1、 1 毕业设计文献综述 纺织工程 聚乙烯吡咯烷酮改性锦 /丙交织面料的吸湿速干性研究 一、前言部分 随着生活水平的不断提高，人们对服用纤维材料的要求不仅仅是为了遮体、实用、耐穿，还要求款式新颖、美观得体，具有穿着舒适、卫生和便于运动等全面功能。纤维材料的吸湿排汗性是影响服装穿着舒适性和卫生性的重要因素，特别是对于贴身穿着的衣物更是如此。 合成纤维自问世来凭借其良好的性能应用于人们生产、生活的各个领域。但由于大多数合成纤维的疏水特性，使其吸湿性差，穿着有闷热感，如何提高合成纤维的吸湿性和透气性是国内外关注的课题 1 。 聚乙烯吡咯烷酮 (Polyvinylpyrrolidone)简称 PVP，分
2、子式如图 1所示 ，是一种非离子型高分子化合物，是 N-乙烯基酰胺类聚合物中最具特色，且被研究得最深、广泛的精细化学品品种。聚乙烯吡咯烷酮是具有吸湿性易流动的粉末，无臭或微臭，溶于水、碱、酸及极性有机溶剂，具有很强的膨胀性能和与多类物质的络合能力。由于聚乙烯吡咯烷酮既溶于水，又溶于大部分有机溶剂、毒性很低、生理相溶性好，通常用于医药、食品、化妆品这些与人们健康密切相关的领域中。目前已发展成为非离 子、阳离子、阴离子 3大类，工业级、医药级、食品级 3种规格，相对分子质量从数千至一百万以上的均聚物、共聚物和交联聚合物系列产品，并以其优异独特的性能获得广泛应用。 图 1 聚乙烯吡咯烷酮 分子式 天
3、然纤维吸湿性好、穿着舒适，但其缺点是当人体排汗量较大时，衣服就会紧贴身体，给人体造成一种湿冷的感觉，这主要是汗液 不能及时排出的缘故。从导湿性能方面来看，化学纤维要比天然纤维具有优势，但也不是所有的化学纤维都具有这种突出的特点。 吸湿排汗纤维是指利用纤维表面微细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面，并发散达到导湿快干的目的，人们也将该种纤维称为可呼吸纤维。 二、主题部分 2 1. 聚乙烯吡咯烷酮 改性面料吸湿速干性研究的背景 开发新品种，首先是对产品的风格面貌、手感概念要有新的理解，而产品的风格面貌和手感概念自 20世纪 80年代以来已经开始逐步发生重大变化
4、，而且有些变化已经进入相当深入的程 度。 1.1 化学纤维新品种改变了产品的风格面貌 化学纤维品种的异军突起，出现了许许多多新品种，特别是 20世纪 90年代，每年登录的化学纤维新产品在 800个以上，最近 几 年每年都有 1100个品种以上，所以化学纤维品种成万成几十万个无法说清楚。化学纤维的排号代表着化学纤维的特性，其排号稍有变化，性能、风格、面貌和用途都有很大不同。化学纤维品种的扩展必将引起国际纺织品市场产品的风格面貌发生重大变化，在应用时应引起重视。 1.2 国际市场的纺织面料 自 20世纪 80年代以来，经过 30年的发展，所有的纺织面料平方米重 量已大大减轻。其中精梳毛纺织品和普梳
5、毛纺织品共 18大类，其相同品种的重量下降了 60g/m2 80g/m2 ，而且从 1980年 1990年的前 10年下降幅度较大，约为 60g/m2 左右。这是由全球气候变暖和生活条件的变化所决定的，人们对凉爽性的要求胜过保暖性的要求。 纺织品需具备某些新功能赋于纺织品新的功能在 20世纪 80年代开始还要求是单项性能的，如远红外辐射吸收性、抗紫外线辐射、抗 静电、阻燃、防水、防油污性能等，也就是说只具备其中一项即可。但 20世纪 90年代中期以后，尤其是进入新世纪已经呈现出一个非常明确的概念，包括一些性能和功能也并非要求是单项性，而是要求纺织品具有多项功能性要求，如油田工作服，除要求具备抗
6、静电性能之外，还要求具有抗油污性能。而对一些特殊作用的纺织品也提出了许许多多性能和功能的要求。因此在此背景下，对于新产品来说，除要求注意其风格、外观和手感等特征外，还要注意其功能性要求，而且是多项功能性要求。赋于纺织品新的功能性要求，除了“可机洗”、“洗可穿”、“易保养”，还有其 他一些功能：“抗紫外线辐射”、“抗静电”、“抗菌除臭”，还有一个功能也是非常重要的：“吸湿速干”。一般的化学纤维制成的衣物都没有天然纤维制成的衣物透气、吸湿，随着时代的进步，人们对衣物质量要求越来越高，而天然纤维已经远远满足不了人们的要求，可见，对化学纤维功能性的研究是十分重要的。这方面我国已经起步，随着人们生活水平
7、的提高，纺织品是能够达到这一要求的 2 。 2 吸湿速干性面料的研究现状 2.1 涤纶织物吸湿排汗整理及其设计原理 涤纶织物存在吸湿性差、穿着时汗水不 易排出、手感粗糙、易产生静电和易沾污等问题。通过整理，可以解决其中的某个问题。目采用吸湿排汗剂 TF一 620对涤纶进行改性，并探讨其对涤纶吸湿性、手感、抗静电性和易沾污性的影响。 吸湿排汗剂 TF-620的一端是疏水芳环链段，另一端是亲水聚醚因此，它具有疏水性和亲3 水性两个特性，它的疏水芳环链与涤纶的分子结构非常相似。涤纶在高温状态下，芳环之间的链段受热张开，吸湿排汗剂的疏水链段与涤纶的芳环中心相似相容，充分的进入到纤维内部。温度降低后，涤
8、纶芳环之间的链段重新缩合，将吸湿排汗剂嵌在中间，紧密亲和。吸湿排汗剂的亲水 聚醚朝向涤纶的外部，形成连续的亲水薄膜 3 。 其实验配方为： 染色同浴法：用量 2.5 (o.W.f) 染后浸渍法：用量 2.5 (O.w.f) 染后浸轧法：用量 25g/L 2.1.1 涤纶吸湿性，见表 1。 目前国内有关试验结果显示： 表 1 吸湿性比较 工艺 水滴扩散时间 /s 初期 水洗 10次 空白样 12 7 TF-620染色同浴 0 0 TF-620染后浸渍 0 0 TF-620然后浸扎 0 0 2.1.2 涤纶导湿速度，见表 2。 涤纶的吸湿性 和导湿速度都较差，当人体出汗时，很难将汗液及时排出，感觉
9、发闷。而采用吸湿排汗剂，无论是采用染色同浴、染后浸渍或染后浸轧法，都具有优异的吸湿性和导湿性。 表 2 导湿速度比 毛效 / cm (30min)1 空白 TF-620染色同浴 TF-620染后浸渍 TF-620然后浸扎 5 13 15 16 2.1.3 涤纶的快干性，如图 2 涤纶织物经吸湿排汗剂 TF一 620整理后，涤纶织物上的水分散发明显加快，它是通过提高织物的吸湿性和导湿速度而得的。其中，染后浸渍 或染后浸轧法效果更佳 3 。 4 图 2 水分蒸发情况 2.1.4 涤纶吸湿排汗整理的结果 吸湿排汗剂 TF一 620通 过对涤纶进行亲水性改性，从根本上解决了涤纶吸湿性差，手感粗糙，静电
10、大，易沾污等一系列问题。由于吸湿排汗剂与涤纶的结合是非常牢固的，在一般的洗涤条件下，它们是不会脱离的，因此具有优异的耐洗性能。 2.2 吸湿快干凉爽型纤维 为了改善传统棉纤维及织物排汗快干性，并配合与日俱增的化学纤维生产，吸湿快干凉爽型纤维的开发思想在化纤界应运而生。纺织专家尝试利用天然纤维和合成纤维的优点，采取合理的搭配工艺、织物组织结构和必要的后整理技术，开发出吸湿快干凉爽型织物。 吸湿快干凉爽型纤维及织物的特征可以归纳如下： a.具有 吸汗、快干的舒适性； b.织物轻薄高档，具有优良的毛细管芯吸作用和干爽的手感； c.在夏季等高热湿环境下穿着具有清凉感； d.易洗，快干，免烫； c.织物
11、悬垂性佳 4 。 2.3 制备微孔型、截面异形的纤维，利用毛细管的原理来达到导湿排汗的目的 微孔型纤维的制备可以通过共混纺丝后碱溶法或独特的后拉伸技术使纤维表面结构产生微孔。帝人公司在上世纪 80年代和 90年代开发出来的微孔涤纶长丝就是采用前一种方法，而日本三菱人造丝开发的吸湿快干纤维是采用的后一种方法 1 。近年来吸湿性纤维的开发主要集中在异形截面上。异形包括同板异形、共纺异形、复合异形。根据织物结构的要求，选择各种结构异形丝，使织物达到千姿百态。普通的纤维截面为圆形，表面完整而光滑，没有吸收和导出水分的能力。通过在纺丝时改变喷丝孔的形状可纺制异形断面的纤维，如中空纤维、三角形纤维、三叶形
12、纤维、 C形纤维、 L形截面的纤维等，使得纤维表面趋于不完整、不光滑，从而产生毛细现象而具有吸水能力；或者增大纤维的表面，使纤维内的亲水基团 (在纤维内含有亲水基团的情况下 )更多地与人体表面接触，提高吸湿性。同孔 形不同尺寸制得的异形纤维导湿性能不一样，带有较深且较窄凹槽的异形纤维导湿性能好。利用纤维表面微5 细沟槽所产生的毛细现象使汗水经芯吸、扩散、传输等作用，迅速迁移至织物的表面并发散，使其能够快速挥发，从而保持人体皮肤的干爽感。同时，在湿润状态时也不会像棉纤维那样倒伏，始终能够保持织物与皮肤间舒适的微气候状态，达到提高舒适性的目的。 2.4 锦丙复合超细纤维 2.4.1 制造工艺 采用
13、聚丙烯 (PP)和聚酰胺 6(PA6)切片进行复台纺丝，高温熔融通过各自的熔体通道进入复合组件，经喷丝头喷出、冷却成形、上油、卷绕 得到初生纤维；初生纤维在平牵机上拉伸网络得到近似于 FDY性能的双组分锦丙复合纤维；纤维经织造后，在染整定型及后处理过程中因两组分的收缩性、溶胀性不同及机械物理作用而产生剥离，形成锦丙复合超细纤维。 2.4.2 锦丙复合超细纤维性能 锦丙复合超细纤维是采用聚丙烯和另一种不相容的带可染基团的成纤高聚物，借助于复合纺丝而得到的剥离型复合超细纤维。纤维主要特性如下：织造时为常规复丝，织物染整定型时产生剥离而形成超细纤维，易于织造；单丝超细旦化，单丝线密度 0.3 0.9
14、 dtex，手感柔软，悬垂性好；疏水而 具有极强的毛细管芯吸效应；比重轻，比表面积大，织物蓬松，覆盖性好；导热系数低，保温性好；可染且染色均匀，光泽柔和而无极光 5 。 2.4.3 锦丙复合超细纤维织物开发 锦丙复合超细纤维具有比重小、柔软、导湿透气等优点。可广泛地应用于针织、机织领域，编织性能好。根据原料、设备及产品的服用要求，开发了 10多种不同组织的面料如棉盖类、网眼类、单面提花类等等。 下面介绍一下棉盖丝面料。经有关资料显示：测试分析结果表明：棉盖丝的针织面料，内外表面的吸水曲线明显不重复，即织 物两面的相对含水量差异较大，织物内表面的含水量较少；织物内外表面吸水曲线的上升斜率均较大，
15、表明织物的吸水速度较快。因此，该面料具有显著的单向排汗性能，织物的内表面能保持干爽的状态，使穿着者有舒适的感觉 5 。 锦丙复合超细纤维具有优异的导湿性，是开发吸湿排汗纺织品的理想原料。采用锦丙复合超细纤维开发的织物兼具天然纤维的吸湿性及合成纤维的快干性，具有永久性的吸湿排汗功能，克服了采用后处理技术工序繁杂、纺织品吸湿排汗效果不显著且持久性差的缺点。 3 吸湿速干性面料的 发展前景 随着生活水平的不断提高，人们对服装面料的要求不仅仅是为了穿着实用、遮体，还要求款式美观、得体，具有穿着舒适、方便和卫生等全面功能。 一般化学纤维制成的衣物的透气性、吸湿性都没有天然纤维制成的衣物好，随着时代的进步
16、，人们的服用衣物的质量要求越来越高，而天然纤维的产出已经远远满足不了人们的要求，所以化学纤维慢慢地深入人们的生活中。而人们对化学纤维的功能性的要求也越来越强。人们穿着不再是仅仅为了遮体、耐穿这些作用，而要穿着的更加舒适、卫生、方便。而吸湿速干这一功能，在人们对服用纺织品方面的要求是非常重要 的。 6 吸湿排汗面料的发展日新月异，由于其功能优异且价格具竞争力，除了用于运动服、休闲服、内衣等衣着用途之外，还将朝多用途发展，如鞋材、家具、卫生医疗、防护及农业等领域，市场将不断扩张 7 。 4 有关吸湿速干性面料的论述及影响因素 近年来，人们对穿着舒适性的要求越来越高，开发的吸湿排汗织物因穿着舒适而受
17、到人们的青睐。由于织物的结构是影响织物性能与风格的重要因素，同时也是织物设计的基本因素，因此，吸湿排汗织物的性能除与织物中纤维的种类与混纺比有关外，还受纱线结构及织物 组织结构等因素的影响 6 。 (1)在织物原料、纱线结构和织物组织相同的条件下，随着经、纬密度的增加，织物的吸水性下降，经、纬密度对织物经、纬向毛细效应都无显著影响，而经密对织物吸水时间有显著影响，纬密对织物吸水时间无显著影响；随着经、纬密度的增加，织物的透气性下降，经、纬密度对织物透气率都有显著影响。在织物紧密度较大的情况下，随着经、纬密度的增加，织物的折皱回复角下降，织物硬挺度增大，经、纬密度对织物折皱回复性、刚柔性都无显著
18、影响。 (2)在织物原料、纱线结构和织物 经、纬密度相同的条件下，组织循环较大、浮线较长组织的织物吸水性较好，透气性较高，组织对织物吸水性和透气性都有显著影响；组织对织物折皱回复性无显著影响，而对织物刚柔性有显著影响。 三、总结部分 随着全球暖化的这一现状的产生，人们对服用纺织品的要求就更加强烈。在天热的时候，人们会大量地出汗，而穿着的衣服如果能及时吸汗并且快干，那么，穿着的衣服才会更加舒适。 本文经过对国内外以及人们对纺织品的需求现状的分析，认为吸湿排汗织物对社会的作用是巨大的。纤维材料的吸湿排汗性是影响服装穿着舒适性和卫生性的重要因素，特别是对于贴身穿着的衣物更是如此。吸湿排汗纤维是一种功
19、能性纤维，由此制作的功能性面料市场份额巨大。世界各大权威纺织机构研究表明，未来衣着用织物将朝舒适、健康的方向发展，以展现经济性、舒适性和功能性的特色，吸湿排汗及相关功能性纺织品是未来消费市场的一大趋势。吸湿排汗织物目前在国内尚在发展中，预期未来将会有很大的发展，并逐渐普及到日常衣物中。 四、参考文献 1.华兴宏 .侯翠灵 .王华平 .张玉梅 .吸湿排汗纤维的发展概述 J 2005 34(1):44-46 2.姚穆，纺织面料的发展趋势与新材料技术的应用 J 2002 年 3 月 30(3)： 133-138 3.罗巨涛 ,徐璀 ,张训天 ,涤纶织物吸湿排汗整理 J 印染 2006 3:34-36
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