浅谈改性纤维

改性纤维又称功能性纤维，它是指借化学或物理的方法使常规化学纤维品种的某些性能(如吸湿性、染色性、抗静电性、阻燃性等)加以改进而派生的一系列新功能纤维的总称。

上一期我们提到的不会变脏的T恤其实也是改性纤维的一种。

这类似于通常的橡胶改性，塑料改性等。通常，人们所穿的衣物是由纤维纺织而成，其原料可能是天然材料也可能来自人工合成，但是原料状态不一定完美，例如可能不太好染色，因此需要通过一系列方法对其进行改造，从而使纤维更加适合使用，此即为纤维改性在生活中最普遍的应用。

传统改性方法有化学法及物理法，近年来亦发展出生物法。

改性纤维的历史

纤维材料的应用可追溯到公元前两三千年，当时的人们就知道通过动物的皮毛来进行纺丝，是人类文明发展的一个不可或缺的部分。

后来随着科技的发展，纤维材料在制造、加工、应用方面都得到了革命性的发展，同时新纤维材料也不断被成功开发，各种新型纤维不断出现，给人类的生活带来了翻天覆地的变化。

可是天然纤维的使用开始于古代，而人工合成的化学纤维只是在最近几十年才被开发出来。虽然化学纤维的历史很短，但其发展速度却非常之快，用途也越来越广泛。相比之下，天然纤维的发展则相对比较缓慢。实际上，现在应用于天然纤维上的许多新工艺和新技术首先是在化学纤维领域被开发出来，而后才逐渐被应用到天然纤维上。

天然纤维的使用开始于史前时期。史前的人类就开始利用亚麻植物上的麻纤维捻成纱线，然后织成面料。目前，主要有四种天然纤维：棉、蚕丝、亚麻和羊毛。

常见的天然纤维

利用再生纤维（人造纤维）或合成纤维来提高生活质量，开始于粘胶纤维的产生。粘胶纤维作为第一个化学纤维，于1910年投人生产。

从那时起，就开始有很多种化学纤维被广泛应用于服装、室内装饰和工业用纺织品化学纤维具有很多天然纤维不具有的特性。每年人们都会在服装、室内装饰、医药卫生、工业用纺织品等领域发现化学纤维的一些新用途。以前，有很多服装设计师不喜欢使用化学纤维面料，但现在已有一些设计师成了化学纤维的狂热支持者，如：卡尔·拉格费.

改性的思路

纤维材料改性的基本思路大都以最终目标性能为指导，充分利用或开发与之相适应的加工、改性方法，再进行设计和制备。

例如，对于天然纤维及生物质纤维材料，出于其本身的良好服用性能及特性，改性目标大都针对其某些弱点或拓展其功能化应用。原则上是要在保持其原有优异性能的前提下，赋予新的性能。

而对于合成纤维改性的主要目标是赋予其天然纤维的性能，或满足特殊性能的需要，如高强、高模、高弹、耐热及各种特殊功能等。

简单点说就是给纤维加技能点。

为此，必须对天然纤维及合成纤维的结构与性能的关系有系统而深刻的了解。然而，模仿天然纤维并不是简单再现其组织结构，更重要的是通过对纤维的改性，模拟天然纤维的功能。

然而，出于纤维结构与性能错综复杂的关系，当采用某种方法改善某一种性能时，不可避免地会引起其他性能的变化。

如用共聚合改进疏水性合成纤维的吸湿性或染色性时，往往伴随熔点降低或强度下降。因此，在改性中必须防止纤维有价值的性质受到过多的影响．应在相互矛盾的效应中求得综合平衡或“加合效应”，使纤维材料获得更高的使用价值和更广泛的用途。

改性的方法

化学法

聚合物的化学改性是通过聚合物的化学反应，改变大分子链亡的原子或原于团的种类及其结合方式的一类改性方法。经化学改性，改变了已有大分子的化学结构，从而改善纤维的性能或赋予其新的性能。化学改性的效果具有耐久性，但化学结构的改变，在一定程度上也会引起结构的某些变化，从而引发纤维一系列性能的变化。

物理法

物理改性通常是利用各种物理方法及手段，在不改变成纤高聚物大分子主体结构的情况下，通过改变纤维的聚集态结构、形态结构、表面成分等达到改善纤维性能的目的。陶瓷纤维、金属纤维的成型及晶相结构的转变，通常与熔法纺丝及烧结方式的调控有关，而这都是物理改性及加工方法的结果。

生物法

这是近年来才出现的一种新的改性方法，它运用生物技术，如基因工程和生物合成技术等，这样不仅能增加纤维产品改性的途径和提高现有纤维的性能，而且能创造一些全新的“生物纤维”。这就是化学学科与生物学科的综合。

我国功能性纺织新材料发展现状

当前我国功能性纤维材料已达到国际先进水平，其特点是常规纤维的多功能化和高性能化，具有阻燃、抑菌、抗静电等功能，如：硅-氮系阻燃粘胶短纤维、聚丙烯腈预氧化纤维、阻燃涤纶、阻燃锦纶，导电涤锦复合纤维、导电间位芳纶纤维，铜碳纳米聚酰胺6生态抑菌纤维、聚乳酸生态抑菌纤维、超细旦多孔再生聚酯生态抑菌纤维、异形聚酰胺6生态抑菌纤维等，主要应用于特种军服和消防服、飞机和高铁内饰材料、高档纺织品、医用卫材等领域。

同时《中国制造2025》提出了发展新材料、高值生物医用材料、节能环保、资源循环利用、时尚服装服饰、中高端家纺用品、产业用纺织品等重要内容，发展航空航天、海洋装备、风电装备、新能源汽车等的关键材料。