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世界纺织科技进展之高值化

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2018年01月23日10:57 纺织导报
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引言:当前,世界经济结构处于深度调整阶段,与此同时,新一轮科技革命和产业变革正加速推进,两者叠加效应明显。一方面,学科多点突破、交叉融合趋势日益明显,信息网络、生物科技、清洁能源、新材料与智能制造等领域呈现群体跃进态势,不断催生新产业、新模式、新业态;另一方面,世界主要国家都在加快布局新产业、新业态,通过加大科技创新投入,充分利用科技革命和产业变革机遇,加快培育新动能,以抢占未来经济和产业竞争的制高点。相关研究表明,从现在到2040年前后,将是新科技革命孕育发展的关键时期,带来世界发展格局的深刻变化。

 

 

高值化主要涉及高性能纤维、纳米纤维、功能性纤维以及支持低成本、高端产品生产的工艺技术、装备和原材料。其中,材料领域是高值化研究与利用的主要对象之一。

 

 

 

纤维高值化

现阶段,纤维高值化的途径趋于多样化,主要包括工艺技术的重大创新、节能环保化、低成本化以及产品系列化、高性能化、纳米化、智能化和个性化设计等。高值化新纤维的研制和应用是一种趋势但尚未成为主流,这几十年来在民用纤维领域只出现PA56纤维、PA9T等少数品种,在高性能纤维领域只有聚酮和杂环类的M5纤维,且迄今尚未大规模生产。

 

 


 

通用纤维高性能化的成功案例是将超高相对分子质量树脂以凝胶纺丝等方法加工成产品,如聚乙烯(PE)和聚乙烯醇(PVA)纤维K2等,还有制成PE、聚丙烯(PP)、聚丙烯腈(PAN)、PVA等中空纤维分离膜,进一步加工成高值分离元件。比如Innegra Technologies公司推出了超高模量PP纤维Innegra,密度只有0.84g/cm3,可加工成超轻防弹产品;美国Plascore公司利用高强高模PP纤维,进一步加工成轻量、坚固、高韧性和相对低成本的PP蜂窝结构材料。

 

 

 

Plascore PP蜂窝材料

 

中国台湾一家生产PAN预氧化纤维(POFF)的厂家几年前就研制出了POFF与对位芳酰胺纤维混织而成的西服,呈墨绿色有黑格,外观优美,用1250℃的氧乙炔火焰喷射器近距离对射,产品不变色、不收缩、不燃烧。

Centexbel比利时纺织研究中心利用高性能PLA纳米纤维加工自增强复合材料;通过改善PLA的耐温性和耐久性,制成了自感应纤维、自清洁纤维和自愈合纤维,提高了其附加值。

为特定需求而精心设计的纺织服装是实现纤维材料超高值的手段之一,多用于运动衣和高档时装。如美国斯坦福大学的工程师开发了低成本塑料基PE纺织品,夏日人体穿着时会带来凉感,而且可阻挡阳光并使汗液迅速蒸发。它是由2层纳米微孔织物间夹入棉织网格组成的,其中具有纳米微孔的PE织物的水分蒸发速率高于棉织品,可使汗液轻易透过它而蒸发。Adidas开发出一款智能泳衣,可使游泳运动员达到最高速度。其所用技术有3个关键点:能量最佳化(XTRA),其带式材料的作用是支撑游泳运动员的活动链;智能材料(X-TRA FLOW)被置于织物的最关键位置,以提高身体在水中的定位;特殊动程生物统计装置(X-TRA FlT),针对不同游泳冲程的独特运动而设计。Skynfeel服装公司设计出跳远运动员专用运动服,通过一种鳞片状设计,使人体的汗液能迅速蒸发,并最大限度地减小服装对人体的制约,延长腾空时间。

 

 

崭新设计的跳远运动服

 

高值化产品加工技术

随着针织机械加工技术不断提高以及新型高支高质量纱线的开发,针织机的机号不断提高。当前,无沉降片大圆机最高机号可达E90,每英寸3路喂纱,下机织物细密、纹路清晰、弹性良好,可实现高品质针织内衣面料的生产;高速特里科经编机最高机号可达E40,最高速度可达4400 r/min,产量可达100.38m/h,极大地提升了生产效率和产品质量;此外双针床经编机机号可达E32,电脑横机机号则可达E21,进一步促进针织面料朝着轻薄化方向发展。未来将进一步解决轻薄针织面料的正常编织以及影响面料品质的疵点问题等技术难点,通过针织过程成圈机件及其纱线张力的有限元模拟与分析,编织张力的设计与预测,轻薄型面料后整理精细控制技术研发,促进高支棉纱、毛纱以及混纺纱高档轻薄针织面料的开发,实现面料的多功能复合,提高产品附加值。

 

细针距针织技术与产品 

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