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复合纤维
Composite / Conjugate Fiber
复合纤维
| 定义 | 同一根纤维横截面上存在两种及以上聚合物的纤维 |
| 主要类型 | 并列型(side-by-side)、皮芯型(sheath-core)、海岛型、橘瓣/分裂型、多层型 |
| 核心用途 | 自卷曲弹性、热粘合(低熔点皮)、超细化、导电/阻燃等功能 |
| 代表产品 | ES 纤维(PE/PP 皮芯)、T400(PET/PTT 并列)、海岛丝 |
| 关键 | 两组分的热收缩/溶胀/溶解性差异是产生功能的根源 |
由两种或以上聚合物在同一根纤维内按特定几何分布组成的纤维,可组合各组分优点或产生自卷曲、超细化等特殊效果。
五种基本结构
- 并列型(Side-by-side, S/S):两种聚合物各占一半、沿轴向并排。利用两者热收缩差异 → 热处理后产生永久的三维螺旋卷曲(自卷曲),赋予弹性。代表:PET/PTT(T400)、PP/PE。
- 皮芯型(Sheath-core):一种聚合物(皮)完全包覆另一种(芯)。利用皮层低熔点 → 热粘合(热风/热轧非织造);或芯层提供强力、皮层提供功能(如导电、阻燃、亲水)。代表:ES 纤维(PE 皮/PP 芯)。
- 偏心皮芯型(Eccentric core):芯不在中心 → 热处理后也能产生卷曲(弹性丝的一种)。
- 海岛型(Sea-island):见"海岛纤维"条目 → 溶除海组分得超细纤维。
- 橘瓣/分裂型(Segmented pie / Splittable):两种聚合物呈橘瓣状交替排列,机械或热处理后剥离分裂成多根超细纤维。代表:16 瓣、32 瓣涤锦复合(桃皮绒、擦拭布)。
自卷曲弹性的原理
- 并列型复合纤维(如 PET/PTT)中,两组分的热收缩率不同(PTT 收缩大于 PET)。
- 热处理(松弛状态)时,收缩大的一侧收缩更多 → 纤维向收缩大的一侧弯曲 → 形成螺旋卷曲。
- 这种卷曲是"永久"的(在不超过热处理温度下稳定),赋予纤维良好的弹性回复(类似羊毛的天然卷曲)。
- 对比:普通涤纶靠"假捻变形"产生卷曲(机械卷曲,弹性有限);并列复合是"化学卷曲"(分子层面的,弹性更好、更持久)。
- T400(PET/PTT 并列复合)是典型产品:弹性回复优于普通弹力丝,且耐氯、耐热、价格低于氨纶。
低熔点热粘合纤维
- 皮芯型复合纤维中,皮层为低熔点聚合物(PE 熔点约 130 ℃、COPET 约 110~180 ℃),芯层为高熔点(PP 约 165 ℃、PET 约 260 ℃)。
- 非织造布经热风或热轧时,温度介于两者之间:皮层熔融而芯层不熔 → 纤维在交叉点相互粘合,形成非织造布,同时保持纤维形态与强力。
- 代表:ES 纤维(PE 皮 / PP 芯),是热风非织造(纸尿裤、卫生巾表层)的核心原料。
- 优点:无需化学粘合剂,产品柔软、蓬松、卫生、环保。
- 类似原理也用于热熔衬(粘合衬)与热粘合絮片。
功能性复合
- 导电纤维:芯层为炭黑/金属化合物导电母粒,皮层为常规聚合物(保护芯层)→ 抗静电纤维。
- 阻燃纤维:芯层含阻燃剂,皮层为常规聚合物 → 阻燃持久、手感好、不析出。
- 亲水纤维:皮层为亲水改性聚酯或添加亲水剂 → 改善涤纶的吸湿性。
- 易染纤维:皮层为阳离子可染聚酯(CDP)→ 可用阳离子染料常压染色。
- 抗菌、远红外、蓄热调温(相变材料 PCM 芯层)等功能也常用皮芯结构实现。
相关词条
- 海岛纤维(fib-sea-island)
- 超细纤维(fib-microfiber)
- 双组分复合弹性纤维(fib-bicomponent-elastic)
- 熔融纺丝(fib-melt-spinning)
- 异形截面纤维(fib-profiled-fiber)