簡單認(rèn)識(shí)幾種復(fù)合纖維的主要類型

　　一、并列型復(fù)合纖維

　　并列型復(fù)合纖維的紡制比皮芯型纖維的紡制具有更高的難度，因此對聚合物的要求更高。

　　(1)用于紡制并列型復(fù)合纖維的兩種聚合物材料應(yīng)當(dāng)具有較好的相容性，否則在紡絲過程中易發(fā)生剝離，導(dǎo)致紡絲過程難以進(jìn)行。

　　(2)所使用的兩種聚合物材料在相應(yīng)的紡絲工藝條件下應(yīng)當(dāng)具有相近的熔體粘度，以避免在紡絲過程中熔體自噴絲頭吐出時(shí)發(fā)生“彎頭”現(xiàn)象，影響紡絲過程正常進(jìn)行。

　　影響紡絲工藝條件下兩種聚合物材料熔體粘度的主要因素包括:

　　(1)兩種聚合物材料的相對分子質(zhì)量。

　　(2)兩種聚合物在各自螺桿擠壓機(jī)、彎管中的熔體溫度控制及終紡絲箱體的溫度控制。

　　(3)兩種聚合物熔體粘度對剪切速率的依賴性，包括兩種聚合物熔體各自的泵供量，噴絲孔的孔徑、長徑比等。

　　因此，在并列型復(fù)合纖維的紡絲工作進(jìn)行之前，要做好各種必要的、相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。這樣做，也有利于分析可能發(fā)生的問題。

　　二、多層并列型復(fù)合纖維

　　多層并列型復(fù)合纖維是并列型纖維復(fù)合再復(fù)合的結(jié)果，它是由兩種具有一定相容性的聚合物材料相互交替排列成多層結(jié)構(gòu),并沿纖維軸向復(fù)合而成。兩種聚合物材料的選擇原則應(yīng)當(dāng)是，既要保證紡絲過程中不易發(fā)生剝離，又要考慮到制成纖維的終可剝離性。

　　多層并列型復(fù)合纖維可在織物后加工過程中，利用化學(xué)的或物理的方法剝離,剝離后的超細(xì)纖維呈現(xiàn)出具有4個(gè)棱角的矩形形狀,很適合用作擦拭布材料。截面為矩形的纖維在長、寬兩個(gè)方向上的尺寸不同而纖維的彎曲變形難易程度與纖維截面的長寬比有關(guān),因此由不同長寬比纖維所得的織物會(huì)產(chǎn)生不同的風(fēng)格。若矩形的寬度方向小到一定程度時(shí),還會(huì)由于光反射的效果出現(xiàn)類似蝴蝶翅膀的五顏六色。

　　三、橘瓣型復(fù)合纖維

　　橘瓣型復(fù)合纖維是由兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)和/或性能不同的聚合物構(gòu)成的一種裂片型復(fù)合纖維,其截面由類似”橘瓣”形狀的裂片組成。例如，所用聚合物原料可以是PET及PA6.兩者之間有一定的相容性以保證紡絲及后加工過程的正常進(jìn)行，但是又在某種性能上有所差異，能夠在織物處理過程中達(dá)到剝離的效果。

　　采用該種形式的纖維截面，經(jīng)剝離后可以得到“楔”型超細(xì)纖維，每根單纖維有3個(gè)尖角，用作擦拭布非常有利。這種橘瓣型復(fù)合纖維可以分為6+6或8+8等種類，即由6瓣（或8瓣）PET及6瓣（或8瓣）PA6相互間隔組成橘瓣型。通常將PET的比例加大。若兩組分剝離不好，容易造成超細(xì)纖維織物染色不良。為解決這個(gè)問題，也可以做成EHDPET/PA6(20/80)的橘瓣型復(fù)合纖維,再將復(fù)合纖維織物進(jìn)行水解，溶除EHDPET后得到PA6的單組分超細(xì)纖維。采用橘瓣型復(fù)合纖維紡絲法，終可得到線密度為O. 15dtex左右的超細(xì)纖維。

　　四、中空橘瓣型和米字型復(fù)合纖維

　　中空橘瓣型復(fù)合纖維是對上述橘瓣型復(fù)合纖維的一種改進(jìn)， 目的是改善剝離效果。由于橘瓣型復(fù)合纖維的各瓣之間相互連接，有時(shí)剝離不好。若將纖維中間部分做成中空狀，即可減少橘瓣間的接觸面積,有利于剝離。

　　米字型復(fù)合纖維是由兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)和/或性能不同的聚合物構(gòu)成的一種裂片型復(fù)合纖維,其截面由“米”字形骨架及“米”字形骨架之間的扇形組成。其中一種聚合物(例如PA6或PET)做成“米”字形骨架,另一種聚合物(例如PET或PA6)則為“米”字形骨架之間的扇形。通常采用PA6作為“米”字形骨架。隨著“米”字形骨架比例的增加,“米”字形骨架逐漸加粗。若“米”字形骨架的比例低于15%，骨架過細(xì)且不均勻，會(huì)增加剝離的難度，影響剝離的效果。而“米”字形骨架的比例過高(如達(dá)到50%)時(shí)，骨架變得很粗，在剝離后會(huì)形成一根較粗的纖維,影響超細(xì)纖維織物的柔軟性,同時(shí)也增加了生產(chǎn)成本。因此“米”字形骨架的比例選擇20%較為適宜。由這種米字型復(fù)合纖維制成的織物的特點(diǎn)是,既有扇形超細(xì)纖維的柔軟性，又有“米”字形骨架材料的剛性和挺括性。

　　另有采用EHDPET作為“米”字形骨架材料的復(fù)合纖維，用該纖維織造成織物后，將EHDPET用稀堿溶液水解溶除，終得到扇形的超細(xì)纖維織物。米字型復(fù)合纖維常被俗稱為“8+1”型，即由8個(gè)扇形加上1個(gè)米字形構(gòu)成。為使單纖維線密度更細(xì)，還可以作成“16+1”等品種。為了保證紡絲過程中良好的可紡性與后加工過程中單纖維的易剝離性二者之間的平衡，所選擇的兩種聚合物組分應(yīng)當(dāng)具有適宜的相容性。

　　五、齒輪型復(fù)合纖維

　　齒輪型復(fù)合纖維實(shí)際上是米字型復(fù)合纖維的一個(gè)變種。 它也是由兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)和/或性能不同的聚合物構(gòu)成，其截面為齒輪形:其中一種聚合物構(gòu)成齒輪的主體,另一種構(gòu)成齒與齒之間的間隙材料。

　　齒輪型復(fù)合纖維經(jīng)過剝離后,齒與齒之間間隙部分的材料形成超細(xì)纖維，為織物提供了柔軟的風(fēng)格,而構(gòu)成齒輪形主體的材料為織物提供了剛性和挺括性。實(shí)際上齒輪型復(fù)合纖維可以被認(rèn)為是對米字型復(fù)合纖維的一種改良。與米字型復(fù)合纖維的兩種聚合物組分選擇原則相同，齒輪型復(fù)合纖維的兩種聚合物組分也應(yīng)當(dāng)具有適宜的相容性。

　　六、皮芯型復(fù)合纖維

　　皮芯型纖維由兩種組分層層相互包覆，并沿纖維軸向復(fù)合而成。通常都是指同芯型，此外還有偏心型、異形皮芯型及多層皮芯型等。皮芯型纖維多用于自粘合型纖維，例如日本窒素公司開發(fā)的ES纖維，是以熔點(diǎn)較低的PE(tm = 107℃ )為皮層，以熔點(diǎn)較高的PP(tm =167℃)為芯層的皮芯型纖維。將該纖維與其他纖維均勻地共混后制成非織造布,再在PE與PP二者熔點(diǎn)之間的溫度下進(jìn)行熱風(fēng)或熱輥壓合,使皮層組分融化，ES纖維之間或ES纖維與其他纖維之間發(fā)生熱熔粘合。由于纖維皮層很薄，所以纖維間粘結(jié)細(xì)膩，產(chǎn)品手感柔軟，同時(shí)提高了非織造布的強(qiáng)度，該類產(chǎn)品大多用于兒童及婦女衛(wèi)生用品。陳國康等報(bào)道了以PE或其共聚物為皮層，以PP為芯層的復(fù)合纖維制造方法，稱可以改善纖維的柔軟性。

　　另有以PA6為皮層、PET為芯層的皮芯型纖維制造的報(bào)道。該纖維用于制造輪胎簾子線時(shí)，可以充分利用PA6與橡膠之間的優(yōu)良粘合性，又可以發(fā)揮PET的剛性和高模量的特點(diǎn)，從而改善輪胎的“平點(diǎn)效應(yīng)”。另外，還有以PA6為皮、PET為芯的皮芯型纖維。制造該纖維時(shí)，適當(dāng)提高PET的比例可以降低生產(chǎn)成本,同時(shí)可以提高復(fù)合纖維的模量;PA6為皮層還可以改善纖維的染色性、耐磨性和吸濕性能等。近年來,有些廠家采用回收PET為芯層來生產(chǎn)皮芯型纖維,這不僅進(jìn)一步降低了產(chǎn)品成本,而且對廢舊物資的回收、利用，以及環(huán)境保護(hù)具有積極的意義。

　　如果芯層采用了吸濕性能較好的聚合物材料或具有導(dǎo)電性能的材料，便可提高纖維的吸濕性能或?qū)щ娦阅?。作者就曾以PET、PA6或PP為皮層,以自制的共聚醚酯為芯層制備了具有優(yōu)良抗靜電性能的皮芯型纖維,所得纖維脫除油劑后的比電阻值為1x10的7次方Ω?cm。也有將含有導(dǎo)電成分的聚合物作為芯層,制造出導(dǎo)電性皮芯型復(fù)合纖維的報(bào)道。

　　正皮芯型復(fù)合纖維紡制時(shí),雖然對可紡性能的要求比并列型復(fù)合纖維略低一些,但是兩種聚合物組分的熔點(diǎn)不宜相差過大，而且兩組分在紡絲工藝條件下的熔體粘度應(yīng)盡可能相近，并具有較好的相容性，即成纖后能很好地粘合在一起，不在皮層與芯層之間出現(xiàn)明顯的界限。紡制偏心型復(fù)合纖維時(shí)，對可紡性能的要求略高些，主要是要求兩組分在紡絲條件下的熔體粘度相近，以避免熔體從噴絲孔擠出時(shí)發(fā)生“彎頭”現(xiàn)象。若設(shè)計(jì)成以兩種化學(xué)結(jié)構(gòu)和/或性能不同的聚合物構(gòu)成的偏心理復(fù)合纖維(圖3-12)，還可同時(shí)賦予纖維三維立體螺旋永久卷曲的性能。

　　七、海一島型復(fù)合纖維

　　海一島型復(fù)合纖維實(shí)際上是一種多芯型皮芯復(fù)合纖維，由一種聚合物材料構(gòu)成的芯組分(又稱“島”相或分散相)以縱向連續(xù)的形式分散于另一種聚合物材料構(gòu)成的海組分(也稱“海”相或連續(xù)相)中,有人稱之為高分子配列體纖維,也有人形象地稱其為海一島型復(fù)合纖維。通常，用于制造海一島型復(fù)合纖維的兩種聚合物必須具有對某種溶劑有選擇性的溶解性能。

　　例如，當(dāng)島組分的材料選擇為PET、 PA6或PA66時(shí),可以采用PS或PE作為海組分，這樣，當(dāng)紡制成海一島型復(fù)合纖維后，可用甲苯或二甲苯將其中的PS或PE溶解掉,從而得到PET、PA6或PA66的超細(xì)纖維。如果將海組分替換為易水解聚酯EHDPET,則用稀堿溶液即可除去海相組分,同樣得到超細(xì)纖維。海一島型復(fù)合纖維不僅可以用來制備超細(xì)纖維，也可以用來制備多孔中空纖維:將上述的海與島組分調(diào)換一下位置，如以PET、PA6或PA66作為海組分,而將EHDPET作為島組分，制得的海一島型復(fù)合纖維經(jīng)堿水解后，得到的就是多孔的中空纖維。

　　超細(xì)纖維的長絲可以用作桃皮絨或麂皮絨的原料，而超細(xì)短纖維可用于制作人造麂皮。多孔的中空纖維通常用于制造人造皮革，它柔軟、保暖，又富有彈性，是加工各種鞋類及箱包的好材料。

　　上述采用PS或PE作為海組分,利用海一島型復(fù)合紡絲一溶解剝離法制造超細(xì)纖維的技術(shù)，由于在剝離過程中需要使用有機(jī)溶劑,現(xiàn)在已經(jīng)瀕于淘汰。取而代之的是海一島型復(fù)合紡絲--水解剝離法技術(shù)，即前面提到的以PET、PA6或PA66等作為島相組分,以易水解聚酯EHDPET作為海相組分紡制海一島型復(fù)合纖維的技術(shù)。實(shí)際上這一技術(shù)的關(guān)鍵是海一島型復(fù)合紡絲組件的設(shè)計(jì)、制造,以及易水解聚酯EHDPET的合成與性能控制。

　　八、其他類型復(fù)合纖維

　　除以上所述復(fù)合纖維外，還有許多各種特殊形狀、特殊性能的復(fù)合纖維。例如，在三角形纖維的三個(gè)尖角處鑲嵌上易水解的小三角，水解后就會(huì)在三個(gè)尖角處形成小的凹槽,使纖維產(chǎn)生“絲鳴”效果。

　　在圓形截面的PA6有光纖維中間，嵌人一個(gè)多角形高TiO2含量的聚合物材料作為芯層，多角形的每個(gè)尖角都與纖維的外緣相接,得到特殊芯層形狀與性能的皮芯型復(fù)合纖維。無論光線從任何角度射向纖維，都只能被反射而不會(huì)透過纖維。用該纖維的針織物制作泳裝，潔白而不透，很受歡迎。若用它做成夏季服裝，則懸垂又飄逸、灑脫，顯示出高雅的風(fēng)度,極適合做女裝。

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