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"十四五"期间，纺织行业将"纤维新材料持续创新升级"列为五大重点工程之首。莱赛尔（Lyocell）纤维专用浆粕、溶剂、交联剂和差别化莱赛尔纤维关键技术突破是行业"十四五"期间发展重点任务之一。
莱赛尔纤维以自然界中取之不尽用之不竭的木、竹等为原料，制造流程环保，具有棉的舒适性、涤纶的强度、毛织物的豪华美感和真丝的独特触感及柔软垂坠，无论在干或湿的状态下，均极具韧性，凭借自身优异性能，在中国起步较晚、但发展迅速。
莱赛尔纤维专题将具体以：（一）Lyocell纤维发展的历史沿革；（二）纤维素的结构与性能；（三）Lyocell纤维用浆粕的生产方法及主要性能指标；（四）纤维素在NMMO溶液中的溶解机理；（五）Lyocell纤维的制备工艺及影响因素；（六）Lyocell纤维制备溶剂回收；（七）Lyocell纤维的性能及应用；（八）Lyocell纤维发展的前景展望展开。
本期将具体介绍Lyocell纤维的性能及应用，敬请持续关注~
Lyocell纤维具有卓越的物理性能，表7-1是几种常见的纤维素品种物理性能的比较。![]()
纤维素纤维的物理性能除了纤维素自身的聚合度外，与其横截面形状有密切的关系，再生纤维的截面形状则与纺丝工艺相关。棉纤维的横截面呈腰子型，纵向呈扁平带状，并呈螺旋状的扭曲，它是未经加工的天然纤维素纤维，这种物理形态赋予了棉纤维一些特殊的物理性能，其横截面与纵向外观如图7-1所示。粘胶短纤维的横截面是一个不规则的多边形，呈扁平状，纵向有多条沟槽。粘胶纤维通常采用湿法纺丝工艺，纤维的形成经过了激烈的双扩散过程，使纤维的内部有大量的孔隙。不规则的形状和内部的孔隙造成了多处应力集中点，因此，粘胶纤维的强度较低。尤其当纤维处于湿态时，孔隙处的薄弱环节因为水或其他溶剂的介入而更脆弱，通常粘胶的湿强度只有干强的一半，进而大大影响了它的加工性能，图7-2所示为粘胶纤维的横截面与纵向外观。Model纤维横截面接近腰圆形，纵向表面有较浅的1~2根沟槽，其生产过程与粘胶纤维相似，但所生产的纤维的聚合度较粘胶纤维高，它以榉木制成的木浆为原料，采用了特殊的纺丝工艺，因此湿强度高，具有良好的可纺性和纺织性，它的性能处于粘胶纤维和Lyocell纤维之间。Model沿用了粘胶纤维的生产工艺，因此，生产过程中的污染仍然是一个严重的问题，其横截面与纵向外观如图7-3所示。Lyocell纤维是以天然纤维素高聚物为原料，采用干喷湿纺的纺丝工艺制备而成。纤维横截面为圆形或椭圆形，内部无肉眼可见的孔隙，纤维表面光滑，无纵向沟槽。它的强度可以与涤纶媲美，且具有高模量和高湿强度，其横截面与纵向外观如图7-4所示。有专家团队对Lyocell纤维的力学性能、聚集态结构、吸湿性及热性能进行了系统的研究，为合理使用Lyocell纤维提供了有益的信息。Lyocell纤维的X射线衍射结果表明，它具有典型的纤维素Ⅱ的晶型特征，为三斜晶型，根据衍射强度计算获得的纤维结晶度为54%，较粘胶纤维的结晶度高（40%）。双折射的结果表明，Lyocell纤维比粘胶纤维有更高的取向度，表明Lyocell纤维的纤维轴向规整性优于粘胶纤维。Lyocell纤维因其基本的化学结构所致，构成纤维的基本单元中含有大量的羟基，使它具有良好的吸湿性。Lyocell纤维的吸水率可以达到11.5%，高于棉纤维的吸水率。吸湿好能够提高织物的穿着舒适性，同时可以减少静电的积累。专家提出对Lyocell纤维、粘胶纤维和棉纤维在水中的膨胀性进行测试，结果表明，Lyocell纤维具有最大的横向膨胀能力，膨胀率可以达到40%，而粘胶纤维和细绒棉的横向膨胀率分别为31%和8%；纵向膨胀的结果则相反，Lyocell纤维仅为0.03%，而粘胶纤维纵同膨胀达到2.6%。这一数据在某种程度上说明了，用Lyocell纤维制作的服装将具有很好的尺寸稳定性，因为它几乎不产生纵向的膨胀。Lyocell纤维由干喷湿纺工艺制得，纤维具有较完善的圆形截面和较均一的内部结构，再加上纤维本身具有较高的聚合度，使 Lyocell纤维的干强和湿强均高于棉纤维，其干强几乎达到了涤纶的水平，因此，有利于其加工和制备强度要求高的服饰。Lyocell纤维还显示了较高的湿模量，这将使Lyocell纤维制造的面料具有缩水小、保形性好的特点。Lyocell纤维的热学性能直接影响它的加工性能和使用性能，研究其耐热性、热收缩性和燃烧性对确定加工工艺有指导意义。与粘胶纤维相比，由于Lyocell纤维的结晶度高，热分解的起始温度高于粘胶纤维，热失重较少，动态模量变化不大，纤维降强较少，断裂伸长率也可满足加工和使用要求，具有良好的耐热性，且热收缩率低，燃烧状况与粘胶纤维基本相同。Lyocell纤维在190℃下保持30min，纤维的断裂强度和断裂伸长率分别为原值的88.4%和88.6%，显示了良好的耐热性能。在常规纺织加工和正常使用中，服装面料可能遇到的最高温度约在180℃，持续30s左右。纤维素纤维不存在合成纤维那样的大量热收缩圈，特别由于Lyocell纤维结晶度高，结构致密稳定，故热收缩率很低，保持了类似于棉、麻等天然纤维素纤维的特性。因此，Lyocell纤维可适应熨烫加工和使用要求。Lyocell纤维的化学结构与粘胶纤维相同，因此，具有天然纤维本身的诸多特性，如吸湿性、透气性、舒适性、光泽性、可染色性和可生物降解性等。此外，它还具有合成纤维的高强度的优点，其强度与涤纶接近，远高于棉和普通的粘胶纤维，良好的强伸特性不仅有利于纺纱、染整等加工过程，而且可以有效地提高织物的性能，它适宜与其他天然纤维或合成纤维混纺，开拓了应用领域。我国纺织下游企业将Lyocell纤维织物的基本特征表述为：涤纶般的强力，棉的舒适，粘胶纤维的悬垂性，真丝般的光泽。Lyocell纤维的应用应该充分发挥其自身的特点。高吸湿性是它的本质特点，它赋予织物良好的服用性能，因此，它非常适合于制造服装，尤其是高档的服装，由于其具有很高的模量，使织物具有优异的保形性。此外，利用它高吸湿性和高强度可制作牛仔系列的服装。过去牛仔布都用棉布生产，但棉布的强度低，不耐磨。Lyocell纤维的高强度是制作牛仔布的理想原料。Lyocell纤维具有生物可降解性，因此，非常适合于制造一次性的卫生材料。目前在非织造面料中，有不少已经采用了粘胶纤维，但由于粘胶纤维的强度低，尤其是湿强低，使其最终产品的性能较低。利用Lyocell纤维的高强度，超短Lyocell纤维制作的可冲散非织造面料已经在市场上出现。（在今年的第十五届中国国际产业用纺织品及非织造布展览会上，中纺绿纤带来了一款绿纤?卫赛尔。这是一款无纺领域专用的莱赛尔纤维，纤维长度分为6mm、8mm、10mm、12mm，具有超短切、可冲散、高净白等特性。可应用于可冲散湿巾。相比于粘胶短切纤维，由于莱赛尔纤维的生产过程绿色环保，其生产的可冲散湿巾更安全、环保。）Lyocell纤维还有一个不容忽视的特点是原纤化现象，它是纤维在湿态下由于纤维溶胀和机械外力作用，使原有的单根纤维在轴向发生劈裂，分裂出更细小的原纤。原纤化是所有纤维素纤维的共同特点，只是Lyocell更为严重。纤维的原纤化容易造成起毛、起球，从而影响外观和染色。但这一性能也可以被充分利用而成为优点，在纤维制造和加工过程中对原纤化进行调控来制备桃皮绒织物、过滤材料和特殊的纸张等。对于服装却要尽力避免出现原纤化，这也是开发抗原纤化品种的原因。目前市售的抗原纤化Lyocell纤维大都是从兰精公司进口，主要品种包括Tencel?A100、Tencel?A200和Lenzing Lyocell?LF。抗原纤化处理实际上是通过添加多官能团的化学试剂，将纤维表面的大分子以化学键的方式连接起来，防止了纤维表面形成微纤。这几个品种的生产工艺、抗原纤化效果及使用场合有所区别。其中，天丝Tencel?A100为抗原纤化产品，纤维在加工过程中不易发生原纤化，可获得具有特殊光洁效果的织物，并且不易起毛起球。但与棉的同色性不好，且不易丝光整理，在碱性条件下易产生明显的痕迹，印染成品偶有甲醛含量超标现象。
Tencel?A200则是其后推出的适用于碱性条件使用的抗原纤化产品。因此，它适用于与棉混纺，以便进行丝光处理和染色。大生产中，交联反应可以在短纤维被切断前的丝束上进行，也可以在纤维被切断后的丝网上进行。
国内几家Lyocell纤维生产厂生产的抗原纤化产品正在推向市场。资料来源：国家先进功能纤维创新中心
轮值编辑：张瑶
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