料通透性好,吸附性強,能使傷口溢出血液短時間內凝結,避免了傳統紗布處理不當造成的失血過多的現象[13]。在醫療領域,骨骼受損維護上,靜電紡超細纖維非織造布制成骨、軟骨、腱等組織的生物可降解性支撐體,與常用的金屬支撐體相比質量輕,強度高,耐沖擊,骨組織修復之后,非織造布在體內降解,避免了傳統方法中,病人忍受二次手術將金屬固定器從體內取出的痛苦[14]。

3.5.6 海洋用織物

此類織物具有防止與水接觸的表面生長海洋生物的能力。在水閘、船體外殼上經常附著貝殼、海藻等生物，影響了設備的正常運轉[15]。用超細纖維制成的覆蓋物可以抑制它們的附著。此外，超細纖維濾布，可用于去除海水中的浮游生物。

3.5.7 電池隔膜

利用靜電紡超細纖維非織造布孔尺寸小且分散分布，便于微量物質通過，將其制成電池隔膜，既能保證電池陽極與陰極的化學物質連續接觸反應，又能使反應速度不是太快，延長電池使用壽命[16]。

4 超細纖維發展的局限性

超細纖維具有很多方面的卓越性能，甚至一度超越天然纖維，然而它們也有很多局限性。比如，海島纖維雖然在開纖后能夠達到極小的細度，但是開纖必須用堿處理，而這種開纖方式對環境污染比較大。另一種超細纖維—橘瓣超細纖維，不需要采用堿進行開纖(采用水刺或者針刺開纖)，這樣對于環境污染小，但是它所能達到的細度不夠細。很多其他種類的超細纖維也都存在一定的局限性，在不污染環境的基礎上，開發更高應用價值的超細纖維，是當下的研究熱點[17]。

5 結語

超細纖維具有較高附加值，應在逐步完善和創新已有技術、生產體系以及調研市場的情況下，逐步擴大產能。不應盲目新建或改建復合超細纖維項目，要努力提高自己的技術力量和產品研發能力，提高產品質量及其應用性，提升市場競爭力。同時將納米技術、生物技術等新技術與紡織工業，尤其是功能性超細纖維的開發很好地結合，將會有重大意義，具有廣闊的發展前景。

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Present Development Situation and Prospect of Superfine Fiber

ZhangXiaoxiao,ZhaoLihuan,MouHongying

(Tianjin Polytechnic University, Tianjin 300387, China)

This paper summarized the definition, types and performance of superfine fiber and expatiated its applications and developments in various fields. The limitations of the development of superfine fiber were discussed. The research direction of superfine fiber and its development trend were revealed. It provides references to relative researchers and enterprises.

superfine fiber; type; performance; application

2017-04-12

張笑笑(1995—)，女，安徽合肥人，學士。

TS102.6+4

A

1009-3028(2017)03-0044-04