研發(fā)歷史
自然界存在的天然纖維主要有,棉花,麻類,蠶絲和動物毛。其中棉花和麻類的分子成份主要是纖維素,而蠶絲和毛類的分子成份主要是蛋白質(zhì)(呈聚酰胺高分子形式存在)。
人類使用天然纖維的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時代,據(jù)中國科學(xué)技術(shù)史記載,我國于4000-5000年前已出現(xiàn)蠶絲及麻類織物,3000年前出現(xiàn)毛布,2000年前出現(xiàn)棉類織物。
天然界除棉花、麻類外,樹木、草類也大量生長著纖維素高分子,然而樹木、草類生長的纖維素,不是呈長纖維狀態(tài)存在,不能直接當(dāng)作纖維來應(yīng)用。將這些天然纖維素高分子經(jīng)過化學(xué)處理,不改變它的化學(xué)結(jié)構(gòu),僅僅改變天然纖維素的物理結(jié)構(gòu),從而制造出來可以作為纖維應(yīng)用的而且性能更好的纖維素纖維,這個技術(shù)稱為人造纖維技術(shù)。人造纖維是化學(xué)纖維的一種,合成纖維是化學(xué)纖維的另一種。目前的人造纖維僅有“粘膠絲”(稱人造棉)一個種類,它的化學(xué)成份是纖維素高分子。
以造紙漿粕的纖維素高分子為原料的 “人造纖維”最早出現(xiàn)于19世紀(jì)未葉,1890年出現(xiàn)了將纖維素分子硝化改性后溶于乙醇或乙醚做成溶液,而后經(jīng)噴絲板擠出成絲,在凝固浴中凝固成型的濕法紡絲“人造纖維”技術(shù)。1905年進(jìn)一步改進(jìn)成將纖維素分子直接溶于堿性二硫化碳溶液,然后再濕法紡絲的技術(shù),這種纖維稱為粘膠絲。之后又出現(xiàn)銅氨溶液技術(shù)。以二硫化碳為溶劑的紡絲技術(shù)和銅氨溶液技術(shù)一直應(yīng)用到上世紀(jì)60~70年代,后因所用溶劑的環(huán)境污染問題,而漸漸被淘汰。上世紀(jì)80年代初,歐洲出現(xiàn)了可溶解纖維素高分子的“N-甲基嗎啉氮氧化合物”的新溶劑,這種溶劑無毒而且可以回收,因此出現(xiàn)了對環(huán)境無污染的“綠色粘膠絲”新工藝(Lyocell)的研發(fā),并于90年代初工業(yè)化。我國的綠色粘膠絲技術(shù)(Lyocell),從2000年起開始逐步產(chǎn)業(yè)化。
產(chǎn)品應(yīng)用
天然纖維主要用作衣物及各種紡織品。粘膠絲主要用于代替部分棉花,做各種織物及服裝等。粘膠絲纖維還可用做碳纖維的原料,來燒制高強(qiáng)度高模量碳纖維,還可以在成纖過程中將纖維素溶液紡制成“中空”的管狀纖維,用做污水處理,飲用水凈化技術(shù)(制作飲用“礦泉水”)中的膜分離材料。
天然纖維及人造纖維產(chǎn)業(yè)主要在紡織領(lǐng)域,研發(fā)各種適于市場需求的物美價廉紡織產(chǎn)品及服裝制品等,是紡織行業(yè)的主要目標(biāo)之一。而天然纖維作為高分子來講,研究它的化學(xué)改性及高分子資源的綜合利用,是天然纖維資源另一方面的研究課題。
(撰稿 胡漢杰)
主要參考文獻(xiàn):
1.《高分子科學(xué)今天與明天》(P.104,213) 施良和 胡漢杰 主編 1994年出版
2.《高分子科學(xué)技術(shù)發(fā)展的簡史》 錢保功王洛禮 王霞瑜 編著 1994年出版