功能化Lyocell纖維的研究進展*

朱雪琪，彭 康，張慧慧，楊革生，邵惠麗

(東華大學 材料科學與工程學院，纖維材料改性國家重點實驗室，上海 201620)

0 引 言

Lyocecll纖維是第三代再生纖維素纖維，由于其原料天然可再生、溶劑無毒可回收，且生產過程密閉循環且無廢氣、廢液排放，因此Lyocell纖維享有“21世紀綠色纖維”的美譽[1]。Lyocell纖維的截面近似圓形，表面光滑無缺陷，結晶度及取向度高[2]。Lyocell纖維的性能具有以下優勢[3-4]：(1) 斷裂強度可與滌綸比肩，且濕強約為干強的85%，用其制成的織物尺寸穩定性好；(2) 吸濕性和回潮性均好于普通棉纖維，且具有特殊的吸濕膨潤現象；(3) 上染百分率、固色率均高于棉，且顯色性明顯優于棉和粘膠纖維。

Lyocell纖維由于其獨特的纖維結構、良好的吸濕性、舒適性，加之其廣泛的原料來源和生物可降解性，使其在服飾和家紡市場的份額日益增加。同時隨著科技的進步，纖維的應用也不僅僅局限于服飾、家紡等普通紡織品，人們開始將目光集中在Lyocell纖維的功能化研發上，并嘗試將其用于可穿戴電子設備、防火面料、柔性發光材料等功能化產品上，擴展其在高新市場的應用[5]。

對Lyocell纖維的功能化改性通常采用物理或化學的方法進行的，物理改性是將改性劑經超聲分散加入到NMMO水溶液中與紡絲溶液進行共混，共混后的紡絲液進行干濕法紡絲即可獲得改性纖維；而化學改性基本需要先對原始纖維進行表面修飾，使其表面粗糙化或產生羧基等活性基團，以便于進一步粘接功能化活性基團，從而獲得功能化纖維[5]。目前對Lyocell纖維的改性多集中于阻燃、導電、發光、抗菌等，也有部分研究人員關注于特殊的功能化改性，例如超疏水、超吸附等。本文主要對一些功能化Lyocell改性研究進行總結評述。

1 Lyocell纖維功能化的研究進展

1.1 阻燃Lyocell纖維

由于紡織品燃燒而引起或擴大的火災事故約占到現代火災事故的50%以上，因此阻燃纖維產品的開發愈發重要，隨著Lyocell纖維在服用、產業用等領域運用越來越廣泛，其阻燃產品的開發也極具現實意義[6]。

楊陽等[7]通過將硫代環狀焦磷酸酯(DXL1212)、3-羥基苯基磷酰基丙酸(CEPPA)、三聚氰胺(MA)3種阻燃劑分別與Lyocell纖維共混紡制3種不同的阻燃Lyocell纖維。測試結果表明，3種阻燃劑對Lyocell纖維的原纖化現象均有所改善(圖1)，且都表現出一定阻燃性；但Lyocell纖維的斷裂強度和初始模量都會隨著3種阻燃劑添加量呈現先上升后下降的趨勢，而斷裂伸長率均逐漸降低。3種阻燃劑中，CEPPA可在添加量最少情況下制得阻燃及力學性能最好的阻燃Lyocell纖維。

圖1 4種Lyocell纖維超聲震蕩后的顯微鏡照片(×200)[7]Fig 1 Micrograph of Lyocell fibers after ultrasonic vibration (×200)[7]

孟勇偉等[8]先通過浸軋法處理Lyocell纖維，并對浸軋后的纖維進行微波和烘焙處理，將CEPPA接枝到Lyocell纖維表面，制得阻燃Lyocell纖維。隨著CEPPA濃度、烘焙溫度的提高和微波、烘焙時長的增加，Lyocell纖維中磷含量不斷升高。處理后Lyocell纖維的極限氧指數(LOI)值有所提高，當阻燃劑濃度為10%時，其LOI值可達24.5%，具備了一定阻燃性能。但其阻燃效果和力學性能都需要進行進一步改善。

張延光等[9]研發了新型無鹵阻燃劑2,2-二磷酸胺基乙基酯(EADP)，對Lyocell纖維進行簡單的一步化學阻燃整理，制備的Lyocell纖維具備優異的阻燃性能。研究結果顯示，與未改性纖維燃燒后殘炭率(15.7%)相比，阻燃改性纖維燃燒后的殘炭率高達41.3%，阻燃性能得到明顯改善。此外，通過微型量熱儀分析，阻燃改性纖維的最大熱釋放速率和熱釋放總量得到大幅降低。但阻燃處理后的纖維經循環水洗后阻燃性能明顯削弱，只能達到半耐久性阻燃。

由于現有的大部分阻燃改性纖維處理成本高，耐洗滌和耐磨損性能差，因此，Delhom等[10]以纖維素為基體材料，價格低廉的層狀硅酸鹽黏土為納米復合材料，將其共混制得紡絲溶液，制備了具有阻燃性能的新型納米復合纖維。研究結果表明，當蒙脫土添加量為15%時，纖維熱分解的成炭率達30% 以上，纖維的阻燃性能明顯提高。同時，其斷裂強度和初始模量都有提升，極限應力約增加80%。且由于納米粘土比表面積大，可與基體緊密聯結，有效提高阻燃纖維的持久性。

已廣泛應用的持久型阻燃劑有四羥甲基膦鹽(THPX)和N-羥甲基二甲基膦基丙酰胺(N-MDMPA)，其中THPX價格昂貴，而N-MDMPA通常與一種以甲基化三聚氰胺(MM)為基礎的交聯劑一同使用，導致整理和使用過程中甲醛釋放量高。Mengal等[11]選擇檸檬酸(CA)作為交聯劑，將其與N-MDMPA一同使用，使用浸軋法處理Lyocell織物，制備了一種甲醛釋放量低的持久耐用型阻燃Lyocell纖維。改性纖維在經過10次洗滌后仍具有優異且持久的阻燃性能，且其甲醛釋放量大幅降低(圖2)。但經CA交聯劑處理后的Lyocell纖維的機械性能下降嚴重。

圖2 (a)對照樣品、(b)實驗樣品零次循環洗滌、(c)實驗樣品十次循環洗滌后的磷(P)和氮(N)的X射線能譜分析圖(EDS)[11]Fig 2 EDS P, N mapping and elemental spectral profifile of control sample, and LC1 at zero wash and after 10 wash cycles[11]

Liu等[12]以天然可再生生物基化合物植酸為原料，將其與尿素反應生成一種新型高磷、高氮綠色阻燃劑——植酸氨，并采用浸軋法對Lyocell纖維進行阻燃后整理。經后整理的Lyocell織物，阻燃性能和耐久性能都有很大提升，LOI值提高至39.2%，且經30次循環水洗后其LOI值仍可達29.7%。TG-MS和TG-IR聯用結果表明，植酸氨中磷和氮具有顯著協同作用，使改性纖維在燃燒過程中同時發生凝聚相和氣相阻燃作用(圖3)。Liu等[13]在此基礎上開發了一種基于山梨醇的磷氮阻燃劑，將其應用于Lyocell纖維上同樣獲得了具有良好阻燃性與耐久性的改性纖維。這類新型生物基阻燃劑的研發為新型無鹵、無甲醛釋放的環保阻燃Lyocell纖維的開發提供了新思路。

圖3 PAA處理的Lyocell纖維在燃燒過程中的阻燃機理[12]Fig 3 Proposed flame retardant mechanism for lyocell fibers treated with PAA during burning[12]

1.2 抗菌Lyocell纖維

Lyocell纖維由于自身優良的吸濕性與易去除性，已被應用于傷口包扎等醫用領域，因此通過改性制得的具有抗菌功能的Lyocell纖維，在醫療用品等方面將有更為廣泛的發展潛力。

王兆明等[14]分別用有機硅季銨鹽類DC5700、有機雙胍類PHMB、無機納米抗菌粉T200-3、無機納米抗菌粉HN300 4種抗菌劑通過共混紡絲制得抗菌Lyocell纖維。抗菌Lyocell纖維的抗菌作用均隨抗菌劑含量的增加而提高，且具有良好的耐洗性，其中含DC5700抗菌劑的Lyocell纖維的抗菌效果最佳。此外，含有機抗菌劑的Lyocell纖維與普通Lyocell纖維的表面相比幾乎無差別，但含無機納米抗菌粉的Lyocell纖維表面附著抗菌劑顆粒或出現裂紋，在長期使用中可能會對纖維性能有影響。

殼聚糖具有良好抗菌性，且與纖維素分子結構具有相似性，因此相容性和成纖性都較好，但其在NMMO溶劑中的溶解性很差，莊旭品等[15]在殼聚糖分子中引入長柔鏈合成的2-(2-氨基乙氧基)乙基殼聚糖，不僅溶解性遠優于殼聚糖，抗菌性也有所提高。將其與纖維素溶于NMMO溶劑中進行共混紡絲制得抗菌Lyocell纖維，抗菌劑可較為廣泛地分布在纖維表面層，使改性后的Lyocell纖維具有優良的抗菌性能，改性纖維的力學性能相對于未改性纖維幾乎沒有差別。

Milanovic等[16]利用2, 2, 6, 6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)對Lyocell纖維進行介導氧化，在溫和條件下，將纖維素分子上的羥基定向氧化成羧基，為銀離子吸附提供了類似“化學鉤”的結構，將氧化后的Lyocell纖維浸入硝酸銀水溶液，其在1 h內對銀離子的最大吸附量為0.809 mmol/g，從而獲得負載銀的抗菌Lyocell纖維。這種纖維對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念珠菌均具有理想抗菌活性，其中金黃色葡萄球菌對其最為敏感。

銀抗菌纖維已得到廣泛研究，但銀改性抗菌纖維成本較高，而銅毒性低且價格低廉，同時其所有化學態對不同菌株都表現出抗菌活性。因此，Emam等[17]利用Cu (Ⅱ)-d-葡萄糖酸絡合物控制銅離子插入纖維素基質，再利用NaBH4還原銅離子制備了含銅基NPs的抗菌Lyocell織物。研究表明，在接觸織物6 h后，所有細菌樣品均完全失活，雖然5次水洗后織物上的銅含量僅為初始的30%，但仍具有較高的抗菌活性。

Rehman等[18]利用超聲波提取石榴皮中的具有抗菌活性的天然染料，并使用不同的媒染劑處理Lyocell纖維，獲得具有抗菌性能的染色Lyocell纖維。相對于傳統季銨鹽、酚、鹵銨類抗菌劑，多酚類天然抗菌劑來源廣泛且毒性小無污染。使用不同媒染劑染色的Lyocell纖維均具有良好的顯色力與抗菌性能(如金黃色葡萄球菌)，而以氯化亞錫為媒染劑染色的織物，抗菌性和顯色力均最佳(圖4)。同時，所有樣品均顯現出優異的耐洗滌性、耐汗性、耐光色牢度，相對于單一抗菌織物，抗菌Lyocell染色織物有更大的應用潛力。

圖4 未染色和用石榴皮染料配合不同媒染劑染色的lyocell織物的顯色力(左)與抗菌性(右)(a)原料(未染色)，(b)無媒染劑，(c)重鉻酸鉀(K2Cr2O7)，(d)明礬(KAl(SO4)2·12H2O)，(e)硫酸銅染色(CuSO4·5H2O)，(f)硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)，(g)氯化亞錫(SnCl2)[18]Fig 4 Chromogenic (left) and antibacterial (right) properties of Lyocell dyed and un-dyed samples: (a) un-dyed; (b) dyed without mordant; (c) dyed with mordants potassium dichromate (K2Cr2O7); (d) dyed with alum (KAl(SO4)2·12H2O); (e) copper sulfate (CuSO4·5H2O); (f) ferrous sulfate (FeSO4·7H2O); (g) stannous chloride (SnCl2)[18]

Fadavi等[19]通過1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳化二亞胺(EDC)介導酯化反應合成了含炔基的改性原卟啉(PP IX)，將其通過疊氮-炔鍵反應接枝到疊氮修飾的Lyocell纖維上，獲得具有永久光抗菌活性的纖維。進行疊氮硅烷化前需將纖維浸入有機溶劑中進行溶脹與預活化處理，以提高纖維的反應性，增加疊氮接枝量，改性纖維的抗菌能力也隨之提高。抗菌檢測試驗發現改性纖維在光照條件下對金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌均表現出明顯抑菌作用，但在黑暗條件下對細菌活性無抑制作用(圖5)。

圖5 原卟啉修飾的Lyocell纖維的光抗菌試驗：在明暗兩種條件下對未改性Lyocell纖維(LC，左上)、疊氮修飾的Lyocell纖維(LC-N3，右上)和原卟啉修飾的Lyocell纖維(LC-PP，左下)進行了針對枯草桿菌和金黃色葡萄球菌的抗菌檢測[19]Fig 5 Photobactericidal testing of protoporphyrin-modified Lyocell fibers. Pieces of Lyocell fibers (LC, top-left), azido-modified Lyocell fibers (LC-N3, top-right) and protoporphyrin IX modified Lyocell fibers (LC-PP, bottom-left) were tested against B. subtilis and S. aureus, under two conditions (light and dark)[19]

1.3 導電Lyocell纖維

隨著人們對智能可穿戴設備研究的不斷深入，板材金屬附著性與柔軟性差等缺點徹底暴露，柔軟的纖維材料就成了最佳的可穿戴設備基體。Lyocell纖維可再生、無毒、生物相容、可生物降解等性質和較高的機械性能使其成為開發導電纖維的良好基材。

管寶輝等[20]分別采用碳納米管(CNTs)中的單壁碳納米管(SWNTs)和多壁碳納米管(MWNTs)對Lyocell纖維進行共混改性，制得不同的CNTs/Lyocell復合纖維。研究結果如圖6所示，隨著CNTs含量的增加，CNTs在纖維中逐漸形成導電通路，使復合纖維的導電性提高，但由于SWNTs的單層圓柱形石墨層結構更利于電子運動，因此，添加SWNTs的纖維導電效果更好，但當二者添加含量都大于5% 時，兩種復合纖維的體積電導率幾乎相同。此外，適當的CNTs能夠提高纖維的熱穩定性和力學性能。

圖6 SWNTs/Lyocell和MWNTs/Lyocell復合纖維體積電導率σ的比較[20]Fig 6 The comparison of the volume conductivity σ of SWNTs/Lyocell and MWNTs/Lyocell composite fiber[20]

Cho等[21]通過超臨界二氧化碳流體鍍銅的方法制備了導電Lyocell纖維。由于Lyocell纖維表面非常光滑，鍍層極易從其表面脫落，所以在纖維鍍銅前使用超臨界二氧化碳等離子體對其進行表面刻蝕，造成纖維表面粗糙化，提高纖維與銅層間的附著力。研究結果顯示，鍍銅Lyocell纖維的電導率雖然不及鍍銀纖維素纖維，但比普通Lyocell纖維高的多。且由于對纖維進行了表面處理，使銅層牢固地附著在纖維上，經過磨損和洗滌實驗，纖維的電導率也幾乎保持不變。

Mengal等[22]在Lyocell織物上涂覆氧化石墨烯納米薄片(GONs)膠體溶液，使用化學還原法將其還原成石墨烯納米薄片(GNs)，制備了一種高柔性、低成本的高導電紡織品。由于Lyocell纖維的親水性好，氧化石墨烯納米薄片可均勻附著，所以織物表面電阻僅為40 Ω，且改性纖維表面無重大結構缺陷。此外，該種織物在不同彎曲位置的導電性幾乎相同(圖7)，可用作柔性導電紡織電極，在柔性可穿戴設備上有不可預估的應用前景。

圖7 導電Lyocell織物在不同彎曲位置的穩定性[22]Fig 7 Stability of the conductive lyocell fabric at various bending positions[22]

Root等[23]在銀離子活化的Lyocell織物表面進行化學沉積，化學沉積過程中通過還原劑甲醛使銅在水中還原形成酒石酸銅配合物，使得織物表面獲得一層連續的銅導電層。鍍銅后Lyocell織物具有一定的導電能力，且仍能保持柔性。他們計劃進一步將該改性方法直接用于Lyocell纖維上，這對于微型化智能紡織品具有重要意義。

1.4 發光Lyocell纖維

發光纖維通常為熒光纖維，常被用于防偽領域，目前大多研究集中于合成纖維如聚丙烯等，而以纖維素為基體制成發光纖維，可使Lyocell纖維應用于防偽、安全標簽、軍用服飾等領域。

曹可等[24]將稀土鋁酸鹽粉末加入到Lyocell纖維紡絲溶液中進行共混紡絲制得發光Lyocell纖維。這種改性纖維與稀土鋁酸鹽有相同的激發和發光光譜，具備發光特性，添加量為10%的改性纖維余輝亮度最大達26 mcd/m2，10 min內余輝亮度仍保持在20 mcd/m2以上，有效余輝時間>10 h，發光亮度與時間仍達到了德國執行標準DIN67510，可作為合格的蓄光型發光材料。但由于無機發光顆粒的加入，發光纖維的機械性能有所下降，仍需改善。

陳超等[25]使用偶聯劑對稀土鋁酸鹽粉末進行預處理，將偶聯劑包覆在粉末表面，改善其表面性能，提高其在NMMO水溶液中的分散穩定性，再通過共混法制得長余輝發光Lyocell纖維。制得的纖維具備長余輝綠色發光性能。且經偶聯劑預處理后，纖維與粉末間的相容性得以改善，改性纖維的拉伸強度有所提高。但發光粉末的加入會降低纖維的熱分解溫度和結晶度。

Skwierczynska等[26]將含鑭系離子的無機發光納米粒子(CeF3:Tb3+和LaF3:Eu3+)和納米棒(CePO4:Tb3+)通過共混法摻入Lyocell纖維中，由于Ln3+離子發射帶窄且發光壽命長，可賦予Lyocell纖維獨特的發光“代碼”。研究表明，改性劑含量約為2%時，改性纖維具有明亮的多色發光性能，其在紫外照射下的有效輻射范圍為200～300 nm(圖8)。此外，摻雜CeF3: Tb3+NPs和CePO4: Tb3+的纖維強度約為35.3～36.5 cN/tex，明顯高于未改性纖維(≈30.6 cN/tex)。

圖8 改性纖維的發光特性：改性纖維的激發(a1,b1,c1)和發射(a2,b2,c2)光譜；CeF3:Tb3+，CePO4:Tb3+(g,h)和LaF3: Eu3+NPs(k,l)改性纖維素纖維在日光下(a3,b3,c3)和用紫外燈激發(a4,b4,c4)照片，λex=254 nm[26]Fig 8 Luminescence properties of the modified fibers: excitation (a1, b1, c1) and emission (a2, b2, c2) spectra of the modified fibers and pure nanomodifiers; cellulose fibers modified with CeF3: Tb3+ (a3, a4), CePO4: Tb3+ (g, h) and LaF3: Eu3+ NPs (k, l), in a daylight (c, g, k) and excited with UV lamp, λex=254 nm (d, h, l)[26]

1.5 高吸附Lyocell纖維

據已有報道，纖維素材料對水和各類離子污染物有較好的親和力，對Lyocell纖維進行改性，使其表現出選擇性吸附特性，可很好的應用于污水處理等方面。

Lim等[27]將水解淀粉與丙烯腈進行接枝共聚得到具有高吸附性的淀粉接枝丙烯腈共聚物(HSPAN)，他們對HSPAN側鏈上的疏水基團腈基(—CN)進行水解，將其轉化為親水的酰胺基(—CONH2)和羧酸鹽基(—COONa)，增強其對水的吸附性，且吸水后可膨脹成膠體以防水分流失，并用其對Lyocell纖維進行共混改性制得超吸水Lyocell纖維。相比于原始Lyocell纖維1.94 g/g的吸水率，含有5%HSPAN粉體的改性Lyocell纖維吸水率可達8.21 g/g。但隨著HSPAN的加入，纖維的機械性能有所下降，若能解決這一問題，這種具有優異吸附性能的Lyocell纖維將有望用于外科包扎紗布、土工織物和過濾器等產品上。

Bediako等[28]利用三聚磷酸脂(STTP)對廢舊Lyocell纖維進行表面改性處理，研制了一種低成本的重金屬鉛吸附織物。其對Pb (Ⅱ)具有高度選擇吸附性，在含鉛初始濃度為300 mg/L的廢水中，其對Pb (Ⅱ)可達100%吸附，即使在廢水pH值較低時，也能表現出良好的吸附性能，實驗過程中改性纖維對Pb (Ⅱ)的最大吸收量為(305±4.7)mg/g。吸附機理如圖9所示，可分為：(1) 單齒螯合(2.0< pH <2.5)，氧的一對孤電子與二價Pb (Ⅱ)離子形成配位鍵，STPP基團與溶液中的Pb (Ⅱ)離子直接交換；(2) 雙齒螯合(2.5

圖9 Lyocell纖維的吸附改性和金屬結合機理[28]Fig 9 Illustration of adsorbent modification and metal binding mechanisms[28]

1.6 超疏水Lyocell纖維

超疏水紡織品具有疏水和自清潔功能，將疏水功能與親水或親油等功能結合起來，可制得具有智能水分管理功能的紡織品。Lyocell纖維自身具有優異的吸濕膨潤性，是制備智能水分管理紡織品的良好基材。

Kwon等[29]在Lyocell織物一側先用O2等離子體進行5 min刻蝕處理，再進行30 s的六甲基二硅氧烷等離子體化學氣相沉積以降低其表面能，制備了一種單面超疏水Lyocell織物。研究結果表明，超疏水一側有大于161°的靜態水接觸角，具有防水性能，但其透氣性幾乎未受影響，而親水一側仍保持Lyocell纖維特有的吸濕膨潤性，因此表現出如圖10所示的獨特的單側排濕行為，水滴從親水側吸入后在超疏水表面凝聚并滾出，且超疏水側限制液體滲透到親水側。這種具有水分管理性能的紡織品可應用于醫用手術服、傷口敷料、衛生用品和運動服飾上。但在經過多次循環洗滌后，超疏水側的疏水能力會有所降低。

圖10 超疏水處理前后Lyocell織物的含水量變化：(a)未經處理的Lyocell織物；(b)超疏水處理過的Lyocell織物，將汗液置于超疏水一側；(c)超疏水處理過的Lyocell織物，將汗液置于未處理一側[29]Fig 10 Change in water content before and after superhydrophobic treated lyocell fabric: (a)untreated lyocell; (b)superhydrophobic treated lyocell when sweat was placed on top of the superhydrophobic surface; (c)superhydrophobic treated lyocell when sweat was placed on top of untreated backside[29]

1.7 相變Lyocell纖維

相變材料是利用物質相變過程中釋放或吸收潛熱從而保持溫度恒定的一種蓄熱調溫功能材料，可廣泛應用于航天航空、建筑、服飾等領域，也為研究人員開發功能型Lyocell纖維提供了新思路。

靳宏等[30]將相變微膠囊(PCM)通過超聲分散的方法制得相變Lyocell溶液，紡制了添加量為10%的相變Lyocell纖維。所制得纖維的相變焓為4.6 J/g，相變能力可達理論的80%以上。同時，他們發現PCM在紡絲過程中會有遷移和破損情況，雖然這種情況對NMMO的性能無影響，但其破損產物進入到凝固浴中會增加溶劑回收的難度，所以如何降低PCM的遷移及破損率是需要進一步思考改進的地方。

1.8 抗紫外Lyocell纖維

紫外光是纖維材料老化的一大主要原因，因此研究人員開始對纖維進行抗紫外改性，嘗試將其應用于戶外防護服、遮陽棚等。

Veronovski等[31]制備了活性光催化納米二氧化鈦TiO2涂料，并將其涂覆于Lyocell纖維表面，制得了抗紫外Lyocell纖維。由于直接涂覆時TiO2涂層與纖維表面形成弱鍵導致結合不良，他們使用3-縮水甘油氧基丙基甲氧基硅烷作為偶聯劑，在纖維表面形成具有粘結功能的界面層，其結構中的兩個基團起粘結作用，Si(OR)3部分與無機增強體反應，有機官能團與有機材料反應，有效增強纖維與TiO2涂層的鍵合強度，使TiO2均勻包覆在纖維表面并防止其在使用過程中老化脫鍵，還可防止納米TiO2由于光催化反應生成的強氧化基團導致纖維基體降解。使用TiO2和偶聯劑改性后的纖維對紫外線有一定吸收、反射作用。

1.9 多孔Lyocell纖維

多孔結構的纖維會呈現出蓬松柔軟的狀態，且纖維的彈性和保溫性能均會大幅提高，纖維應用范圍會更加廣泛。

Niekraszewicz等[32]在紡絲液中分別加入聚環氧乙烷(PEO)和聚乙烯(PE)對Lyocell纖維進行改性。結果表明，改性纖維的孔隙率與吸濕性均有所變化。PE是一種疏水性材料，PE的存在使改性纖維具有更強的疏水性，同時相對分子質量較低的聚乙烯蠟的存在會降低纖維的整體取向，使改性纖維的強度下降。而PEO具有親水水溶性，易在洗滌過程中從纖維中去除，因此加入PEO的改性纖維會有更明顯的多孔結構，纖維的孔隙總量和內表面總量明顯增大，且隨改性劑用量的增加，大孔隙(半徑為150～1875 nm)數量占比呈下降趨勢。同時，兩種改性纖維的拉伸強度和伸長率均有明顯的提升。

2 結 語

Lyocell纖維國內已實現產業化，目前產能已接近10萬噸，在未來的幾年里，Lyocell纖維的產能將有大幅度的增加，預計將達到100萬噸左右。由于Lyocell纖維的紡制工藝和自身性能都有不可忽視的優勢，因此，Lyocell纖維可以作為功能化改性的良好基材，通過對其進行功能化改性，使其能夠更廣泛地應用于各行各業。目前研究人員已對上述各類功能化Lyocell纖維及織物進行了研究與開發，并取得了較好的效果。

但從已有的研究成果可看出，這些功能化Lyocell纖維及織物大多還存在各種各樣的問題，從而限制了其進一步實現工業化生產和推廣應用。目前功能化Lyocell纖維存在的問題主要有以下幾個方面：(1) 通過共混改性或化學改性的Lyocell纖維的力學性能下降明顯；(2) 功能化改性纖維的功能持久性差，尤其是通過表面沉積或涂覆得到的改性纖維；(3) Lyocell纖維自身為環保型綠色纖維，但改性過程中使用的功能劑以及助劑等可能會對環境造成污染，尤其在其廢棄過程中，無論是焚燒還是填埋都會對環境造成負擔。

針對目前功能化Lyocell纖維開發過程中存在的上述問題，通過進一步優化改性處理工藝，尋找或研制更適合的改性劑，嘗試對廢棄纖維進行改性劑的無害處理等，從而使功能化Lyocell纖維的性能得到進一步提升，并減少對環境的影響，賦予Lyocell纖維高的附加值，Lyocell纖維將獲得更廣闊的發展空間。