功能性纤维
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功能性纤维(Functional Fiber/Functional Fibre)
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什么是功能性纤维[1]
功能性纤维是指具有某些特殊的不同于一般纤维所固有的性能，能满足特殊需求的纤维，如抗菌、除臭、抗紫外线辐射、抗静电、防微波、远红外、拒水拒油等纤维。
功能性纤维的分类[2]
功能性纤维按其功能的属性可分为如下四大类。
1．物理性功能
电气、电子性功能：如导电性、抗静电性、高绝缘性、光电性，热电性以及信息记忆性等等。
热学功能：如耐高温性、绝热性、防火阻燃性、热敏性、蓄热性以及耐低温性等等。
光学功能：如光导性、光折射性、光干涉性、光致变色性、耐光耐候性、光吸收性以及偏光性。
物理形态功能：如异型截面形状、超极细纤度、表面微细加工性(细孔、凹凸形)等等。
2．化学性功能
光化学功能：如光降解性、光交联性等等。化学反应功能：如消臭功能、催化活性功能等等。
3．物质分离性功能
分离性功能：如中空分离性、微孔分离性、反渗透性等等。吸附交换功能：如离子交换性、高吸水性、选择吸附性等等，
4．生物适应性功能
医疗保健功能：如抗菌性、芳香性、生体适应性等等。生体功能：如人工透析性、生物吸收性、生物相容性等等。
功能性纤维的应用[3]
(一)防护功能纤维
防护功能纤维是指具有阻燃、抗静电、防紫外线、防辐射等功能的新型纤维。用这种纤维生产的服装主要用于特殊工作环境中的人们穿着。以下介绍几种具有防护功能的新型纤维。
1．新型聚酯纤维
日本发明了阻燃性优良的防熔滴聚酯纤维。该纤维是采用含有平均分子在100万以上的聚四氟乙烯和阻燃的聚酯，制成在燃烧时不产生熔滴，阻燃性优良的纤维。该发明使用的阻燃剂是具有两种功能的有机磷化合物，其含有量为磷原子的3X10 − 4以上，具有良好的阻燃防熔滴性能，可生产用于耐高温的防护服。
2．新型不锈钢纤维
法国设计出一种新的超细不锈钢导电纤维。它结合于短纤、条子或细纱(1-10ω/cm)，具有较高的耐热性(600℃以上)、良好的耐化学处理或耐腐蚀性以及良好的耐磨性，提供了全范围的织物静电控制技术。除了可用于抗静电的防护织物外，还可用于其他抗静电工业方面。
3．新型高熔点丙纶短纤维
俄罗斯在市场经济中推行科研与生产相结合的模式，研制出新型的高熔点丙纶短纤维，它的自燃温度是325-388℃，燃烧温度为325-343℃。这种新型丙纶，其织物及其混纺织物具有的重要性能包括高熔点、良好的导湿率和吸附性、较小的导热率、较低的弹性，而且抗污、易于、不褪色，面料洗涤时缩水率仅为1％，尤其适用于制造阻燃服装和产业用织物。
(二)保健功能纤维的应用
生活质量的日益提高，使人们越来越重视保健功能纤维的开发，即对具有抗菌、防臭、美容、营养等功能纤维的开发。以下略举几种具有保健功能的新型纤维。
1．新型杀菌活性碳纤维
台湾地区成功研发出一种新型活性碳纤维。绎测试发现，使用一层这种纤维布，可以百分之百地过滤和抵挡绿脓杆菌和大肠杆菌，对肺炎杆菌的减菌率在9999％以上。科学家指出，以前的活性碳纤维布是让细菌吸附固定在纤维上，经过几个小时，碳纤维才能发挥抑菌效果。新一代活性碳纤维布的化学特性可以让细菌瞬间被杀死。此种纤维布的独特之处还在于可以重复清洗100次以上，寿命长达3-5年。
2．新型杀菌聚丙烯纤维
韩国将纳米级银微粒混入聚丙烯(PP)纤维中制成一种抗微生物材料。经医学验证，微量银微粒能杀死超过650种引发疾病的有机体，并且对人类的使用是安全的。这种纤维面料可广泛应用于各种领域，如用作地毯、毛毯、餐巾、尿布和外科医用屏蔽膜等。
3．新型纳米技术除臭纤维
日本运用纳米技术开发出一种新型除臭聚酯纤维，可以高效、长期消除人体因排汗而引起的体味。新推出的除臭纤维被称为PARMAFRESHY纤维，是利用纳米尺寸的粘合剂或特殊粘合成分将除臭剂附着在聚酯上。利用这种除臭聚酯生产的织物除臭效果良好，持续时间超过其他除臭纺织品，30次水洗后仍可保持除臭性能。而且利用纳米技术制成的除臭织物的手感也优于其他除臭产品。
4．可防止皮肤干燥的新型纤维
日本开发出一种具有保持皮肤湿润、防止皮肤干燥的新型“生命纤维”。“生命纤维”的基本开发原理是通过纤维改良技术增强纤维的融水性，在此基础上通过化学反应将磷脂聚合物固化在纤维表面，减少肌肤的水分蒸发，从而起到保护皮肤、维持皮肤湿润、防止皮肤干舶燥的作用。这种纤维适用于生产聚酯纤维、棉等多种纺织物及编织物，用于制作运动服、内衣、防护用品和手套等。
(三)智能型纤维
智能型纤维是指能感应人体或环境的变化而自动做出反应的新型功能性纤维。它作为高科技材料，应用前景非常广阔。此类材料在服装，建筑、军事方面都有很大的应用潜力，是功能性纤维的一个发展方向。但是在技术方面还有很多问题没有解决，所以很多智能纤维还没有产业化。智能型纤维主要有导电玻璃纤维、形状记忆纤维、光敏纤维等。具体举例如下：
1．导电玻璃纤维
导电玻璃纤维是玻璃镀金属技术和玻璃纤维表面处理技术相结合而开发出来的新产品。它在纤维表面镀上镍合金，其上面包覆导电性能良好的金属，在最外层有耐腐蚀性能好的金属材料保护膜。日本将导电玻璃纤维用于隐身材料的研究已经取得成功。该纤维可吸收1-20GHz的雷达波，吸收带宽达50％，吸收率达20dB以上。
2．形状记忆纤维
形状记忆纤维在热成型时(第一次成型)能记忆外界赋予的初始形状，冷却时可以任意形变，并在更低温度下将此形变固定下来(第二次成型)，当再次加热时可逆地恢复到原始形状。迄今为止，研究和应用最普遍的形状记忆纤维是镍钛合金纤维。在英国防护服装和纺织品机构研制的防烫伤服装中，镍钛合金纤维首先被加工成宝塔式螺旋弹簧状，再进一步加工成平面状，然后固定在服装面料内。该服装表面接触高温时，形状记忆纤维的形变被触发，纤维迅速由平面状变化成宝塔状，在两层织物内形成很大的空腔，使高温远离人体皮肤，防止烫伤发生。
功能纤维的应用发展趋势[4]
未来的纤维、织物、服饰都会随着人类生活水平的提高而有着更高的要求。现代知识的更新已使人们用新的目光去审视服装，即不再单纯追求服装的外表美，而要求服装有利于人体健康与卫生，服用舒适，其概念是体贴人，保护环境及协调人与环境，并在此基础上随着时代的发展转移到满足人的心理需求、靠近人再靠近人以及重视人的情绪等舒适感上来。在这方面，功能纤维的用途将越来越广阔。
目前，发达国家的功能性纤维发展很快。据报道，功能性纺织品占全部纺织品的比重，日本为39％，欧洲为21％，美国为28％。总的来看，日本在服用纺织品和医药卫生领域功能纤维研究开发上、欧美在产业和高新技术领域功能纤维研究上，分别居世界领先地位。为了与廉价劳动力的国家和地区竞争，在减少常规合成纤维产品生产的同时，这些地区正在努力研制适应消费者需要的具有优良性能的高附加价值纤维，这类纤维被称为第三代纤维，是功能纤维的完善和发展。也可以叫做精细纤维织物。日本认为：确保常规产品优势地位，发展高附加价值的优良纤维制品以进行竞争乃是日本合成纤维工业生存之路。德国有关部门也指出：由于发展中国家低价竞争日益激烈，合成纤维生存之路是生产高级产品，并创立低成本的流程。东欧提出了要加强化纤织物穿着舒适性能的研究。
未来的纤维多是结合用途进行新品种开发。根据消费的要求，对衣料、床上用品及室内用品等领域进行的调查表明，需要解决的重要方面有：上衣料、床上用品领域中为舒适性(包括保健和运动的性能)、安全性(阻燃、难燃、不燃)、方便性(不易脏和易去污)、耐久性(保持
外观和各种功能)。在室内用纺织品方面为安全性(难燃、绝缘性)、保温和隔热性、隔音和吸音性。其中值得注意的是全天气型纤维。所谓全天气，指在功能方面要有耐光、耐气候、保温、隔热、遮热、疏水、防水、耐药品、防燃等性能，在舒适性方面也要保持高于现有品质的性能。
总之，未来世界功能纤维的发展要特别注意技术和应用两方面，两者不可绝对分开。
21世纪的科学技术是全球性的，为此，要立足高度，追求满足市场新需求的新功能、新技术，并且要兼顾回收利用和与环境相协调的新材料的开发。对于功能纤维技术来说，要重视向自然、向生物学习，力求满足新的价值观的需要，既要把新功能纤维材料的创造、开发和服装行业的技术设计系统以及从保护出发的回收利用、资源、环境等问题结合起来考虑。
另外，应该进一步发展和创制新的功能高分子，开发新的纺丝技术、加工技术，利用这些新型功能高分子和新的加工技术，开发新型功能纤维，扩大功能纤维的应用。
