粘胶纤维

粘胶纤维（Viscose），是粘胶纤维的全称，与“木”作为原料，纤维素纤维是通过从天然木质纤维素中提取纤维分子并对其进行整形而获得的。

粘胶纤维

粘胶纤维的吸湿性符合人体皮肤的生理要求，滑爽凉爽、透气、抗静电、抗紫外线，色泽鲜艳，染色牢度好等特点。它有棉花的精华和丝绸的品质。是正宗的植物纤维，来源于自然，优于自然。目前广泛应用于各类内衣、纺织、服装、无纺等领域。

粘胶纤维是古老的纤维品种之一。在1891年，克罗斯（Cross）贝文（Bevan）和比德尔（Beadle）首先以棉花为原料制备纤维素磺酸钠溶液，因其粘度高而得名“粘胶”粘胶遇到酸后，纤维素再次沉淀。根据这一原理，1893年发展成为制造纤维素纤维的方法，称为“粘胶纤维”到1905年，M（Muller)发明了由稀硫酸和硫酸盐组成的凝固浴，实现了粘胶纤维的工业化生产。因此，粘胶纤维的名称是其工艺过程中中间产品的状态其实粘胶纤维是从天然木质纤维中提取的纤维素纤维。 

粘胶纤维属于纤维素纤维。它是以天然纤维（木纤维，棉短绒）为原料，经碱化、老化、磺化等工艺制成可溶性纤维素黄原酸酯，再溶于稀碱溶液制成粘胶，经湿法纺丝制成。采用不同的原料和纺丝工艺，可分别获得普通粘胶纤维高湿模量粘胶纤维和高强度粘胶纤维。普通粘胶纤维具有一般的物理机械性能和化学性能，分为棉型、羊毛型和长丝型，俗称人造丝、人造毛和人造丝。高湿模量粘胶纤维具有较高的聚合度、强力和湿模量。这种纤维在潮湿状态下能承受22特的压力.0cN载荷，在此载荷下的湿伸长不超过15%，主要是纤维丰富而结实。高强度粘胶纤维具有较高的强度和抗疲劳性。

粘胶纤维可分为普通粘胶纤维、高湿模量粘胶纤维强力粘胶纤维和改性粘胶纤维。在强力粘胶纤维中，干强度超过30.0cN/特克斯长丝被称为强力长丝；超过38.0cN/特克斯被称为超强长丝；超过44.1cN/特克斯 s二阶超强丝；超过48.5cN/Tex被称为三重超强纱；超过53.0cN/Tex被称为四倍超强长丝。在高性能粘胶纤维中，湿态下弹性模量高的纤维称为Porino Sike纤维，也叫高湿模量纤维，我国称为付强纤维，简称富贵纤维。湿模量介于普通纤维和polynosic纤维之间，但具有较高的结合强度、脆性较小的纤维称为改性高湿模量纤维。

普通粘胶纤维结晶度和取向度较低，截面呈不规则锯齿形，皮芯结构明显不均匀，皮层较薄。

粘胶纤维

强力粘胶纤维具有细小均匀的微晶结构，取向适中，截面均匀、轮廓光滑的全真皮结构。Porino Sike纤维具有高结晶度、较大的晶区尺寸和较高的取向度，截面近似圆形。Porino Sike纤维成型的主要特点是尽可能避免纤维素的降解，在溶解和固化过程中尽可能保持天然纤维素的结构不变，采用温和均匀的固化条件，如低酸、低盐、低温和低纺速。可变高湿模量纤维属于厚皮层皮芯结构，截面外缘光滑。表层提供韧性，而芯层保持刚性。其韧性低于高强丝但高于波里诺丝克，刚性高于高强丝但低于波里诺丝克它是一种结合了Porino Sike和高强度纱线特性的纤维。纤维的结晶度、晶粒尺寸和取向低于Porino Sike，但高于高强度线材。其成形特性与高强丝基本相似。永久卷曲粘胶纤维的横截面形状是不对称的、皮层厚度分布不均匀，横向鼓面各部分存在大小不一的内应力。粘胶纤维永久卷曲的工艺特点是提高粘胶的成熟度指数，凝固路径中硫酸浓度低、梳酸钠浓度较高、当浴温较高时，适当增加拉伸倍数，特别是在塑化和拉伸控制后增加一段空气拉伸，有利于增加纤维的卷曲度。

粘胶纤维的基本成分是纤维素（C6H10O5）n普通粘胶纤维的横截面为锯齿形皮芯结构，纵向平直，横向有沟槽。然而，富含纤维的无皮层芯结构具有圆形横截面。

粘胶纤维吸湿性好，回潮率为13%左右。吸潮后膨胀明显，直径增大50%所以面料水后手感硬，缩水率大。

普通粘胶纤维的断裂强度比棉小，约为1.6~2.7cN/dtex；断裂伸长率大于棉，为16%~22%湿强度下降很大，约为干强度的50%，湿伸长增加了约50%其模量低于棉，小载荷下易变形，但弹性回复性能差，因此织物易拉伸，尺寸稳定性差。富纤维的强度尤其是湿强度比普通粘胶高，断裂伸长率较小，尺寸稳定性好。普通粘胶的耐磨性较差，而富纤维则有所提高。

粘胶纤维的化学成分和棉相似，所以耐碱比耐酸强，但耐碱耐酸比棉差。丰富的纤维具有良好的耐碱性和耐酸性。同样，粘胶纤维的染色性能与棉相似，染色色谱完整，染色性能良好。此外，粘胶纤维的热性能与棉相似，密度与棉接近，为1.50~1.52g/cm。

纤维素大分子的羟基容易发生各种化学反应因此，可以通过接枝等方法对粘胶纤维进行改性，改善其性能，生产各种专用纤维。

普通粘胶纤维吸湿性好，易染色，不易静电，可纺性好。短纤维可纯纺或与其他纺织纤维混纺，织物柔软、光滑、透气性好，穿着舒适，染色后色泽鲜艳、色牢度好。适宜于制做内衣、大衣和各种装饰品。长丝织物轻薄，可用作服装面料，也可用作被套和装饰织物。这种粘胶纤维的缺点是牢度差，湿模量低，收缩率高易变形，弹性和耐磨性差。

普通粘胶纤维

1）粘胶棉短纤维的切断长度为35~40mm，旦数为1.1~2.8dtex（1.0~2.5旦）与棉花混合制成精细的布料、凡立丁、华达呢等。

2）粘胶羊毛短纤维，切长51~76mm，旦数3.3~6.6dtex（3.0~6.0旦），可以纯纺，也可以与羊毛混纺，可以制成花呢大衣等。

富强纤维

1）它是粘胶纤维的改良品种。

2）纯纺可做细布、府绸等。

3）与棉、涤纶等混纺面料，制作各类服装。

4）耐碱性好，织出的面料挺括，洗后不会缩水变形，经久耐用。

粘胶丝

1）可做服装、被面、床上用品和装饰品。

2）粘胶纱和棉纱交织成羽毛纱和线被套。

3）粘胶丝与蚕丝交织，可做乔其纱织锦。

4）粘胶线与涤、锦缎和长丝交织成水晶缎、古香缎等。

粘胶强力丝

1）强度是普通粘胶丝的两倍。

2）捻织成帘子布，用于汽车、拖拉机、马车轮胎。

高卷曲高湿模量粘胶纤维

高卷曲高湿模量粘胶纤维（以HR表示）是新一代高强度高湿模量的粘胶纤维、伸长适中，卷曲性能好，加上粘胶纤维本身具有优异的吸湿性、透气性、不产生静电、染色性能好、细度和长度可灵活调节，是一种综合性能优良的纺织纤维原料，可根据不同需要用于提纯。粘胶纤维的吸湿性和染色性以及纤维本身含有大量的羟基（OH）有密切的关系，羟基（OH）该基团吸收大量水分子或其他分子，吸湿性越好，纤维的可染性越好。粘胶纤维在制造过程中发生了许多物理化学反应，导致纤维素大分子开裂，使其大分子变短，分子间隙变大，排列松散杂乱，分子中的羟基（OH）但是极性不错，在这些方面都比棉花好。所以粘胶纤维的可染性比棉好，不仅适用染料多、色谱宽，染出的颜色鲜艳。

醋酸纤维属于纤维素再生纤维（包括二醋酸纤维和三醋酸纤维）然而，它们的染色性能明显不如粘胶纤维。这是因为醋酸纤维分子中的大部分羟基（OH）乙酰化形成疏水基团。所以粘胶纤维和棉花可以用染料，但不一定管用。可以看出，在纤维素纤维中，粘胶纤维的可染性最好，容易染色，印染成本也较低。

虽然活性染料可以替代一些有害的化学染料，但是在印染过程中会形成很多有色污水。此外，粘胶纤维在某些印染中的色牢度和耐光牢度不如某些合成纤维。虽然这与染料性能和工艺有关，但是粘胶纤维的可染性、色谱全、色泽鲜艳、成本低还是一大优势。

纯α是从纤维素原料中提取的－纤维素（称为浆粕），用烧碱、经二硫化碳处理后，得到橙黄色的纤维素黄酸钠，再溶于稀氢氧化钠溶液中，成为粘稠的纺丝原液，称为粘胶。粘胶经过滤、熟成（在一定温度下静置约 18~30h，以降低纤维素黄原酸酯的酯化度）脱泡后进行湿法纺丝，凝固浴采用硫酸、硫酸钠和硫酸锌。粘胶中的纤维素钠黄原酸盐在凝固浴中与硫酸反应分解，纤维素再生沉淀，所得纤维素纤维水洗、脱硫、漂白、干燥后成为粘胶纤维。

① 粘胶的制备：包括浸渍、压榨、粉碎、老化、黄化、溶解、熟成、过滤、脱泡等工序。浆纱浓度为18%氢氧化钠溶液浸渍，使纤维素转化为碱纤维素，半纤维素溶解，聚合度部分下降；然后通过挤压去除多余的碱液。块状碱纤维素在粉碎机中粉碎后成为松散的絮状物，由于表面积的增加，提高了以后化学反应的均匀性。碱纤维素在氧气作用下的氧化裂解，降低了平均聚合度，称为老化。聚合度下降和温度升高、时间有关。碱纤维素老化后与二硫化碳反应生成纤维素黄原酸酯，进一步削弱大分子间的氢键由于黄原酸酯基团的亲水性，纤维素黄原酸酯在稀碱溶液中的溶解度大大提高。将固体纤维素黄原酸酯溶解在稀碱溶液中是粘胶。新做的粘胶粘度大，盐值高，不易成型必须在一定的温度下静置一定的时间，使粘胶中的纤维素钠黄原酸盐逐渐水解皂化，降低酯化度，改变粘度及其对电解质作用的稳定性。熟化过程中要进行消泡过滤，去除气泡和杂质。

制备粘胶纤维的设备主要有经典法、连续浸渍压榨

粘胶纤维

粉碎和五合一机等。

② 旋压成形：采用湿法纺丝。粘胶通过喷丝孔形成细流进入含酸凝固浴，粘胶中的碱被中和，细流凝固成长丝，纤维素黄酯分解生成水合纤维素。固化和分解可以同时或相继发生。在同一浴中完成凝固和分解的方法称为单浴纺丝。粘胶长丝采用一浴法纺丝。在一个浴中固化，在另一个浴中分解再生的方法称为两浴纺丝。高强度长丝或短纤维通常采用两浴法纺丝。为了改善纤维的某些性能，还采用了三浴法、四浴甚至五浴。凝固浴是硫酸和硫酸锌的水溶液，各组分的含量因纤维品种而异。

③ 后处理：形成的纤维需要用水清洗、脱硫、酸洗、上油干燥等后处理。水洗是去除硫酸其盐类和一些附着在纤维表面的硫。脱硫可以在氢氧化钠中进行、亚硫酸钠或硫化钠水溶液。金属离子可以通过盐酸处理去除。上油可以降低纤维的摩擦系数，减少静电效应，改善纤维的手感，提高纤维的可纺性。涂油后的丝条干燥后即可包装出厂。粘胶短纤维的切断工艺通常在后处理之前进行。强力纱主要用作轮胎或传送带的帘布，对纤维的外观没有特殊要求只需用热水洗去纤维上的硫酸及其盐类，然后上油即可、干燥后，可在纺丝机上进行后处理。

粘胶纤维是最早投入工业化生产的纤维素纤维之一。由于其良好的吸湿性，舒适的穿着和优良的可纺性，它经常与棉一起使用、羊毛或各种合成纤维混纺、交织、用于各种服装和装饰纺织品。高强度粘胶纤维也可用于轮胎帘线、传送带等工业用品。粘胶纤维是一种应用广泛的纤维素纤维。

50年代开发的高湿模量粘胶纤维具有较高的强度、延伸度低、高湿模量和耐碱性的特点基本克服了普通粘胶纤维的缺陷。其织物牢度、耐水洗性、形态稳定性接近高品质棉。波里诺赛克纤维是一种高强度高湿模量的粘胶纤维，又称富纤维或富纤维它在水中的溶胀度低，弹性回复率高，所以织物的尺寸稳定性好。

强力粘胶纤维强度高，抗变形能力好，可用作轮胎帘子线、传送带、三角皮带、绳索和各种工业织物，如帆布、塑料涂层织物等。

改性粘胶纤维有多种用途例如，与聚丙烯腈或聚乙烯醇复合的粘胶纤维具有羊毛感和膨松感，适合制作西服、毛毯和装饰织物。具有扁平的形状和粗糙的感觉“稻草丝”即扁丝)适用于针织女帽、包和各种装饰用具。接枝丙烯酸的粘胶纤维具有较高的离子交换容量，可用于回收废液中的金、银、汞等贵重金属。含有多种阻燃剂的粘胶纤维可用于高温和防火工业部门。粘胶纤维经过处理后，还可以制成止血纤维中空粘胶纤维可用作具有透析功能的人工肾，含钡粘胶长丝适用于医用缝合线。此外，由粘胶纤维制成的碳纤维和石墨纤维具有较高的强度和模量，由粘胶纤维和环氧树脂制成的复合材料可用作空间技术的烧蚀材料；由粘胶和硅酸钠共混原丝制成的陶瓷纤维经处理后可作为耐高温酚醛树脂的增强材料，用于液体火箭发动机、喷气发动机的喷嘴和空间再入装置的隔热罩。

粘胶纤维生产中的主要污染是严重的废水污染。

粘胶纤维生产中的废水主要包括酸性废水和碱性废水，其中酸性废水主要来自纺丝车间和酸站，包括塑化槽溢流水、洗纺丝机水、酸站过滤器洗涤水、洗丝水和后处理酸洗水等：碱性废水主要来自碱站的排水、原液车间废水橡胶罐及设备冲洗水、滤布洗涤水、脱硫废水与出水及更换喷丝板时的后处理。粘胶纤维生产废水主要含有酸、锌离子和少量有机物。

粘胶纤维生产混合废水中的特征污染物是硫酸、硫化物、锌盐和纤维素。其中硫酸、硫化物(主要是H2S、CS2等)锌盐主要以硫酸锌和纤维素磺酸锌形式存在：纤维素主要是碱性废水和酸性废水中的粘胶纤维素混合后酸沉产生的。

粘胶纤维生产中的老化、发黄过程中会有CS2、H2S等废气的产生和泄漏会造成废气污染，并可能引起安全问题。

粘胶纤维生产会使用大量蒸汽，锅炉会排放大量燃料燃烧产生的烟气。