國內外產業用粘膠纖維的發展

摘要：粘膠纖維作為重要的再生纖維素纖維，其世界產量在過去的15年里一直呈上升趨勢。目前，粘膠纖維的絕大多數產能仍應用在民用紡織品領域，產業用應用領域產能正逐步增加，差別化粘膠纖維品種也在逐步增多。本文介紹幾種產業用粘膠纖維的國內外發展情況。

關鍵詞：粘膠纖維；產業用；發展

中圖分類號：TQ341+.1

文獻標志碼：A

The Development of Viscose Fiber for Technical Textiles at Home and Abroad

Abstract： As an important regenerated cellulose fiber， the output of viscose fiber has been rising over the past 15 years. At present， most of viscose fiber production capacity serve the production of general-purpose textiles； however， the capacity that serve the production of technical textiles are increasing and viscose fibers are increasingly differentiated and diversified. The development of several kinds of viscose fibers for technical textiles available at home and abroad is introduced in the article.

Key words： viscose fiber； technical textiles； development

粘膠纖維是最早應用于產業用紡織品領域的化學纖維之一，但在工業化生產后的很長一段時間里，粘膠纖維產品除少量用于輪胎簾子線以外，很少涉足產業用紡織品領域。直到20世紀70年代，粘膠纖維的應用領域才逐步擴大。然而，其在產業用方面一度受到合成纖維的沖擊，但由于性能獨特始終無法被合成纖維所取代。如今，新生產工藝及相關標準的日趨成熟，將為產業用粘膠纖維的開發帶來新的思路。目前，國內外產業用粘膠纖維的應用主要包括以下幾個方面。

1粘膠簾子線

簾子線占輪胎質量的14%左右，主要的纖維原料有聚酯、聚酰胺、芳綸、粘膠、聚萘二甲酸乙二酯、鋼絲等。粘膠簾子線是最早的化學纖維簾子線，相比目前應用較多的聚酯、尼龍簾子線，粘膠簾子線在耐熱性、尺寸穩定性等方面具有突出的性能，如表1所示。粘膠簾子線以纖維素為原料，與橡膠的粘合性好，纖維無熔點，比聚酯等的熱穩定性好；且高溫時的彈性模量較高，適用于高速運行時操縱穩定型輪胎。另外，粘膠簾子線具有良好的尺寸穩定性和低蠕變性。但由于原料是纖維素漿粕，簾子線用高強粘膠纖維的強度和模量仍相對較低，耐疲勞性不如合成纖維；且成本高，環境污染問題尚未根本性解決。

鑒于粘膠簾子線生產中的污染問題，發達國家粘膠產量早已大幅度縮減，現在世界上只有幾家企業生產粘膠簾子線。CenturyTextile&IndustriesLtd.已宣布，孟買近郊Kalyan粘膠廠的輪胎簾子線用原絲生產暫時停止。Accodis公司加強了對新型環保高強纖維素纖維輪胎簾子線的研究，美國的一些大公司也有此動向。我國也做了相關研究。

由于我國工業用粘膠長絲的生產設備先天不足，產品質量欠佳，自1996年起已不再生產粘膠簾子線，國內使用粘膠簾子線的樺林、威海、青島黃海、銀川等廠家相繼停止使用粘膠簾子線，改用聚酯、聚酰胺簾子線。目前我國只通過邊貿從俄羅斯少量進口強力粘膠簾子布或線繩。

2阻燃粘膠纖維

易燃是粘膠纖維的缺點之一，給其應用帶來阻礙。普通粘膠的極限氧指數（LOI）為19%左右，接觸火焰后直接燃燒，離開火源后繼續燃燒，燃燒速度快且無余灰。

20世紀50年代初國外公司就開始了阻燃粘膠纖維用助劑的開發，主要是氮、磷、硫、鹵素的化合物，其中以磷系阻燃劑居多。環狀二硫代焦磷酸酯（DDPS）是一種應用較多的阻燃劑，最早由瑞士Sandoz公司合成，商品名為Sandoflame5060。該阻燃劑對纖維素纖維有良好的阻燃性，多年來一直廣泛應用于粘膠纖維的阻燃；芬蘭Kemira纖維廠開發出一種新型含硅酸的阻燃粘膠纖維，商品名為Visil，纖維質地柔軟，且容易染色；德國Hoechst公司開發的阻燃粘膠纖維DanufiL，是以不含鹵素的有機磷作阻燃劑以很細的分散形式直接加到紡前粘膠液中，LOI值為27%。另外，奧地利蘭精公司的Viscose FR纖維、日本東洋紡的Polynosic阻燃粘膠纖維、法國Rhone-Poulenc TF 280阻燃粘膠纖維等都是具有代表性的阻燃粘膠纖維。

我國對阻燃粘膠纖維的研究最早可追溯到20世紀70年代末，當時國際上粘膠纖維工業正在復蘇。21世紀初的研究主要圍繞 3 種添加型阻燃劑展開，分別是焦磷酸酯類阻燃劑、聚硅酸類阻燃劑和磷腈衍生物阻燃劑。近幾年接枝改性成為研究重點，長春工業大學、天津工業大學、吉林化纖股份有限公司、東華大學、浙江恒逸集團有限公司等多家企業和高校都在此方面做了研究，經整理的阻燃粘膠LOI值大部分在30%左右，但或多或少對粘膠纖維強度有影響。

目前，國際主流阻燃粘膠纖維都能達到較好的阻燃效果，但國內外阻燃粘膠纖維普遍存在強度下降的問題。我國自主開發的阻燃劑無大規模應用，總體說來仍有很大的發展空間，未來開發的阻燃纖維應以在不損壞纖維性能的情況下滿足阻燃性能為目標，同時，生產工藝和產品應符合環保、健康的要求。

3抗菌粘膠纖維

抗菌粘膠纖維廣泛應用于民用紡織品，產業用方面主要體現在醫用領域，如非織造布手術服、非織造布襯、口罩、創傷貼、吸水墊等?？咕衬z的制備方法主要有后處理法和混膠紡絲法兩種。后處理法，即表面處理技術，具有工藝操作簡單、易控制等特點，且抗菌劑大多分布在粘膠纖維表面，抗菌效果明顯，但由于抗菌物質與纖維相互間作用力弱，耐洗牢度差，抗菌性能不持久?；炷z紡絲法（又叫共混法）是將抗菌整理劑混入紡絲原液中，通過常規紡絲方法直接制備出抗菌粘膠纖維。此方法工藝流程長，且有效抗菌成分大量分散于纖維內部，抗菌效果不如后處理法明顯，但制備出的抗菌纖維具有長效耐久的抗菌效果。從發展前景來看，混膠紡絲法具有較大的優勢。

抗菌粘膠纖維的制備主要在于抗菌劑的選擇。近20年來，國內外加工抗菌紡織品所使用的抗菌劑按成分結構可分為無機、有機和天然抗菌劑三大類。有機抗菌劑種類繁多，是目前應用最廣泛的抗菌劑。但部分有機抗菌劑因潛在的毒性而在特定的領域被禁用。無機抗菌劑中以銀離子的抗菌性及安全性最好，且具有防螨、防霉、防蛀等特殊效果，應用廣泛。在美國，載銀醫用敷料占市場份額的70%，而國內載銀抗菌粘膠纖維尚處于起步應用階段。近年來，天鵝化纖集團有限公司使用納米銀抗菌劑混入粘膠中，成功地開發出納米銀抗菌粘膠長絲，項目已通過河北省技術鑒定；張家港耐爾納米科技有限公司采用自主研發的耐爾納米銀溶液，通過浸漬法制備了醫用載銀粘膠纖維，據稱對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌具有優異的抗菌性能。另外，國內對復合抗菌劑及季銨鹽型抗菌粘膠纖維的制備也有研究，如中山大學王雪等利用接枝改性法制備了季銨鹽型抗菌粘膠纖維，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和白色念珠菌的殺滅率可達到99.99%，且耐洗性良好。隨著人們安全意識的增強，殼聚糖等天然抗菌劑也越來越受到人們的關注。

4導電粘膠纖維

導電纖維的制造方法包括添加法、纖維表面金屬化、炭化法、涂層法等，其中添加法是最常用的方法，也是較為理想的制備方法，即用有導電性的超細粉體與成纖聚合物復合紡絲或進行添加改性，添加的超細粉體可以是碳黑、金屬氧化物、金屬硫化物、金屬鹵化物等，目前應用最多的是導電碳黑。該方法制得的導電粘膠纖維的導電性能不會因為重復洗滌而降低，可用作工業用毯和防護服中的抗靜電組織，而對添加的粉體在紡絲原液中的分散均勻性及對生產工藝的影響是研究的重點。

由于粘膠纖維紡絲條件的限制和污染問題比較嚴重，國內外對導電粘膠纖維的研究一直少于其它種類的導電纖維，文獻報道也相對較少。英國Courtaulds Research公司開發出了具有優良導電性能的兩種新型粘膠纖維 —— Conflex和Conflex V；杭州藍孔雀化學纖維有限公王雪亮利用后處理技術將纖維與導電性物質結合，利用含氮化合物溶液的預處理，使粘膠纖維更易與Cu2S吸附結合，制成性能優良的導電粘膠長絲，纖維的體積比電阻達10-2Ω·cm，與導電腈綸具有相同的導電性能；常州紡織服裝職業技術學院的劉俊麗通過化學液相沉積法制備了一種鍍銀粘膠纖維，檢測結果顯示，化學鍍銀對粘膠纖維的結構影響較小，粘膠纖維的強度和伸長率有所降低，但文獻中對鍍銀纖維的導電性和耐洗性未做說明，且用該方法制備導電纖維的成本會較高。

5其他產業用粘膠纖維

5.1吸附性粘膠纖維

吸附性粘膠是將致空劑（如活性炭）加入紡絲原液中，紡出的纖維中會含有各類空隙和褶皺，由于比表面積的增大，纖維具有吸附異味、除臭、吸濕、防濕等特點。目前應用較多的有兩種：一種是粘膠基活性炭纖維，是將粘膠纖維經高溫碳化、活化后形成的一種新型高效吸附材料，與粒狀活性炭相比具有細孔發達、吸附性高、脫附速度快、可反復使用等特點；另一種竹炭粘膠纖維和椰殼炭粘膠纖維，是將納米級竹炭和椰殼炭作為致空劑加入到紡絲液中。

吸附性粘膠纖維可用作防毒面具、口罩、濾布、有毒氣體防護服和吸附材料（如工業廢氣吸附器等）等醫療衛生工業產品。

5.2中空粘膠纖維

中空纖維在工業、環保、醫療衛生、食品等領域具有廣泛用途，早在上世紀80年代，人們就開始了對中空粘膠纖維紡制方法和中空纖維膜的研究。發達國家早已成功將高吸濕中空粘膠纖維產業化，德國、日本、美國等國都有高吸濕中空粘膠纖維紡制方法的技術專利，如德國專利DD291335和日本專利J57-199808中各介紹了一種紡制高吸濕中孔粘膠纖維的技術。1989年，由我國廣西化纖研究所和江西化纖廠共同開發的中空粘膠纖維試紡成功。但由于粘膠法中空纖維素膜的工藝冗長復雜，對環境污染嚴重，國內外已不提倡采用。在發現NMMO纖維素溶劑之后，日本旭化成公司用這種新溶劑紡制了中空纖維素纖維用于血液透析。21世紀初，我國天津工業大學宋俊等開始了NMMO法紡制纖維素中空纖維膜工藝的研究，討論了各種工藝參數對纖維素中空纖維膜性能的影響，并對膜的結構形態進行了分析。隨后，中國科學院大連化學物理研究所也采用NMMO溶劑法制備出了新型纖維素膜，研究了其滲透性及油水分離性能。實驗結果表明，溶劑法纖維素膜用于酸性氣體CO2分離具有明顯的優勢，且對CH4、N2等特定氣體具有較高的分離系數。該膜油水分離性能優異，具有較大的水通量和很強的抗污染性，有應用于油水處理的潛力。

5.3改性粘膠

適于產業應用的改性粘膠纖維主要采用粘膠接枝改性和纖維后處理化學改性兩種技術手段。

MTH·JIOH和UEBAJIAH是俄羅斯研制的兩個接枝改性粘膠纖維品種。MTH·JIOH由纖維素與丙烯酸接枝共聚而成，具有很高的離子交換能力，可用于回收汞、銀、金等貴重金屬。同一系列的MTH·JIOH-VS纖維是纖維素與聚苯乙烯接枝后的產物，纖維性能類似羊毛，彈性好、低縮率，適于代替羊毛作為工業用氈。日本J82-42746專利介紹了一種含有羧酸鹽、烷基磺酸鹽、高級醇的硫酸醋、高級脂肪酸胺、聚丙烯酸醋等化合物的纖維，這種改性纖維以分散性染料進行染色時，可獲得色澤均勻、耐水洗牢度極優良的性能。

研制產業用功能性粘膠纖維，國外已取得不少成果，特別是粘膠纖維醫用產品和室內及高級旅行工具裝飾織物更受人們青睞。為了擴大粘膠纖維的使用范圍，提高其附加價值，差別化產業用粘膠纖維的開發正得到行業的普遍關注。

參考文獻

[1]張帥.新型溶劑制備再生纖維素纖維及其結構性能研究[D].上海：東華大學，2010.

[2]季柳炎，趙麗君.2014—2017年纖維素纖維市場現狀與展望[J].人造纖維，2015，45（2）：29-32.

[3]RuanD，ZhangL，ZhouJ，etal.StructureandpropertiesofthenovelfibersspunfromthecelluloseinNaOH/thioueraaqueoussolution[J].MacromolBiosci，2004，4（12）：1105-1112.

[4]劉輔庭.汽車用纖維制品-輪胎簾子線[J].非織造布，2011（5）：24-26.

[5]Eibl，Markus.Processforthetreatmentofcellulosefibresandofassembliesmadefromthesefibres：USPatent，6022378[P].2000-08-02.

[6]王欣，李青山，狄友波，等.阻燃粘膠纖維的研究進展[J].高分子通報，2012（1）：96-102.

[7]韓萍萍.納米銀抗菌粘膠長絲開發研究[J].山東紡織經濟，2006（6）：75-77.

[8]張峰，武娜娜，程永林，等.醫用載銀粘膠纖維的制備及其抗菌性能[J].印染，2012（4）：34-36.

[9]王雪，林潔龍，陳水挾.季銨鹽型抗菌粘膠纖維的抗菌性能研究[J].材料研究與應用，2012，6（4）：246-250.

[10]惠捷.國外產業用功能性粘膠纖維新品種的開發[J].產業用紡織品，1994（6）：27-29.

[11]王雪亮.導電粘膠人造絲的研制[J].人造纖維，2000（2）：10-12.

[12]劉俊麗，林紅，陳宇岳.化學鍍銀粘膠纖維的制備及性能分析[J].產業用紡織品，2013（12）：34-37.

[13]宋俊，程博聞，林璇，等.NMMO法紡制纖維素中空纖維膜工藝的研究[J].天津工業大學學報，2004，23（4）：14-17.

[14]介興明，李紅劍，楊杏，等.溶劑法纖維素中空膜的應用研究[J].中外能源，2006，11（4）：80-84.

作者簡介：房迪，女，1987年生，碩士，主要研究領域為紡織產品開發。

作者單位：中國紡織科學研究院。

基金項目：再生纖維素纖維應用基礎研究平臺（編號1584）。