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双组分熔纺纤维研发带来的希望

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双组分熔纺纤维在上个世纪中叶首次实现商业化,但却是以横截面壳或核的纤维形式出现。这类纤维很快获得利用。它利用了壳内较低熔点聚合体与较高熔点温度的核聚合体原理首先成为无纺工业原料之一。它由于具有一定的粘连性,可以改变或提高纤维织物的强度并容许增加线速。1996年美国纤维创新公司FIT在田纳西州约翰逊城开始专门生产双组分纤维。

自那以后,鞘/核心纤维粘结剂被广泛使用,就这样,双组分短纤维确立了它的发展所需的基础和条件。此后,双组分技术在强化纤维材料领域大行其道,使长丝纱线强度更高。更重要的是,美国一家公司开始利用光化学刻饰技术生产纺纱包,为双组分纤维商业化的应用迈出了可喜的一步,这使聚合体生产流程控制更加优良,精度更高,同时降低了生产成本。随后,FIT公司独立生产出单一聚合体日用品,它一下成为市场关注的焦点。

从此,这两家公司争相利用各自的技术,特别是热塑性塑料领域,FIT公司率先在短时间内开发出不同类型的应用纤维材料。其结果是,当最简单的双组分纤维原材料出现时,消费者与商家立即发现双组分纤维的应用将是无穷尽的。

高度专业化的用途

今天,双组分纤维已经打破局限,成为日用聚合体半成品,成为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚丙烯(PP)的最佳材料选择。高密度和低密度的聚丙烯相继出现,相关的产品也不胜枚举,特别是与环境有关能再生利用的材料如雨后春笋般出现。此后,这两家公司先后不断开发新品,最为引人注目的却是工程化的聚合体,其顺应变化的特性无与伦比,它避免了传统的高成本,使商业价值不断提高,如聚亚苯基硫化物、乙缩醛、离聚物、聚乙烯醇等纷纷出现。

最终,它使聚合体添加剂既可以用于单聚合体纤维也可以用于双组分纤维,各显功能特性。这些添加剂包括阻燃剂、碳纳米管、着色剂、传导材料和抗菌剂。这类矩阵型材料特性以及与各类纤维相结合,能显著改善纤维,使其双组分不再是单一化产品,它使纺织物属性的设计更为优化,更多日用品应运而生,并且,每一种纤维都能量体裁衣地设计专用用途。

双组分纤维的使用例证

在早些时候,鞘/核心粘结剂纤维的使用就不断更新,而今天,聚酯、聚酰胺、聚烯烃,这些共聚物可设置的热温在110℃至180℃之间,甚至可以使聚合体粘结温度更高。但是,这类双组分高温纤维可对材料产生重大影响。除了粘结温度,这种纤维材料还可以粘结极曲面和非极曲面。这种水晶特性的聚合体的溶解温度甚至可以调节。这类纤维由于其特性,多数时候用来制造包裹聚氨酯泡沫体坐垫或者生产需要弹性复原的产品。

但是,壳核横截面的基本功效也可以用于其他诸多方面,而这些应用也取决于外来材料的性质。在这些案例中,双组分纤维可用合适的低成本聚合体,以降低昂贵的聚合体价格,这无形中降低了纤维成本。然而,并行的双组分纤维的特点是依赖两种聚合纤维收缩率的不同而形成的。纺织物加工成型任何过程,倘若纤维不受物理影响,那么可能因加热而导致收缩。

由于两种聚合体的收缩不一样,纤维则可通过螺旋卷缩分解合成张力。这种特性促使无纺扁平而均匀,适合多种用途。当然,若要用于超细纤维纺织物还是很难的,且实际应用昂贵,产量极低。

一旦这类纤维形成无纺网,它就可以在机械拉力的作用下,将各双组分纤维横截面分散为超细纤维所需要的16截面体。这种超细纤维织物与直纺式超细纤维相比,有效地降低了成本。其中的空洞和覆盖部分的横截面十分精致,且容许纤维相关部分再做调整。

这类超细纤维由于表面看上去类似于海面星罗棋布的岛屿,因此被称为“海岛面纤维”,由此生成的超细纤维十分精细耐看。其中,“海”部分聚合体可通过热碱槽或热水加工分散至其他部分。用“海岛面纤维”的纺织物通过分散溶解,其结果形成了最好的超细纤维织品。但是,这种方法会招致成本困惑,因为相当部分的纤维将会随着水流冲入下水道,使成本消耗过大。因此,用“海与岛横截面”技术生产出来的纤维属于世界上最细小的超细纤维,其微小程度超过了一般机械分离的超细纤维。

这样的纤维横截面技术已成为美国FIT公司显示其开发实力的重要手段。而该公司经过多年不断地探索发现这种纤维横截面可应用于保护性产品领域。在这种横截面上甚至可以印刷二维条形码。这种条形码可让机器自动识别。由此,它就可以隐形一体化地将大量信息命令传输到一种产品上,当然它不一定非要是纤维化产品,但可以包括有电子、医疗、宝石、爆破甚至任何虚拟功能的应用,甚至法医也能通过这种无纺织物获得相关信息识别价值。

未来的发展方向

这种双组分纤维技术并不是研发的结束,而是新的创新模式的开始,它会促使把更多的技术领域带到前台。例如,带有三维成分的纺织系统正在推出,三种不同的聚合体形成一种纤维面料正在成为现实。而过去最多也只有二维纺织系统。此外,更为简洁的双组分纤维横截面织物产品正在出现。而将其细丝直接挤压成无纺网,无须事先形成纤维网状中间体的技术正在出现。不仅如此,聚合体控制形成横截面的精细加工技术还在不断推陈出新。在FIT公司成立的那一天起,他们就想到了如何把“海面上37座岛屿”的纤维材料做成艺术型织物。其超细纤维的细度达到0.02 den。而双组分纤维企业中的另一佼佼者西尔斯公司也不甘落后地将织物表面原来的成百个“岛屿”分离成数万个小“岛”。

这些研究人员夜以继日地将双组分纤维技术与新型电子融为一体。一种新型的电纺细丝正在向我们走来,而聚合体的电子解决方案正在超越过去的聚合体溶解式解决模式。看来,技术的更新永远都不会完结,而我们看到的双组分纤维技术在今天的商业领域还处于方兴未艾阶段,历经人类整个发展史的纺纱用短纤维或长丝纱线生产即将让位于新兴的智能纺织技术,这已毋庸置疑。