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1、 第七章第七章 功能性纤维功能性纤维 功能纤维功能纤维(functional fiber)主要是指主要是指具有能传递光、电以及吸附、超滤、透具有能传递光、电以及吸附、超滤、透析、反渗透、离于交换等特殊功能的纤析、反渗透、离于交换等特殊功能的纤维，还包括提供舒适性、保健性、安全维，还包括提供舒适性、保健性、安全性等方面的特殊功能及适合在特殊条件性等方面的特殊功能及适合在特殊条件下应用的纤维。下应用的纤维。功能纤维分类功能纤维分类第一类是对常规合成纤维改性，克服其固第一类是对常规合成纤维改性，克服其固有的缺点。有的缺点。第二类是针对天然纤维和化学纤维原来没第二类是针对天然纤维和化学纤维原来没有的性
2、能，通过化学和物理的改性手段有的性能，通过化学和物理的改性手段赋予其蓄热、导电、吸水、吸湿、抗菌、赋予其蓄热、导电、吸水、吸湿、抗菌、消臭、芳香、阻燃、紫外线遮蔽等附加消臭、芳香、阻燃、紫外线遮蔽等附加性能，使更适合于人类穿着舒适和装饰性能，使更适合于人类穿着舒适和装饰应用。应用。第三类为具有特殊功能，如高强、高模、第三类为具有特殊功能，如高强、高模、耐热、阻燃的高性能纤维。耐热、阻燃的高性能纤维。第一节第一节 导电纤维导电纤维（ElectricalElectrical conductivity fiber conductivity fiber）导电纤维导电纤维:指在标准状态（指在标准状态（2
3、0相对湿度相对湿度65)下质量比电阻为下质量比电阻为10108282以下的纤维。以下的纤维。导电纤维品种较多、按导电成分在纤维中的导电纤维品种较多、按导电成分在纤维中的分布状态可分为三种：分布状态可分为三种：(1)均匀型：导电成分均匀地分布在纤维内均匀型：导电成分均匀地分布在纤维内;(2)被覆型：导电成分通过涂、镀等方法被覆被覆型：导电成分通过涂、镀等方法被覆于纤维表面；于纤维表面；(3)复合型：导电成分混熔在纺丝液中，或通复合型：导电成分混熔在纺丝液中，或通过复合纺丝方法制得导电纤维。过复合纺丝方法制得导电纤维。按纤维材料来分按纤维材料来分 主要品种有：金属纤维、碳纤主要品种有：金属纤维、碳
4、纤维和有机导电纤维。维和有机导电纤维。有机导电纤维以普通合成纤维有机导电纤维以普通合成纤维为基体、在纤维中添加炭黑、石为基体、在纤维中添加炭黑、石墨、金属或金属氧化物等导电性墨、金属或金属氧化物等导电性微粒或微细纤维制得。微粒或微细纤维制得。导电纤维通常用于制成抗静电织物，导电纤维通常用于制成抗静电织物，它的导电性能要比抗静电纤维更好，它的导电性能要比抗静电纤维更好，所发生的静电能更快地泄漏，有效地所发生的静电能更快地泄漏，有效地防止静电的局部蓄集。同时，导电纤防止静电的局部蓄集。同时，导电纤维还具有电晕放电能力，能达到向大维还具有电晕放电能力，能达到向大气放掉电荷的效果。气放掉电荷的效果。一
5、一 导电纤维的作用机理导电纤维的作用机理不接地的导电纤维消除静电的过程可分为以下几不接地的导电纤维消除静电的过程可分为以下几个步骤；个步骤；(1)含导电纤维的织物因摩擦而带上静电；含导电纤维的织物因摩擦而带上静电；(2)织物织物(带电体带电体)中产生的电荷向导电纤维汇集导中产生的电荷向导电纤维汇集导电纤维中诱导与织物电荷符号相反的电荷；电纤维中诱导与织物电荷符号相反的电荷；(3)导电纤维附近诱发产生强电场，使其周围的空导电纤维附近诱发产生强电场，使其周围的空气受此电场作用而电离；气受此电场作用而电离；(4)电晕放电产生的正、负离子中，与织物所带电电晕放电产生的正、负离子中，与织物所带电荷性质相
6、反的离子向织物移动，与织物所带电荷荷性质相反的离子向织物移动，与织物所带电荷中和，从而消除静电。中和，从而消除静电。二二 导电纤维的制成方法导电纤维的制成方法三 导电纤维的应用导电纤维的应用 导电纤维包括金属纤维、金属镀层纤维、导电纤维包括金属纤维、金属镀层纤维、导电性树脂涂层纤维、导电性树脂复合纤维等。导电性树脂涂层纤维、导电性树脂复合纤维等。这类纤维有比较低的电阻率，电阻率约在这类纤维有比较低的电阻率，电阻率约在 10 107 7以下。通常的做法是把导电纤维的短纤维以一以下。通常的做法是把导电纤维的短纤维以一定的百分比（约定的百分比（约0.1%0.1%-5%-5%）混入需要改性的）混入需要
7、改性的短纤维中，或把导电纤维的长丝等间隔的编入短纤维中，或把导电纤维的长丝等间隔的编入织物中。实践证明，通过混用导电纤维防止纤织物中。实践证明，通过混用导电纤维防止纤维制品带电，其抗静电效果的可靠性和耐久性维制品带电，其抗静电效果的可靠性和耐久性高，特别是在低湿度下也显示出优良的抗静电高，特别是在低湿度下也显示出优良的抗静电性能。性能。第二节第二节 变色纤维变色纤维 变变色色纤纤维维是是指指在在光光线线变变化化或或温温度度变变化化或或湿湿度度变化的条件下颜色发生变化的纤维。变化的条件下颜色发生变化的纤维。光光敏敏变变色色纤纤维维使使用用光光致致变变色色显显色色剂剂，温温敏敏变变色色纤纤维维使使
8、用用热热致致变变色色显显色色剂剂。根根据据所所用用高高聚聚物物种种类类，可可以以直直接接共共混混于于聚聚合合物物中中纺纺丝丝，也也可可将将微微胶胶囊囊与与低低熔熔点点的的聚聚合合物物共共混混作作为为芯芯部部，以以成成纤纤高高聚聚物物为为鞘鞘部部复复合合纺纺丝丝。变变色色纤纤维维多多用用于于登登山山、滑滑雪雪、游游泳泳、滑滑冰冰等等运运动动员员的的着着装装。由由于于制制品品的的色色彩彩变变化化会会给给人人以以赏赏心心悦悦目目的的效效果果，因此这类纤维又被称之为因此这类纤维又被称之为“趣味纤维趣味纤维”。一、变色功能原理一、变色功能原理 一种服装叫液晶时装，属于最新的科技合成材料。一种服装叫液晶时
9、装，属于最新的科技合成材料。现现已已制制成成的的液液晶晶达达3000种种以以上上，都都具具有有液液体体的的流流动动性性与与晶晶体体的的化化学学性性，而而受受磁磁、电电、声声、光光、热热、力力等等外外在在因因素素的的影影响响，其其分分子子排排列列即即发发生生变变化化，出出现现不不同同的的折折射射率率，使使服服装装变变换换出出多多种种色色彩彩。现现在在，科科学学家家们们已已研研究究和和掌掌握握了了一一些些精精细细地地调调整整热热敏敏变变色色材材料料的的技技术术，使使这这种种面料能够在常温环境下，显示出五彩缤纷的色彩。面料能够在常温环境下，显示出五彩缤纷的色彩。二、变色整理的纤维纺织品二、变色整理的
10、纤维纺织品1、随时间变色、随时间变色 这这类类服服装装的的奇奇特特之之处处在在于于，一一天天中中至至少少可可以以变变三三次次颜颜色色。如如在在酷酷暑暑呈呈现现纯纯白白色色，可可以以很很好好的的反反射射热热量量；若若在在室室内内时时它它又又会会变变成成浅浅兰兰色色，给给人人一一种种朴朴实实淡淡雅雅的的感感觉觉；到到傍傍晚晚时时，它它又又会会变变成成漂漂亮迷人的红或紫色，是出席晚宴的理想时装。亮迷人的红或紫色，是出席晚宴的理想时装。2、随温度变色、随温度变色 这这类类变变色色服服装装采采用用的的是是热热敏敏变变色色材材料料。这这种种材材料料就就是是将将热热敏敏化化合合物物掺掺到到染染料料中中去去，
11、再再印印染染到到织织物物上上。染染料料由由黏黏合合剂剂树树脂脂的的微微小小胶胶囊囊组组成成，每每个个胶胶囊囊都都有有液液晶晶，液液晶晶能能随随温温度度的的变变化化而而出出现现不不同的折射率，使服装变换出多种色彩。同的折射率，使服装变换出多种色彩。英英国国伦伦敦敦的的一一家家时时装装公公司司曾曾举举办办过过一一次次别别开开生生面面的的时时装装表表演演，台台上上女女模模特特的的各各种种时时装装不不断断改改变变色色彩彩，有有如如彩彩虹虹飞飞舞舞。原原来来这这些些时时装装都都是是用用一一种种含含液液晶晶的的感感温温变变色色纺纺织织面面料料制制造造的的，在在28时时，面面 料料 是是 红红 色色；到到
12、33时时，又又 变变 成成 黄黄 色色；2833之间，还可以变出其他各种色彩。之间，还可以变出其他各种色彩。3、随湿度变色、随湿度变色 另另据据报报道道，还还有有一一种种“水水现现织织物物”他他看看起起来来与与普普通通面面料料没没有有差差异异，但但是是，当当它它潮潮湿湿时时就就会会显显示示出出花花纹纹、图图案案。这这种种织织物物非非常常适适合合游游泳泳衣或雨衣、雨伞。衣或雨衣、雨伞。当当穿穿上上这这种种游游泳泳衣衣，一一头头扎扎进进清清波波碧碧水水的的游游泳泳池池中中，泳泳衣衣上上斑斑斓斓的的图图案案渐渐渐渐显显示示出出来来，那那有有多多么么引引人人注目啊！注目啊！4、随光线变色、随光线变色
13、人人们们利利用用动动物物特特性性并并以以仿仿生生学学的的原原理理与与高高新新技技术术研研制制成成功功一一种种能能自自动动变变色色的的化化学学纤纤维维，称称为为光光敏敏变变色色纤纤维维。它它是是采采用用纤纤维维中中引引入入具具有有光光敏敏变变色色性性化化合合物物，或或合合成成能能变变色色的的聚聚合合物物纺纺丝丝的的方方法法。如如将将能能在在可可见见光光下下发发生生氧氧化化一一还还原原反反应应物物的的、色色泽泽变变化化可可逆逆的的硫硫堇堇衍衍生生物物导导入入聚聚合合物物，然然后后纺纺成成纤纤维维。该该纤纤维维制制品品不不仅仅对对光光线线十分敏感，而且湿度变化也能够引起颜色变化。十分敏感，而且湿度变
14、化也能够引起颜色变化。第三节第三节 阳光纤维和远红外纤维阳光纤维和远红外纤维 一、阳光纤维一、阳光纤维 阳光纤维能将阳光转换为远红外线。能高阳光纤维能将阳光转换为远红外线。能高效率地将太阳能转换为远红外辐射的物质等。效率地将太阳能转换为远红外辐射的物质等。碳化物能吸收阳光中高能波长段碳化物能吸收阳光中高能波长段(2(2m)m)。阳光中波长阳光中波长0.3 0.3 的能量占总能量的的能量占总能量的95%95%以上，以上，因此阳光纤维具有很好的蓄热保温效果。因此阳光纤维具有很好的蓄热保温效果。二、远红外纤维二、远红外纤维 远红外纤维是低温远红外纤维是低温(接近体温接近体温)下辐射远红下辐射远红外线
15、的纤维称之为。医学领域，一般把外线的纤维称之为。医学领域，一般把3 3mm以以上的红外线作为远红外波段看待。远红外线具上的红外线作为远红外波段看待。远红外线具有增强人体新陈代射、促进血液循环、提高免有增强人体新陈代射、促进血液循环、提高免疫功能、消炎、消肿、镇痛等作用。远红外纤疫功能、消炎、消肿、镇痛等作用。远红外纤维和众多的远红外治疗仪不同，不需要热源，维和众多的远红外治疗仪不同，不需要热源，对时间和场所都没有限制；远红外纤维可将保对时间和场所都没有限制；远红外纤维可将保健结合在使用中，作用时间长。健结合在使用中，作用时间长。第四节第四节 防紫外线纤维防紫外线纤维 紫紫外外线线（UVUV）是
16、是波波长长为为200 200-400 400 nmnm的的电电磁磁波波。按按波波长长范范围围区区分分，紫紫外外线线又又可可分分为为紫紫外外线线A A、B B、C C。到到达达地地面面的的主主要要为为紫紫外外线线A A。紫紫外外线线能能促促进进维维生生素素D D的的合合成成、杀杀菌菌与与光光合合作作用用。有有害害方方面面表表现现在在损损害害皮皮肤肤、降降低低免免疫疫功功能能和和不不利利于于植植物物及及海海洋洋生生物物的的发发育育等等。紫紫外外线线遮遮断断纤纤维维是是在在成成纤纤聚聚合合物物中中掺掺入入防防紫紫外外线线物物质质。目目前前的的防防紫紫外外线线纺纺织织品品包包括括衬衬衫衫、运运动动服服
17、、工工作作服服、制制服服、窗窗帘帘以以及及遮遮阳阳伞伞等等。其其紫紫外外线线遮遮挡挡率率可可达达95%95%以上。以上。第四节第四节 阻燃纤维阻燃纤维 表表示示纤纤维维及及其其制制品品的的可可燃燃性性通通常常采采用用极极限限氧氧指指数数。阻阻燃燃粘粘胶胶纤纤维维的的极极限限氧氧指指数数一一般般可可达达到到27%27%-30%30%。阻阻燃燃腈腈纶纶的的极极限限氧氧指指数数一一般般在在26%26%-30%30%之之间间。腈腈氯氯纶纶的的极极限限氧氧指指数数可可达达到到28%28%以以上上，适适于于制制作作高高贵贵裘裘皮皮服服装装、地地毯毯、毛毛毯毯、长长毛毛绒绒、空空气气过过滤滤布布等等。阻阻燃
18、燃聚聚酯酯纤纤维维的的物物理理性性质质与与普普通通聚聚酯酯纤纤维维基基本本相相同同，可可用用于于装装饰饰布布、睡睡衣衣、工工作作服服和和床床上上用用品品等等。丙丙纶纶阻阻燃燃改改性性，极极限限氧氧指指数数达达26%26%-28%28%，主主要要用用于于室室内内装装饰饰织物，也可以把它用于工业用途。织物，也可以把它用于工业用途。第五节第五节 弹性纤维弹性纤维 弹性纤维是指具有很高的断裂伸长率、很弹性纤维是指具有很高的断裂伸长率、很高的弹性恢复能力、很低的弹性模量的纤维。高的弹性恢复能力、很低的弹性模量的纤维。弹性纤维分为橡胶弹性纤维和聚氨酯弹性纤维。弹性纤维分为橡胶弹性纤维和聚氨酯弹性纤维。橡胶
19、弹性纤维由橡胶乳液纺丝或橡胶膜切割制橡胶弹性纤维由橡胶乳液纺丝或橡胶膜切割制得，只有单丝，有极好的弹性恢复能力。聚氨得，只有单丝，有极好的弹性恢复能力。聚氨酯弹性纤维是指以聚氨基甲酸酯为主要成分的酯弹性纤维是指以聚氨基甲酸酯为主要成分的一种嵌段共聚物制成的纤维，我国简称氨纶。一种嵌段共聚物制成的纤维，我国简称氨纶。国外商品名有国外商品名有Lycra(Lycra(美国美国)、Neolon(Neolon(日本日本)、Dorlastan(Dorlastan(德国德国)等。等。第六节第六节 抗菌防臭纤维抗菌防臭纤维 抗菌防臭纤维是指具有除菌、抑菌作用的抗菌防臭纤维是指具有除菌、抑菌作用的纤维。细菌以汗
20、水中的尿素等人体排泄物为营纤维。细菌以汗水中的尿素等人体排泄物为营养源，不断进行繁殖，同时排放出臭味很浓的养源，不断进行繁殖，同时排放出臭味很浓的氨，并且会引起皮肤瘙痒和病变。抗菌纤维大氨，并且会引起皮肤瘙痒和病变。抗菌纤维大致有二类，一种是本身带有抗菌功能的纤维，致有二类，一种是本身带有抗菌功能的纤维，如大麻、罗布麻、甲壳素纤维及金属纤维等；如大麻、罗布麻、甲壳素纤维及金属纤维等；另一类是将抗菌剂在化纤纺丝时加到纤维中而另一类是将抗菌剂在化纤纺丝时加到纤维中而制成的抗菌纤维，这类纤维抗菌、耐洗性好，制成的抗菌纤维，这类纤维抗菌、耐洗性好，易于织染加工。抗菌纤维可制作各种内衣、床易于织染加工。
21、抗菌纤维可制作各种内衣、床上用品、袜子、护士服及公用纺织品等。上用品、袜子、护士服及公用纺织品等。第八节第八节 香味纤维香味纤维 香香味味纤纤维维是是在在纤纤维维中中添添加加香香料料，使使纤纤维维具具有有香香味味的的纤纤维维。香香味味纤纤维维能能持持久久地地散散发发天天然然芳芳香香，产产生生自自然然清清新新的的气气息息。制制作作这这类类芳芳香香纤纤维维多多为为皮皮芯芯复复合合结结构构，皮皮层层为为聚聚酯酯，芯芯层层为为掺掺有有天天然然香香精精的的聚聚合合物物，所所用用香香精精以以唇唇形形科科熏熏衣衣香香油油精精或或柏柏木木精精油油为为主主。这这类类芳芳香香类类纤纤维维产产生生一一种种自自然然清
22、清新新的的感感觉觉，同同时时具具有有去去臭臭、安安神神等等作作用用。可以制成絮棉、地毯、窗帘和睡衣等。可以制成絮棉、地毯、窗帘和睡衣等。第九节第九节 空调相变纤维空调相变纤维 空调相变纤维是指能起到调温节作用的纤维。空调相变纤维是指能起到调温节作用的纤维。相转变材料在相转变过程中，温度恒定，起到缓冲相转变材料在相转变过程中，温度恒定，起到缓冲温度变化得作用。温度变化得作用。将相转变材料加进中空纤维中，或制成微胶囊，将相转变材料加进中空纤维中，或制成微胶囊，混入纺丝液中纺丝。混入纺丝液中纺丝。可以制作空调鞋、空调服、空调手套，也可制可以制作空调鞋、空调服、空调手套，也可制成床上用品、毯子、窗帘、汽车内装饰、帐篷等。成床上用品、毯子、窗帘、汽车内装饰、帐篷等。