粘膠纖維用漿粕

粘膠纖維是一類歷史悠久、技術(shù)成熟、產(chǎn)量巨大、品種繁多、用途廣泛的化學(xué)纖維。其以天然纖維素（漿粕）為基本原料，經(jīng)轉(zhuǎn)化為纖維素黃酸酯溶液再紡制而成的再生纖維素纖維。

粘膠纖維主要分類

粘膠纖維歷史

粘膠纖維的問世僅遲于纖維素硝酸酯纖維，是最古老的化學(xué)纖維品種之一。1891年，克羅斯（Cross）、貝文（Bevan）和比德爾（Beadle）等首先制成纖維素黃酸鈉溶液，由于這種溶液的粘度很大，因而命名為“粘膠”。

粘膠遇酸后，纖維素又重新析出。根據(jù)這個(gè)原理，在1893年發(fā)展成為一種制備化學(xué)纖維的方法，這種纖維被命名為粘膠纖維。到1905年，米勒爾(Muller)等發(fā)明了一種稀硫酸和硫酸鹽組成的凝固浴，實(shí)現(xiàn)了粘膠纖維的工業(yè)化生產(chǎn)。

粘膠纖維工業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)一百年了，在這一百年里，生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，從普通型纖維發(fā)展到強(qiáng)力型纖維、高濕模量型纖維。目前世界粘膠纖維的產(chǎn)量約占化學(xué)纖維總產(chǎn)量的12%左右。

自20世紀(jì)90年代，歐、美、日等工業(yè)強(qiáng)國紛紛關(guān)閉它們的粘膠纖維廠，縮減粘膠纖維的產(chǎn)量，他們把粘膠纖維的生產(chǎn)集中在少數(shù)大公司，這樣，有利于治理污染及新工藝、新品種的開發(fā)。

與此同時(shí)，他們經(jīng)過技術(shù)革新，大幅度提高粘膠纖維產(chǎn)品的質(zhì)量，開發(fā)新品種、新技術(shù)，大大提高產(chǎn)品的附加值。例如，他們的粘膠長絲紡速已達(dá)140m/min，絲的纖度已細(xì)到像最細(xì)的蠶絲那樣纖細(xì)，并開發(fā)出中空、阻燃、防臭、竹節(jié)、異形、遠(yuǎn)紅外等上百個(gè)差別化纖維品種。

在產(chǎn)品質(zhì)量方面，粘膠纖維的染色一致性明顯提高、毛絲疵點(diǎn)和伸度變異系數(shù)大大降低。

另外，他們不斷向外輸出新的粘膠纖維生產(chǎn)技術(shù)，比如我國各大化纖公司都在花巨資引進(jìn)他們的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，如連續(xù)式紡絲機(jī)、酸浴閃蒸系統(tǒng)、絲餅內(nèi)壓洗設(shè)備、廢氣回收技術(shù)等。

通過上述辦法，歐、美、日等國家雖然縮減了粘膠纖維的生產(chǎn)量，但減少了勞務(wù)費(fèi)用支出，降低了環(huán)境污染及治理費(fèi)用，又因其產(chǎn)品附加值的大幅度提高，加之大筆的技術(shù)輸出收入，整體的經(jīng)濟(jì)效益卻大大提高了[1]。

我國化學(xué)纖維工業(yè)的建立是從粘膠纖維開始的。從20世紀(jì)50年代開始，我國先后建了粘膠纖維的生產(chǎn)廠，如丹東化學(xué)纖維廠、保定化學(xué)纖維廠等。50年來粘膠纖維穩(wěn)步發(fā)展，從20世紀(jì)90年代起我國粘膠纖維工業(yè)快速發(fā)展，產(chǎn)量以平均每年10%以上的速度增長，2004年我國粘膠產(chǎn)量達(dá)90萬噸，占世界總產(chǎn)量的1/3，保持粘膠纖維第一生產(chǎn)大國的地位。

粘膠纖維的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

巨大潛力

（1）粘膠纖維前景依舊看好：粘膠纖維本身具有優(yōu)良的染色、吸濕、抗靜電等性能，其織物穿著舒適、衛(wèi)生、瀟灑、鮮艷，具有許多種纖維所不及的性能，這也是粘膠纖維遭受合成纖維沖擊而未被淘汰的根本原因。隨著國內(nèi)人民生活水平的提高，人們在衣著及家居裝飾上的消費(fèi)觀念更趨于“回歸自然”，以及成衣向歐美市場出口看好，都將相應(yīng)地帶動粘膠纖維需求的增長。因此可以預(yù)見，粘膠纖維仍將繼續(xù)是紡織品的重要原料，隨著發(fā)達(dá)國家逐步退出粘膠纖維的生產(chǎn)，會讓出更多的市場空間，這對我國粘膠纖維無疑是一次歷史性機(jī)遇。

（2）我國發(fā)展粘膠產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢：我國粘膠行業(yè)生產(chǎn)集中度比較高，單廠平均產(chǎn)能達(dá)到2萬噸以上，部分龍頭企業(yè)已接近國際水平；粘膠纖維的原料為棉漿粕、木漿粕等天然物質(zhì)，我國棉短絨(棉漿粕原料)資源非常豐富，完全可以就地取材，對企業(yè)降低生產(chǎn)成本極為有利；由于發(fā)達(dá)國家粘膠纖維產(chǎn)量逐年降低，為我國粘膠長絲出口提供空間。

不可忽視的問題

（1）環(huán)保問題：粘膠纖維生產(chǎn)存在對環(huán)境的污染問題，主要是硫化氫、二硫化碳對大氣的污染及廢水中有機(jī)物、硫酸鹽對水質(zhì)的污染。由于環(huán)保原因，發(fā)達(dá)國家逐漸退出粘膠纖維生產(chǎn)領(lǐng)域，產(chǎn)能向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，其中，中國、印度與印尼發(fā)展最快。如果傳統(tǒng)粘膠纖維的生產(chǎn)在污染治理方面措施合理，盡管工藝復(fù)雜、投資大，但粘膠纖維仍然有它的生命力。我國發(fā)展粘膠纖維工業(yè)不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)，要積極消化吸收國外粘膠纖維生產(chǎn)企業(yè)在治理有害物質(zhì)排放方面取得的最新成果和成功經(jīng)驗(yàn)，發(fā)達(dá)國家企業(yè)對有害物質(zhì)的回收率均在85%左右，Lenzing的聯(lián)合裝置系統(tǒng)對有害氣體的回收率達(dá)90%[2]。

（2）差別化粘膠纖維：國內(nèi)粘膠纖維品種還十分單一，以常規(guī)品種為主，化纖差別率只有25%左右，更缺乏在非服用領(lǐng)域的開發(fā)研究。而國際粘膠纖維的發(fā)展趨勢是高性能、差別化、功能化與環(huán)保化等新型纖維的開發(fā)應(yīng)用，下游產(chǎn)品風(fēng)格因此而更加豐富多樣。遠(yuǎn)紅外、超細(xì)纖維、中空纖維、負(fù)氧離子、抗菌、阻燃等多功能復(fù)合粘膠纖維的開發(fā)應(yīng)用則進(jìn)一步推進(jìn)了面料檔次的提高，使其向保健、舒適、功能化、特色化、高仿真、高附加值方向發(fā)展。粘膠纖維除了應(yīng)用于服用領(lǐng)域之外，在非服用領(lǐng)域的發(fā)展空間也極為廣闊，例如非織造布、工業(yè)絲、工程建設(shè)、國防等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域都是中國紡織工業(yè)協(xié)會確定的紡織行業(yè)重點(diǎn)投資方向。

粘膠纖維生產(chǎn)工藝流程

各種粘膠纖維，不論采用何種漿粕原料和生產(chǎn)設(shè)備，其基本生產(chǎn)工藝流程都是相同的（如圖4-2、4-3、4-4），都經(jīng)下列三個(gè)過程：

（1）粘膠的制備：包括漿粕的準(zhǔn)備、堿纖維素的制備及老成、纖維素黃酸酯的制備及溶解、粘膠的紡前準(zhǔn)備（包括粘膠的混合、過濾、脫泡及熟成）。

（2）粘膠纖維的成形：包括紡絲及纖維的拉伸。

（3）粘膠纖維的后處理：包括水洗、脫硫、漂白、酸洗、上油、干燥等。粘膠長絲還需進(jìn)行加捻、絡(luò)絲分級包裝等加工；粘膠短纖維則需經(jīng)切斷、打包等。

圖4-2 粘膠纖維生產(chǎn)工藝流程圖

注1.為粘膠制造、紡絲等條件與普通短纖維不相同

2.二硫化碳的回收，只在短纖維制造時(shí)進(jìn)行

圖4-3 普通粘膠短纖維生產(chǎn)工藝流程圖

圖4-4 普通粘膠長絲生產(chǎn)工藝流程圖

粘膠纖維性能

粘膠纖維的優(yōu)點(diǎn)是：吸濕及解濕性能好，透氣性好，柔軟性好，穿著舒適；染色性能優(yōu)良；對光、熱及化學(xué)試劑穩(wěn)定性高；不起球，不易起靜電，也不易沾污，更沒有棉花加工中出現(xiàn)的棉塵問題；廢棄物可自然降解，符合環(huán)境與可持續(xù)性發(fā)展。粘膠纖維也有一些缺點(diǎn)，如濕牢度僅為干牢度的一半，疲勞強(qiáng)度低，不耐磨，抗皺性差，高水膨潤和尺寸穩(wěn)定性差，保水率過高造成干燥時(shí)間長，防霉防蛀能力較低。總之，粘膠纖維與棉纖維的化學(xué)組成相同（纖維素），故其性質(zhì)大同小異。下表列出了粘膠纖維主要性能指標(biāo)，僅供參考。

粘膠纖維用途

粘膠纖維不僅可在數(shù)量上補(bǔ)充天然纖維的不足，而且在性能的某些方面優(yōu)于常規(guī)的合成纖維，因而有廣泛的用途。

1．民用方面 粘膠纖維可以純紡，也可與棉、毛、麻、絲以及各種合成纖維混紡或交織，其織物質(zhì)地細(xì)密柔軟，手感光滑，透氣性好，穿著舒適，染色后色彩鮮艷，宜做內(nèi)衣、外衣及各種裝飾織物。此外，亦廣泛用于制造非織造織物。

2．工業(yè)和其他方面 粘膠纖維的工業(yè)用途很多。粘膠纖維強(qiáng)力絲的強(qiáng)度高，耐熱性好，價(jià)格較低，在輪胎、耐壓膠管、輸送帶、帆布、涂層織物等工業(yè)中有重要地位；用粘膠纖維制成的止血纖維、紗布、繃帶及醫(yī)用床單、被服、人工腎血液透析器等，在醫(yī)療衛(wèi)生部門有著廣泛的用途；在粘膠中混入致孔劑，成形后纖維中含有眾多的微孔，而具有較大的表面積，其特點(diǎn)是有良好的染色性、高吸水，可用作濾布、面罩和防毒面具，還可作為香煙濾嘴，因其保水率高，可用于醫(yī)療、衛(wèi)生、保健用品等；與丙烯酸接技的粘膠纖維具有很高的離子交換能力，可用于空氣凈化、污水凈化、或從廢液中捕集微量放射性元素和稀有、貴重金屬；粘膠纖維碳化制得高強(qiáng)、高模的碳纖維，是航空、宇航、軍事工業(yè)和許多高新技術(shù)部門重要的增強(qiáng)材料；在粘膠中混入石墨，紡制成的石墨纖維可用作工業(yè)密封材料。奧地利蘭精（Lenzing）公司開發(fā)的石墨粘膠纖維用于氣體的密封和曲輥，使用溫度范圍可達(dá)200℃。

本文來源于紡織培訓(xùn)

鋼纖維用途

鋼纖維主要用于制造鋼纖維混凝土，任何方法生產(chǎn)的鋼纖維都能起到強(qiáng)化混凝土的作用。

纖維的增強(qiáng)效果主要取決于基體強(qiáng)度（fm），纖維的長徑比（鋼纖維長度l與直徑d的比值，即I/d），纖維的體積率（鋼纖維混凝土中鋼纖維所占體積百分?jǐn)?shù)），纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度（τ），以及纖維在基體中的分布和取向（η）的影響。當(dāng)鋼纖維混凝土破壞時(shí)，大都是纖維被拔出而不是被拉斷，因此改善纖維與基體間的粘結(jié)強(qiáng)度是改善纖維增強(qiáng)效果的主要控制因素。

加入鋼纖維的混凝土其抗壓強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、韌性、沖擊韌性等性能均得到較大提高。結(jié)合鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度、彎拉強(qiáng)度（抗拉強(qiáng)度）設(shè)計(jì)公式

鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度

鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度，可通過試驗(yàn)所得的劈裂抗拉強(qiáng)度乘以強(qiáng)度折減系數(shù)0.80確定，劈裂抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)方法按GB J81規(guī)定進(jìn)行

鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fftk=ftk（1+αt?ρf?lf/df)

fftk，ftk－－鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)值；

αt－－鋼纖維對鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度影響系數(shù)，宜通過試驗(yàn)確定；

ρf－－鋼纖維體積率（即鋼纖維摻量體積率）

lf－－鋼纖維長度

df－－鋼纖維直徑或等效直徑

lf/df－－鋼纖維長徑比

鋼纖維混凝土彎拉強(qiáng)度（抗折強(qiáng)度）

鋼纖維混凝土用于公路路面、機(jī)場道面、或其它采用彎拉強(qiáng)度為設(shè)計(jì)指標(biāo)的結(jié)構(gòu)時(shí)，與鋼纖維混凝土相應(yīng)的集體混凝土的彎拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的分級和使用范圍，可按國家現(xiàn)行有關(guān)水泥混凝土路面、機(jī)場道面等行業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。

鋼纖維混凝土彎拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fftm=ftm（1+αtm?ρf?lf/df)

fftm，ftm－－鋼纖維混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，設(shè)計(jì)值；

αtm－－鋼纖維對鋼纖維混凝土抗拉強(qiáng)度影響系數(shù)，宜通過試驗(yàn)確定；

ρf－－鋼纖維體積率（即鋼纖維摻量體積率）

lf－－鋼纖維長度

df－－鋼纖維直徑或等效直徑

lf/df－－鋼纖維長徑比