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科普丨醋酸纤维99%的人都不知道它的优势!

发布时间:09-16 17:11   来源:来源  点击:   发表评论

醋酸面料

醋酸纤维,英文名cellulose?acetate,简称CA。醋酸纤维分为二醋酯纤维和三醋酯纤维,它与粘胶、铜氨、lyocell等再生纤维素纤维不同,属于纤维素衍生物纤维。以纤维素为原料,经化学合成法转化成醋酸纤维素酯制成的化学纤维。首次制备于1865年,是纤维素的乙酸酯。纤维素以醋酸或醋酐在催化剂作用下进行酯化,而得到的一种热塑性树脂,纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。其性能取决于乙酰化程度。



生产工艺



醋酸纤维取材于可再生的木浆或棉绒浆。使用的溶剂丙酮无毒,基本无有机挥发物产生,20 ℃条件下其蒸汽压力为181 mmHg,属绿色溶剂。依据瑞士Maurer(毛雷尔)工程企业的经验,目前纺织用醋酸纤维长丝的生产中,丙酮的回收率达到95%,实际水平已做到99%。溶剂单耗控制在100 ~ 120 kg/t产品。

 


 

酸纤维产业链示意图


醋片溶解工序可以选择分批溶解或连续式溶解方式。自上世纪60年代以来,醋酸纤维生产工厂的溶解工序多选择卧式釜,三釜串联工艺,溶解时间约 6 h;过滤工序选用连续反洗滤机,脱泡时间控制在12 h。醋酸纤维多采用干法纺丝生产,卷绕速度为500 ~ 700 m/min,卷装量视用户要求介于 6 ~ 12 kg之间。


 



醋酸纤维的分类


根据纤维素中羟基被乙酰基取代程度可分为二醋酸纤维和三醋酸纤维。

二醋是一型醋酯经部分水解后形成,其酯化程度较三醋低。因此,受热性能不及三醋,染色性能优于三醋,吸湿率较三醋高。

三醋是一型醋酯,不经水解,其酯化程度较高。因此,耐光耐热性强,染色性能较差,吸湿率(也称回潮率)较低。

在醋酸纤维的分子结构中,纤维素葡萄糖环上的羟基被乙酰基取代,形成酯键,二醋酸纤维的酯化程度由于水解作用而低于三醋酸纤维。二醋酸纤维的超分子结构中无定形区较大,而三醋酸纤维具有一定的结晶结构, 而且纤维大分子的对称性、规整性、结晶度均比二醋酸纤维高。


 


  

醋酸纤维结构


纵向纤维表面形态光滑,较为均一,有明显的沟槽;由其截面形态可看出,纤维无皮芯结构,呈苜蓿叶形,周边较为光滑,少有浅的锯齿。


 


醋酸纤维与真丝对比

桑蚕丝横截面呈不规则三角,醋酯纤维横截面呈不规则凹凸,二者的纵截面都有纵向条纹,使其横向光为漫反射,纵向光亦为漫反射。折射率较低,为1.48。所以桑蚕丝和醋酸纤维呈现出珍珠般柔和的光泽。


 



醋酸纤维的性能


1.化学性能

a. 耐碱性

    弱碱性碱剂对醋酸纤维基本上未造成损伤,纤维失重率很小 。遇到强碱后,尤其是二醋酸纤维,容易发生脱乙酰化,造成重量损失,强力和模量也随之下降。因此,处理醋酸纤维的溶液,其pH值不宜超过10.5。在标准洗涤条件下,具有很强的抗氯漂白性能,还可用四氯乙烯进行干洗。

b. 耐有机溶剂性能

    醋酸纤维在丙酮、DMF、冰醋酸中完全溶解,而在乙醇和四氯乙烯中则不溶解。根据这些特性,可以将丙酮作为醋酸纤维的纺丝溶剂,用四氯乙烯对醋纤织物进行干洗等。


c. 耐酸性

    醋酸纤维的耐酸稳定性较好, 常见的硫酸、盐酸、硝酸在一定浓度的范围内对纤维的强力、光泽和伸长等都不会造成影响;但是可以溶解于浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸


d. 染色性

    醋酸纤维虽然来源于纤维素, 但是在酯化过程中, 纤维素葡萄糖环上的极性羟基很大一部分被乙酰基取代成酯, 因此, 纤维素纤维染色常用的染料对醋酸纤维几乎就没有亲和力, 难以上染。最适合醋酯纤维用的染料是低分子量且染色上染速率相近的分散染料。

    用分散染料染出的醋酸纤维或织物色泽鲜艳亮丽,匀染效果好, 染料吸尽率高, 色牢度也高, 而且色谱齐全。


 


2物理性能

 a. 醋酸纤维既具有一定的吸水性, 又具有吸水后快速脱去的性能


b. 醋酸纤维的热稳定性较好,纤维的玻璃化转变温度在185 ℃左右,熔融终止温度在310 ℃左右,升温结束时,纤维的失重率为90.78%;醋酸纤维的断裂强度为1.29 cN/dtex,而应变为31.44%。

c. 醋酸纤维的密度比粘胶纤维的要小,和涤纶的较为接近;强度是三种纤维中最低的。

d. 醋酸纤维的弹性相对较好,类似于蚕丝,羊毛。

e.沸水收缩率较低,但是高温处理会对纤维的强力和光泽等性能造成影响,因此温度不宜超过85 ℃。


 



二醋酸纤维与同类纤维的比较


将多年生长的树木制成木浆,将木浆杂质去除过滤,用醋酯酐处理形成纤维素酯,将醋纤维素酯通过溶解、脱泡、喷丝、凝固、牵伸、卷绕,就形成了纤维素纤维的醋酯纤维丝。


二醋是一型醋酯经部分水解后形成,其醋化程度较三醋低。因此,受热性能不及三醋,染色性能优于三醋(二醋酸一般85~100℃染色,三醋酸一般130℃染色),吸湿率较三醋高(相对温度65%时,二醋酸回潮率6.5%,而三醋酸仅为3.5%)。


 


二醋醋纤维酷似真丝,手感柔和,染色后色泽鲜艳,美观漂亮,耐日晒,但其强度和耐磨性差,主要用于制作衣服(如内衣和针织品)占84%;家庭装饰品(如家具套)占15%;工业用(如汽车坐垫)约1%。


由三醋酸纤维素纺制成的纤维,有许多类似真正的人工合成纤维(例如聚丙烯纤维、尼龙和聚醋纤维)的特性。化学纤维是疏水的,加热处理可以提高结晶度,织物容易整理、抗皱、尺寸稳定、易干,其最大特点为形态稳定。醋酸纤维其纺织性能近似合纤。


 



醋酸纤维市场分析


全球生产醋酸纤维的厂家只有20多家,主要有美国的Eastman企业、Celanese企业、S.Amereic企业;意大利的Novaceta企业、日本的三菱醋酸纤维企业、帝人企业;英国的考尔兹企业等,约占世界总产量的90%。


我国醋酸纤维工业在20世纪50年代末开始起步,近年来由于我国各行业需求拉动,醋酸纤维素产业发展进入加速成长的阶段,但总体发展规模仍然偏小。同时,我国醋酸纤维素企业对下游产品开发不足,产品结构很不合理,生产品种也仅限于烟用醋酸丝束,纺织用醋酸纤维全部依赖进口,每年进口约2000吨左右,而我国每年的醋酸纤维需求量约10000吨以上。


 


与产品链比较完备的美国伊士曼等跨国企业比较,我国的醋酸纤维素产业还没有形成完备的产业体系。近年来,我国醋酸纤维素产销保持同步增长,均呈现加速增长态势。随着人民生活水平的逐渐提高,烟用、医药、服装等行业的高速发展,醋酸纤维素市场空间将进一步扩大。


 




醋酸纤维运用于纺织领域



醋酸纤维素是一种非常易得的人造再生纤维,成本低,具有很好的编织性能。其属性使之成为美丽的纤维(beauty fiber),CA用于缎子、织锦、以及塔夫绸等织物内提高其光泽(luster)。


1. 手感外观:极佳的悬垂性和光泽、软滑、有弹性;


初始模量低,纤维在微小负荷作用下刚性弱易弯曲,表现为柔软的性状,因此令肌肤有嫩滑柔软的舒适体感。但初始模量低太低则显疲软。

初始模量高,纤维在微小负荷作用下刚性强不易弯曲 ,表现为硬挺的性状。



醋酯纤维有良好的热塑性,在200℃~230℃时软化,260℃时熔融,这一特征使醋酯纤维具有热塑性与合成纤维类似,产生塑性变形后形状不再回复,具有变形永久性。醋酸面料的成形性好,能美化人体曲线,整体大方优雅。


2. 舒适性:透气性好、干燥快、无静电吸附;


在相对湿度65%环境中,二醋具有与棉同等的吸湿性,比棉更好的速干性能,因而可以很好地吸取人体蒸发的水汽,并同时很好地排放出去。从而使人感到舒适。同时,良好的吸湿性能能够减少静电的积累,不易产生静电现象。



3、易打理:在家就能清洗,对红酒、口红清洗更干净


真丝一定不能用一般的肥皂、洗衣粉、洗衣液洗,因为里面的碱性物质会破坏蚕丝蛋白,让真丝面料变脆、断丝、抽丝、严重褪色。醋酸面料不带电,不易吸附空气中的灰尘;干洗、水洗及40℃以下机手洗均可,克服了丝毛织面料多带菌;带灰尘又只可干洗的弱点,也无毛织面料易虫蛀的缺点,易于打理收藏,而且醋酸面料具有毛织面料的回弹性和滑爽的手感。


醋酸水洗后不皱不发硬,醋纤对水分的膨胀性低,因此做成面料后良好的尺寸稳定性,保持衣着时的美观,同时,因其纤维形态稳定,所以非常不易起皱。


 

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