各种化学纤维的优缺点范文篇1

羊绒是我国珍贵的特种动物纤维，由于其化学性质与羊毛相近，鉴别非常困难。利用显微镜鉴别山羊绒是目前行之有效的方法之一，但由于类山羊绒的不断出现和山羊绒鳞片结构的变异，山羊绒与类山羊绒的鳞片鉴别特征相近，比较容易产生误判。本文通过比较近红外技术以及显微镜试验方法在羊绒羊毛鉴别上的优劣势，提出近红外技术应用于羊毛羊绒实际鉴别工作中的几点可行性方案。

关键词：羊毛；羊绒；检测；近红外光谱；可行性

羊绒属于稀有的特种动物纤维，是一种珍贵的纺织原料，国外称其为“纤维的钻石”、“软黄金”。由于山羊绒和绵羊毛在化学组成上非常相似，近20年间，尽管国内及国际上的研究人员不断努力，寻求DNA技术、计算机图像识别技术等方法鉴别山羊绒与其他动物纤维，但目前的羊绒鉴别仍然主要是依靠显微镜观察。在国际市场上，羊绒制品的质量良莠不齐。不少商家为了降低价格成本，加入羊毛以及其他纤维，特别是羊羔毛、超细羊毛、剥鳞毛、牦牛绒等，有时制假者对羊毛拉细和去鳞等处理后，显微镜方法也难以奏效。

近红外光谱是20世纪90年代以来发展最快、最引人注目的光谱分析技术，其与化学计量学结合时能在一定程度上抵消其光谱峰重叠、信息弱等缺点。目前近红外技术已经应用于医药、化工、农产品检测等各个行业和部门。在近红外谱区，对纺织工业中纺织材料，纺织化学品、织物上整理剂的分析以及反应过程、反应机理的研究都已经成功应用在实际生产过程中，随着近红外光谱技术的发展，及其分析速度快，无需前处理，分析过程中无需化学试剂属于绿色分析等优点，纺织工业中应用近红外光谱技术进行质量监控和定量、定性分析织物的组分及物理参数等越来越广泛[1]。

由于羊绒的优异性能和产量稀少、价格昂贵等原因，为维护消费者权益，保证羊绒产品质量，提高我国羊绒市场在国际贸易中的地位，寻找快速准确的羊绒鉴别方法已成为当务之急。本文通过对比近红外技术以及显微镜试验方法在羊绒羊毛检测上的优劣势，提出近红外技术应用于羊毛羊绒实际鉴别工作中的几点可行性方案。

1山羊绒与绵羊毛检测工作现状

1.1显微投影法

目前常用的检测方法是光学投影显微镜法，其原理是根据特种动物纤维与绵羊毛的鳞片结构特征区别：（1）羊绒鳞片比羊毛薄，在显微镜下光线的透过性能好，透光均匀，纤维亮度均匀，无阴影感；而羊毛纤维的鳞片厚，透光不均匀，毛干多阴影感。（2）羊绒鳞片包覆毛干紧密，翘角很小，比较光滑平贴；而羊毛由于鳞片比较厚，导致翘角大，表面突起较多，缺少平滑感。（3）羊绒鳞片长度较长，间距大，排列密度大；羊毛的鳞片长度短，间距小，排列密度小。（4）羊绒纤维毛干均匀，很少扭转，变形；而羊毛纤维毛干不均匀，扭转较多[2]。尽管羊绒、羊毛纤维存在以上这些特征的差别，但有时候这些特征区别非常细小。纤维投影法操作的具体步骤是利用人眼在投影显微镜下（放大500倍）逐根分辨出各类纤维1500根，并分别记录其根数，同时测量其直径，通过公式计算出特种动物纤维与绵羊毛的重量百分比[3]。

1.2显微投影法的优缺点

由于羊绒、羊毛属于天然纤维，其形态不断受到环境和品种的影响而变化，有经验的检验人员能够对羊绒羊毛进行鉴别，因此依靠人眼辨别仍然是目前羊绒羊毛鉴别的主要方法，而且这种方法的成本较低。

但是受到显微镜放大倍数和景深的限制，图像分辨率较低，受样品颜色影响较大，如果是深色样品需使用保险粉脱色再测，对样品会有一定损伤，造成辨别难度加大，而且一般为暗室操作，一个样品的测试时间大约1小时左右，对检验人员的视力影响较大。其检验结果的准确性在很大程度上依赖于检验人员的经验，是一项主观检验。因此，相同样品在不同实验室检验，得到的结果可能存在差异。

2近红外检测技术在羊绒羊毛鉴别方面的进展

2.1近红外法

近年来应用近红外光谱对纺织品及羊绒羊毛进行鉴别的研究越来越多，其中赵国《利用近红外光谱技术进行羊毛、羊绒鉴别》利用5批羊毛羊绒共30个样品采用定性方法进行了建模，并采用模型对原样品进行了验证，验证结果良好[4]。苏桂芳等《可见—近红外光谱用于鉴别山羊绒与细支绵羊毛的研究》中应用可见—近红外光谱方法并结合主成分分析和人工神经网络，选用了30个样品建立了山羊绒与绵羊毛的鉴别模型，运用此模型能够准确地对山羊绒和细支绵羊毛的16个未知样品进行辨别[5]。袁洪福等《纺织纤维及其制品非破坏性快速鉴别方法的可行性研究》中提到利用不同颜色、不同形态和结构的羊毛羊绒原料、混纺产品共79个样品进行研究，采用系统树方法对样品光谱数据进行无监督聚类分析。采用主成分算法对光谱数据进行压缩，通过主成分模式空间作图法分析样品的聚类和区分情况。采用SIMCA算法研究组成相近样品的纤维差别，使用马氏距离区分不同种类的样品。采用微分和多元光散射校正算法消除噪声和基线漂移对光谱数据的影响。当剔除7个异常样本后，羊绒、羊毛和二者的混纺之间获得清晰分离[6]。以上这些研究都表明了采用近红外进行羊绒、羊毛定性定量检测的可行性。

2.2近红外光谱技术的优缺点

近红外光线具有很强的穿透能力，在检测羊绒羊毛样品时，不需要进行任何前处理就可以穿透，也不需要任何化学试剂，对样品无破坏，节省大量的人力和物力。和常规分析方法相比，测试重现性好，分析成本低，对操作人员的要求不苛刻，经过简单的培训就可胜任工作。既不会对环境造成污染，又可以节约大量的试剂费用。

各种化学纤维的优缺点范文篇2

文章主要对目前国内玄武岩纤维企业基本情况、技术水平、产品性能及市场应用推广等情况进行了总结，并对当前阻碍玄武岩纤维发展的主要问题进行了分析探讨。

关键词：玄武岩纤维；现状；发展；企业

自2002年9月科技部将“玄武岩连续纤维及其复合材料”项目列入国家863计划，各地已经陆续建立了几条玄武岩纤维生产线，纤维产量已初具规模。然而玄武岩纤维的产业化之路并非一帆风顺，截至目前，产品性能波动大、工艺路线不明晰、标准体系不完善等问题一直困扰着大家，制品开发和市场推广应用一直没有获得大的突破。

1发展现状

1.1玄武岩纤维生产企业情况

企业规模方面，截止到2010年底，国内实际在产的玄武岩纤维企业主要有浙江石金、四川航天拓鑫、牡丹江金石、山西巴塞奥特、辽宁金石、营口洪源、江苏天龙、河北通辉等8家，2010年纤维总产量粗略统计在2000吨左右。其中浙江石金、航天拓鑫和阜新矿业的规模稍大。各企业的产品累计销售率普遍不高，库存积压较多。

1.2工艺技术水平

国内玄武岩纤维在产业化初期，大多引进模仿前苏联地区的工艺技术。然而几年的实践证明，这些引进的技术在中国很难获得成功。国内现存的玄武岩纤维生产线，大多是各企业结合自身特点，依靠国内玻纤行业技术人员在前苏联技术设备基础上进行改造创新建立起来的，因此各厂生产工艺也不尽相同。炉窑方面，目前国内玄武岩纤维生产工艺主要有全电熔炉和气电结合炉两种。从目前表现来看，两种熔炉各有优劣，全电炉自动化控制较好，原丝线密度较为稳定；气电结合炉则由于受炉窑熔化能力的局限较小，采用熔炉多漏板拉丝技术，生产成本相对更低。漏板方面，目前各企业已经在完善400孔漏板拉丝工艺的基础上，逐步尝试更大漏板拉丝技术。

1.3产品性能与市场推广

目前国内生产的玄武岩连续纤维直径最细在6μm左右。实际生产过程中各厂家大多以9μm～13μm纤维为主打产品，原丝平均强度在0.50N/tex～0.60N/tex，比普通无碱玻纤高30%以上，但波动性比较大。由于近几年来国内玄武岩纤维企业在制造装备方面的持续探索改进，玄武岩纤维生产成本已经有了大幅降低。但由于目前的生产方式仍然粗放，通过工艺改造、设备升级，提高资源利用和劳动生产效率，玄武岩纤维生产成本有望进一步降低。

目前玄武岩纤维涉及到的应用领域主要是建筑结构补强、道路交通和玻璃钢三大领域，具体的产品形式有单向布、复合筋、防火布、沥青短切纱和水泥短切纱等。近来，一些与玄武岩纤维相关的标准陆续颁布实施，如GB/T23265―2009《水泥混凝土和砂浆用短切玄武岩纤维》、GB/T25045―2010《玄武岩纤维无捻粗纱》、JT/T776―2010《公路工程玄武岩纤维及其制品》等，另外在JTGF40―2004《公路沥青路面施工技术规范》、GB/T6719―2009《袋式除尘器技术要求》等标准中也有所提及，这为玄武岩纤维的普及推广奠定了一定基础。

2存在的主要问题

2.1基础性研究工作有待强化

当今科技发展的重要方向之一就是新材料的研制和应用。然而开发利用新材料的前提是对新材料本身必须有十分清晰的认识，基础性研究工作是每个新材料项目成功与否的关键。对于玄武岩纤维来说，矿石原料的筛选、工艺路线的设计与优化、产品质量的稳定与提高、纤维制品深加工方向与市场定位等等，都必须以对纤维本身的基础性研究和认识为基础。而由于初期玄武岩纤维的研制主要集中在前苏联国家，产品主要为其军品项目服务。国内对于玄武岩纤维的研究起步较晚，目前国内企业对于玄武岩纤维的认识，大多仍来自于国外的数据资料，无论是原料熔液的拉丝特性，还是制成纤维的力学、热学、物理化学性能，甚至是纤维制品的应用研究等等。因此有关方面应积极引导，重视和鼓励基础性研究工作，建立研究合作平台，积极开展产学研结合，联合进行科研攻关，为项目顺利实现产业化夯实基础。

2.2原纱生产工艺有待完善

目前在玄武岩纤维的拉丝生产过程中，经常会出现断头飞丝或料液漫流，即使采用小卷装拉丝，原纱满筒率仍不是很高，生产稳定性较差。生产效率低下，以200孔漏板生产13μm纤维计算，单台炉位日均产量好的时候也只有150公斤左右，与无碱玻纤250公斤的日均产量相比，仅为其产能的60%。而究其原因，纤维原料的使用粗放，是制约玄武岩纤维规模化稳定生产的根本症结所在。天然矿物原料的氧化物含量不可能很纯，波动也大，且常带些有害的杂质。因此有必要在使用前进行预均化处理，以保证原料质量的稳定性。而在熔化液方面，由于气泡、条纹等的存在，以及玄武岩熔液本身因铁含量高带来的温度梯度悬殊变化，导致高温熔液的不匀化问题仍然严重。因此需要改变现有生产工艺，增加原料均化和熔液均化环节，提高熔液质量的稳定性，从而提高拉丝作业的稳定性。

2.3制品开发思路有待明晰

目前各企业拥有的产品种类主要有单向布、防火布、复合筋、短切纱、网格布、缝纫线等。但一些产品由于缺少标准规范或缺乏市场竞争力，并没有获得大量推广应用。玄武岩纤维作为一种无机硅酸盐纤维，其优异的物理化学性能已经在实验室中得到了验证。因此结合现阶段玄武岩纤维产业技术发展现状，玄武岩纤维产品研发和市场开拓应以所掌握的纤维特性为指导，多在道路建材和功能制品方面下工夫。

一方面，玄武岩纤维在纤维增强混凝土、纤维增强水泥和道路沥青封层技术中应用均具有先天优势，已经得到了相关道路工程研究人员和用户的公认。另一方面，随着经济社会的不断发展进步，特别是随着节能减排、绿色环保等概念的流行，以发挥材料物理、化学性能为主要目标的功能性技术纺织品和功能性复合材料正在受到越来越多的关注，例如绝热保温材料、高温过滤材料、防辐射材料等。由于玄武岩纤维目前的生产工艺尚不成熟，产品机械力学性能不稳定，生产成本仍居高不下，与现有的玻纤、碳纤、芳纶等高性能纤维相比尚不具备性价比优势，因此可尝试先在功能材料应用领域，通过发挥纤维物理化学性能方面的天然优势，开拓一定的市场。

各种化学纤维的优缺点范文篇3

摘要：纺织品从纤维到染色的加工过程中，会受到机械、化学和热学的作用，从而导致纤维损伤。每一种损伤引起的质量缺陷都会对产品的质量产生很大的影响，这些质量缺陷往往在生产过程中不易发现，而在最后染色加工中反映出来，而此时质量缺陷已无法弥补。利用显微技术观察纤维损伤，并结合生产实践经验，对质量缺陷成因作出准确的判断，能够搞清许多产品质量的疑难问题，追溯质量缺陷产生工序，控制产品质量缺陷，化解商贸质量纠纷。

关键词：染色织物；质量缺陷；成因分析；显微技术

引言

利用简便而有效的方法检测纺织品的质量，并通过检测结果的分析，推断产生质量缺陷的主要原因，一直是生产企业控制产品质量、商贸企业明确质量纠纷责任、科研机构攻克质量难关的重要手段。

在纺织品的生产和使用过程中，如果处理不当，可能会产生化学的、机械的、热学的或者由微生物引起的损伤，而每一种损伤都会对产品的质量产生很大的影响。例如由于羊毛酸性或碱性损伤，毛条出现染色不匀；由于机械损伤，染色后出现光痕和色斑；棉纤维由于受挤压而使织物产生深色斑纹；由于纤维擦伤、开裂使染黑织物出现条纹；丝织物由于纤维开裂导致织物局部变灰或者形成浅色斑纹；锦纶织物由于抗静电整理纤维熔融形成硬块等等。在通常情况下，这样的损伤在生产过程中不易发现，而在最后染色加工中反映出来，而此时质量缺陷已无法弥补，给生产企业造成不可挽回的损失，也极易引起商贸质量纠纷。

由纤维原料到纱线、坯布和染色加工过程中，纤维经受机械外力、热学和化学试剂的反复作用，这一过程中引起的纤维损伤，可归为机械损伤、热学损伤和化学损伤三大类。

1机械损伤引起的染色疵点显微分析

纺织品在整个加工过程中的机械损伤常常由磨损带来，并且往往在织物后整理阶段才显示出来，导致的灰印、光痕等染色疵点已无法弥补。天然纤维和再生纤维素纤维较合成纤维更易产生机械磨损，原因是合成纤维的耐磨性一般优于天然纤维及再生纤维素纤维，如图1所示，在锦纶与羊毛混纺制成的织物中，取出羊毛和锦纶，在显微镜下放大100倍观察，发现许多羊毛开裂，而锦纶则完好无损。

（1）羊毛纤维的机械性损伤：羊毛纤维的机械性损伤来自剪毛、洗毛及梳毛等加工过程及虫蛀，使纤维开裂露出纺锤形细胞或毛束状[1]，如图2和图3所示。

原毛在洗毛过程中，由于洗槽与洗槽之间的输送设备有缺陷，可能使羊毛纤维受毡化或撕扯而导致机械损伤。这种损伤在整理后的织物上不易发觉，而在羊毛纺纱过程形成机械破损或回收毛中出现的毛刷状开裂则较为明显。

羊毛纤维易被织物蛾、毛皮甲虫及地毯甲虫蚕食，在纤维边缘出现新月形缺口，而在大多数情况下，纤维的一头会被咬掉[2]，如图4、图5所示。

羊毛纤维开裂，被染成深色后易出现光痕和色斑，如图6和图7分别为羊毛纤维开裂织物染色后出现亮纹和色斑。

（2）蚕丝的机械性损伤

天然桑蚕丝和柞蚕丝在从脱胶到染整的整个生产过程中的挤压摩擦等机械作用都非常敏感，尤其是染色和脱胶的湿态下，更易磨损。

蚕丝织物的纤维磨损导致织物局部灰化（也称为白化）或形成浅色斑，原因是纤维被刮伤或开裂后，织物对入射光产生漫反射，破坏了真丝优美的光泽。

从织物灰化处取出纤维，放在显微镜下，可清晰地观察到纤维开裂、外层剥落或被溶解的现象，如图8所示。

（3）棉和粘胶纤维的机械性损伤

棉纤维的机械性损伤主要是在湿态下的擦伤和由于折叠受挤压出现缺口和裂纹，分别如图9和图10所示。纤维受挤压产生的损伤在光学显微镜下不易观察到，而在电子显微镜下则十分清晰。擦伤纤维染成黑色后织物表面出现亮纹，如图11所示。而挤压受损纤维，由于其结构变化，染色比未受损纤维更深，织物表面会出现深色折痕线，如图12所示。

再生纤维素纤维经受机械外力作用而磨损现象较易发生，例如在染色过程中，由于转笼的作用导致纤维损伤，同样引起织物灰化，并且退染和重染都不能消除这种疵点，相反只能加重[1]。

2热学损伤引起的染色疵点显微分析

热学损伤主要发生在合成纤维织物中，由于合成纤维具有热塑性，故常利用这一性能进行纺、织、染和服装加工，如定形和变形加工。在各个工序生产过程中对合成纤维的软化温度范围予以充分考虑，才可避免不可逆的质量变化。合成纤维发生热损伤可能是直接受热引起的，如加热和熨烫；也可能是间接受热引起的，如摩擦和撞击使纤维产生热机械磨损。

2.1直接受热引起的热损伤疵点

合成纤维直接受热加工的工序有定形、烧毛、熨烫等工序。

（1）定形过程的热损伤：合成纤维为使形态稳定，通常要实施热定形，保持织物平整和尺寸稳定，这些热定形经常使纤维出现热变形和截面结构的变化，如图13和图14所示。图13的纤维取自机织物中的经纬纱交叉处的纤维，图14的纤维取自假捻法形成的涤纶变形丝。定形加工只要定形温度、张力和时间保持稳定，这些局部轻微的纤维变形不会对染色均匀性带来影响。但温度等参数的变化往往不能完全避免，图14中涤纶纤维变形加工后由于横截面变化并不相同，变形严重的纤维染色更深，利用这一特点可在变形加工中检测温度的变化。

（2）烧毛过程的热损伤：合成纤维织物在烧毛时不燃烧，但会形成熔珠，而熔珠的染色特性完全不同于纤维，如图15和图16所示。故合成纤维织物烧毛时工艺参数尤其要注意控制，特别是合纤与天然纤维、再生纤维素纤维混纺织物和氨纶包芯纱织物烧毛时，必须充分考虑合成纤维熔融的特性（混纺织物和包芯纱织物中合纤的这一特性容易被忽略），例涤/毛染色织物，在烧毛工艺后，当熔珠还比较柔软，容易变形时立即进行修剪，以消除熔珠并防止熔珠被压[1]。否则，纤维在没有被适当冷却，而被压辊碾过，在张力和压力作用下，便会出现比熔珠更坏的情况，熔珠被压成薄片。

（3）熨烫过程的热损伤：合成纤维织物对熨烫过程中的过热特别敏感，熨烫时温度过高并施以加压，合成纤维被压成薄膜，织物上产生似油漆般的光斑。