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导热油氧化反应与氮气覆盖密封保护措施研究

汪琦，张慧芬，俞红啸，汪育佑

（上海热油炉设计开发中心 上海 200042）

摘 要：讨论了导热油在循环供热系统运行过程中发生氧化反应的机理，介绍了导热油氧化后

会导致传热恶化和引发安全事故，研究了敞开式与封闭式导热油液相循环系统的组成及特点，分析

了采用氮气覆盖密封保护系统不仅可以使高位膨胀槽内导热油与空气隔离、防止导热油发生氧化、

还能够延长导热油使用寿命，总结了导热油在使用过程中的安全保护措施。

关键词：导热油；氧化反应；封闭式系统；高位膨胀槽；氮气覆盖密封；安全保护措施

一、前言

染整行业中的热定型工艺是将织物在适当的

张力下保持一定尺寸，并且在一定温度下加热一

段时间，然后迅速冷却的加工过程。热定型整理

可以消除织物上已有的褶痕，提高织物的尺寸稳

定性，使其不易产生难以除去的折痕，并能改善

织物的起毛起球性和表面平整性，对织物的强力、

手感和染色性能也有一定的影响。

热定型过程可以划分为四个阶段：

加热阶段：干态或湿态织物进入热定型机中，

织物表面加热到定型温度。

热平衡阶段：热能透入纤维中，使纤维表面

和纤维内部达到相同的定型温度。

转变及分子调整阶段：纤维处在应力作用下，

当定型温度到达之后，纤维结构中的较弱次价交

键即被破坏，纤维分子链重新取向排列。

冷却阶段：织物离开拉幅定型机之前进行快

速冷却，于是织物的形状就按照纤维分子新的排

列状态固定下来。

由于使用导热油炉的加热温度较高，导热油

出口温度一般都在 250℃以上，具有低压高温的特

性；因此，拉幅定型机的供热源可以采用导热油

炉循环加热系统进行供热。而热定型机的温度主

要指烘房温度、布面温度以及脱铗布面温度。织

物经过高温定形出烘房后，需要以适当的冷却速

率对织物进行冷却使分子链的结构和形态迅速稳

定下来，这样其定型效果才能持久。

二、导热油的氧化反应

导热油与空气中的氧气接触时会发生氧化反

应，氧化的结果是生成有机酸、缩聚成胶泥、形

成胶质，它们的化学成分很复杂，且其性质很不

稳定，受热时极易发生变化，同时也会继续被氧

化生成不同性质的其他物质。这些氧化物使导热

油的粘度增加，有机酸则会对炉管及金属设备造

成腐蚀[1]。

导热油的氧化速度与温度有关，在温度为 100℃

以下，导热油与空气接触发生氧化不明显；而当

导热油温度达到 200℃以上，导热油与空气接触发

生氧化就会以较高的速度进行。导热油作为传热

介质长期工作在高温条件下，从而使得高温环境

下的导热油与空气接触时，其氧化反应速度比在

常温下氧化高出数十倍甚至上百倍。

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敞开式导热油循环供热系统中的敞开式高位

膨胀槽正好是一个具备高温、空气、导热油等三

个快速氧化基本条件的环境，这就是导热油极其

容易在敞开式高位膨胀槽内发生快速氧化和变质

的原因。而循环供热系统中的操作条件不稳定造

成的导热油工作温度上下波动，则是推动导热油

加速氧化的催化剂。

特别是在间歇式操作的热定机烘房内的供热

系统中、或者是供热系统的使用热负荷及其操作

温度频率变化的导热油循环系统中，由于敞开式

高位膨胀槽内的导热油液位会随着供热系统中导

热油操作温度的波动而发生大幅波动，从而使得

敞开式高位膨胀槽内的导热油温度相较于其他具

有稳定供热负荷的循环系统温度更高，并且还会

造成敞开式高位膨胀槽的内部空气与外部空气频

繁流动，空气和导热油的搅动接触更加剧烈，导

热油与空气中的氧气接触时发生氧化反应更加快，

导热油的氧化后果就越发严重[2]。

在导热油液相循环供热系统运行过程中，所

使用的导热油与空气或具有氧化作用的物质接触、

且发生氧化反应的情况。氧化会导致导热油的化

学性质发生变化，使导热油变质劣化、且形成氧

化产物。由于氧化产物具有更低的热稳定性，使

其黏度、中和值、闪点、自燃点、导热系数等物

性参数均不相同，故会导致传热恶化和引发安全

事故。导热油温度越高，与空气接触的机会越多，

接触时间越长，导热油被氧化的速度也会越快，

氧化所导致的危害性也就越大。

因此，最高允许使用温度为 300℃以上的导热

油，由于在操作条件下其工作温度较高，容易导

致高位膨胀槽内导热油的氧化后果非常严重，故

不应该在敞开式液相循环供热系统中使用，而应

该采用封闭式导热油液相循环系统。

三、封闭式导热油液相循环供热系统

导热油液相循环供热系统是将导热油炉的进

油口与循环油泵出油口紧密相连，因此，导热油

炉本体的工作压力较高，通常是整个循环系统导

热油压力最高的区段，而循环供热系统中的热定

型机烘房内的导热油工作压力比较低。由于液相

循环供热系统中的管道网路回油是经过循环油泵

吸入加压后，被输送进入导热油炉本体中加热升

温的；所以，循环油泵的工作温度较低。油气分

离器布置在整个循环回路中的导热油压力最低区

域，并通过循环系统的膨胀管与高位膨胀槽相通。

因此，高位膨胀槽的功能除了吸收导热油受热膨

胀量、补充导热油以外，还能够起到循环系统内

导热油的定压作用。

过滤器通常紧接在循环油泵的入口处，以便

过滤去除导热油在高温条件下形成的聚合物和残

渣[3]。封闭式液相循环供热系统则是配置了氮气密

封罐，并应当与高位膨胀槽互相连通，其作用是

阻止高位膨胀槽内的导热油与空气接触，防止导

热油接触空气后发生快速氧化和变质劣化。对于

封闭式高位膨胀槽，应在低位储油槽上安装安全

排放阀；如果导热油炉与循环系统可以断开，则

应在循环系统和高位膨胀槽上均应装安全排放装

置。封闭式高位膨胀槽上除安装安全阀外，还应

安装压力表。

选用高位膨胀槽型号时，必须注意高位膨胀

槽的膨胀容积，根据热定型机烘房内的导热油管

道系统总的用油量进行测算，计算出循环供热系

统用油总量的最大油膨胀量，按照循环系统用油

总量的 1.3 倍左右选用高位膨胀槽的容积，以保证

高位膨胀槽有足够的膨胀容量来容纳循环系统用

油量的热油膨胀量，不会让膨胀油量溢出高位膨

胀槽，从而造成导热油浪费或引起安全事故，进

而保证导热油炉和热定型机的安全运行。

在考虑采取多台导热油炉合用一台高位膨胀

槽时，应注意防止高位膨胀槽与各台导热油炉相

连接膨胀管的结构和位置是否合理，以避免由于

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各台导热油炉的热油温度不同而导致将膨胀管变

为循环管。另外，还需要注意使用多台导热油炉

同时运行时，合用一台高位膨胀槽内的导热油温

度上升过高，将会引起导热油过快地氧化变质，

使导热油的传热性能变得更差。

四、氮气覆盖密封保护系统

任何一种型号的导热油在加热升温的情况下

都会发生分解，分解出来的低沸点组份和高沸点

组份。如果导热油在长期过热后发生深度分解，

则会生成碳粒而结焦。导热油分解出的低沸点组

份以气体形式从高位膨胀槽的放空管排出，分解

出的高佛点组份则会使导热油粘度增加。导热油

的热分解速度是与导热油的加热温度成正比，而

当导热油的加热温度超过一定的温度限度之后，

则导热油的热分解速度也会成倍增长。

导热油供热循环系统可分为敞开式循环系统

和封闭式循环系统，敞开式循环系统是指与大气

相通的导热油供热系统，敞开式循环系统中至少

应该有一处与大气直接相通。封闭式循环系统是

表示与大气相互隔离的导热油供热系统，封闭式

循环系统或是采用惰性气体（氮气）覆盖，或是

采用液封装置与大气相互隔离。与敞开式循环系

统相比，封闭式循环系统减小了直接向外部环境

泄漏导热油的概率，提高了封闭式循环系统的安

全性，并且有效地降低了封闭式循环系统内高温

导热油发生氧化的可能性。

对于具有挥发性、或有毒、易燃和危害环境

安全的有机热载体，应当在封闭式循环系统中使

用，以减少由于有机热载体排放和泄漏所导致的

人身安全和环境危害事故[4]。另外，选择敞开式循

环系统或封闭式循环系统，还应当考虑所选用导

热油的特性及其工作温度。因为导热油的氧化安

定性和循环供热系统的工作温度决定其在操作条

件下发生氧化变质的可能性大小以及氧化反应速

度。

实际上无论何种型号的导热油，在循环供热

系统的操作条件下利用导热油具有的氧化安定性

抵抗氧化反应，其实际作用都是非常有限的，尤

其是在导热油工作温度较高（超过 320℃）、且与

空气直接接触的敞开式高位膨胀槽内。而绝大多

数敞开式循环系统中使用的导热油是由于发生了

氧化问题才大大缩短了其使用寿命，与那些封闭

式循环系统中使用导热油的使用效果相比，敞开

式循环系统中运行的导热油使用寿命仅仅是封闭

式循环系统中运行的导热油使用寿命的 1/2 或 1/3。

在导热油循环供热系统设计开发中，将间歇

操作方式和操作条件频繁变化的循环系统、以及

使用导热油数量较大的供热系统设计成封闭式循

环系统，除了考虑系统本身操作安全方面的因素

外，还因为其循环系统操作方式和操作条件更加

容易导致导热油发生氧化，并使得在役使用的导

热油质量在短期时间内快速变质劣化，从而会造

成油品的资源浪费，使得生产加工企业产生较大

的经济损失。

所以，应该将此类循环系统设计成封闭式循

环系统，这样从保证安全生产、降低操作成本或

是节约资源的角度来考虑，采用封闭式循环系统

都是一种最佳设计选择和有效预防的安全保护措

施。

五、导热油的安全保护措施

导热油炉的出口热油温度不等于导热油的最

高温度，这是因为导热油在炉管受热面内流动时，

附着在炉管金属表面有一层油膜，这层油膜处于

层流状态，依靠传导传热。炉管内导热油的流动

速度越快、油膜层的厚度越薄、传热效果也就越

好。炉子内导热油的最高温度应该是这层油膜的

温度，称之为最高液膜温度，该油膜温度接近于

炉管受热面的金属壁温，它比炉管中心流动的导

热油温度要高出 20℃～50℃。

而在导热油炉开始点火升温时[5]，因为导热油

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的温度低、粘度大、流速低、油膜较厚，所以必

须严格控制升温速度，以免局部过热而发生超温。

因此，在导热油炉使用过程中为了防止油膜温度

过高，应该注意不要发生超温现象。

当热定型机的烘房温度上不去时、导热油供

热量不足时，不能盲目采用提高导热油炉出口热

油温度的办法，而是要先查明热定型机烘房内导

热油散热器的供热量不足原因；当导热油炉的出

口热油温度超过了预定温度、超温警报装置发出

报警信号时，应该及时降低导热油出口温度。当

热定型机烘房的用热量减少或者暂时停用时，要

打开导热油循环系统的旁路阀门，以维持导热油

炉内一定量的导热油循环流量、流速，同时迅速

调整降低燃料的燃烧量、降低炉膛内的温度，从

而防止导热油出现过热超温事故。

在导热油炉使用过程中要维持高位膨胀槽内

的液位，隔绝高温导热油直接与空气接触，避免

导热油的高温氧化。高位膨胀槽内最好采用充填

氮气覆盖密封保护措施。若是无充填氮气保护的

高位膨胀槽内可以维持一定液位，膨胀管与膨胀

槽的外表面不要进行保温；另外，在夏天要求避

免太阳光直接辐射到高位膨胀槽体上，其目的就

是要防止高位膨胀槽内的导热油温度不要超过

70℃。

导热油应该采取定期抽样化验，及时更换、

更新，因为导热油一旦开始变质劣化，就会引起

恶性循环，导热油的粘度越大、流速越低、传热

越恶化、油温越高、热分解越加剧。所以，导热

油应该定期检测。

导热油在使用过程中由于发生热分解，使轻

馏分以气相形式排出；另外，导热油在使用过程

中也有自然损耗，因此需要定期补充新的导热油[6]。

补充新的导热油应注意采用同一厂家生产的同一

牌号产品，而且在使用前最好能抽样化验认可，

以避免不同牌号导热油的混用现象发生。

六、结束语

合成纤维在纺丝成形中热处理时间短，存在

内应力。在织造和染整加工中，又受到拉伸和扭

曲等机械力的反复作用，使织物的线圈几何形状

和幅宽有所变化，因而产生变形和收缩，影响到

产品的质量。热定型的目的主要是使织物在张力

作用下加热至所需温度，使纤维分子链段的热运

动加剧，从而分子重新组合、排列，内应力达到

相对稳定。

因此，热定型加工可以提高织物的尺寸稳定

性，增强抗皱性能，同时对织物的强力、手感、

抗起毛起球和表面平整等性能也有一定的改善和

改变。热定型是后整理的主要工序，织物通过热

定型机的机械作用以及化学试剂的防缩、增软、

增硬等作用，使织物达到一定的缩水、密度、手

感，并能达到门幅整齐划一、线条平整、纹路清

晰的外观效果。

导热油一般在 200℃～330℃温度范围内使用，

由于其具有使用温度范围宽、操作压力低、温控

精度高、对设备无腐蚀等优点；所以，导热油成

为印染行业中热定型机常用的传热介质。而导热

油的氧化与供热循环系统的运行温度有直接关系，

导热油在 60℃以下时，氧化反应非常缓慢，但在

60℃以上时，氧化反应速度逐渐加快，温度每升

高 10℃氧化速率约增加一倍。

导热油的使用温度越高，与空气或具有氧化

作用的物质接触机会越多、接触时间越长，则导

热油的氧化速度越快，并且还极大缩短了导热油

的使用寿命。而导热油发生氧化反应的部位主要

在高位膨胀槽内；因而防止导热油发生氧化的最

有效方法是在高位膨胀槽内采用惰性气体（氮气

覆盖密封）使导热油与空气相互隔离。

因此，采用氮气覆盖密封保护系统不仅可以

使高位膨胀槽内导热油与空气有效隔离、防止导

热油发生氧化，还能够延长导热油的使用寿命，

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并且还可以杜绝导热油使用过程中在高位膨胀槽

内产生的喷油、泄漏、着火等安全问题。

在导热油炉开车调试及导热油循环供热系统

升温操作时，导热油温度根据升温曲线缓慢升至

260℃时，导热油脱除挥发性轻组份结束，此时开

启氮气覆盖密封保护装置。使用氮气覆盖密封保

护系统时，从加入氮气接口向高位膨胀槽充入氮

气，调整氮气减压阀和泄压阀，控制氮气密封压

力，如果氮气覆盖密封保护系统的压力突然升高

时，除了采用手工放空外，还可采取安全阀自动

开启泄压。

参考文献：

[1]汪琦,张慧芬,俞红啸等. 预防导热油变质劣化的智能监

测系统研究[J].上海节能,2020,No.9(第 9 期):1010-1014.

[2]汪琦,俞红啸,张慧芬等. 导热油炉循环供热系统与导热

油使用运行研究[J].上海化工,2018,43(4):30-33.

[3]汪琦,张慧芬,俞红啸等. 导热油循环供热系统在热定型

机中的应用[J].染整技术,2020,42(5):25-31.

[4]汪琦,俞红啸,张慧芬等. 导热油炉和供热系统的泄漏原

因及处置方法[J].工业炉,2017,39(3):39-41.

[5]汪琦,俞红啸,张慧芬等.导热油炉开车调试和升温操作

[J]. 上海化工,2015,40(12):14-16.

[6]汪琦,张慧芬,俞红啸等. 导热油炉补充添加导热油混合

方法及注意事项[A].第十三届广东纺织助剂行业协会年会

论文集[C].广东佛山,2021 年 9 月:347-353.

作者简介：

汪琦，硕士，高级工程师，长期从事热载体

加热技术、新能源技术、节能减排技术、热油炉、

热风炉、热水炉、熔盐炉、道生炉、联苯炉、焚

烧炉、生物质气化炉的设计研究开发工作。

手 机：13311629783 13817605032

邮 箱：13817605032@163.com

地 址：上海市长宁支路 237 弄 1 号 504 室

上海热油炉设计开发中心

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梭织印染液碱控制途径与技巧

邹腊牙

（江西恩达集团科技有限公司 江西分宜 200336）

摘 要：染化料、助剂、液碱是染整过程化学处理中三大重要药剂，在梭织物加工过程中液碱

的使用更为常用，其在“成本、质量与环保”上影响举足轻重。鉴于液碱管控的重要性，经梳理、

总结过去的生产经历，从物资管理开始，到生产使用与回用降耗，把液碱合理的使用进行相应阐述。

关键词：梭织印染；液碱；物资管理；生产管控；丝光设备

前 言

液碱科学合理的使用，并把它控制到极致是

件非常不容易的事，看似平凡实为不简单，多数

企业有管控，但忽略的也不少，把它形成完整的

体系链，连贯运作并取得好成绩往往却很难。因

为成功不但要有高分数的一次成功率外，还需要

围绕液碱使用特性，为管理创造条件，并严格执

行相应的制度与控制技巧，加之持之以恒，才有

机会成功。

1． 物资管理

1.1 物资采购

采购原则是在保障交期、数量与质量基础上

采购到最合适价格产品，采购过程中注意规范采

购流程与操作，搜集市场情报与了解生产中使用

情况，提供可代替或备用的供应商等。投资人更

要懂得管控好物资采购的利益链，往往保障大宗

原材料价格、质量、数量就是从这开始，实现后

序可持续发展。切断或最大限度地降低采购的利

益链是源头管控， 进行强有力科学考核只是管理

上的工具。

1.2 物资检测

物资的安全检测是保障重量与质量重要管理

工具，重量过磅检测主要采用仓管员、保安与送

货员三者相互磅单，现场监督。质量检测由工厂

化验室派专人负责仓管员协同完成。

1.3 安全存储

液碱的安全存储包括采购浓碱与回收过来的

淡碱，原则上它们的温度是常温，且浓度保持恒

定（包括淡碱），这样即能保证后面生产上工艺的

稳定与容易简单操作，又能在最小操作成本条件

下保证淡碱温度上的常温与浓度上的恒定。

淡碱回收池必须储存量要大，并安装在地下，

淡碱回收时温度高且浓度也不稳定，经过抽送到

地下储存的上百吨或几百吨的大池子，温度经过

时间冷却与地下凉/湿气、还有原有存储的大面积

常温淡碱中和温度自然下降。抽送过去回收淡碱

融入大面积浓度恒定淡碱当中，如同一滴水融入

汪洋大海，对原有的淡碱浓度几乎不会起变化。

所以，远远好过安装在地面上的小储存池，

浓度随机台工艺变化而变化极不稳定，忽高忽低，

淡碱回收温度也超高、难下降，不利于染色机中

车与前处理冷堆机化料所需工艺温度与浓度。

2．生产管控

2.1 工艺制定

采购液碱与回收淡碱在梭织企业主要用在前

处理与染色车间，其中前处理占绝大部分，特别

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是丝光机。液碱工艺制定根据品种规格、颜色深

浅与服用性能来决定，特别要注重染色“重现性”，

工艺不能随意更改，一些浅色、白色或要求不高，

客户不要求光泽的可降低浓度或不丝光，一些特

殊纤维面料（如：棉莫代尔、莫代尔、棉天丝、

纯天丝、棉人棉、棉人棉弹等）可轻丝光、假丝

光、一个料槽半丝光或汽蒸箱碱蒸等，目的保证

工艺前提下把液碱作用充分发挥到极致。

2.1.1 淡碱回收储备池安装“地下、池大、过

滤”，确保干净（少花毛）、常温、浓度稳定。

2.1.2 生产所需液碱工艺浓度原则上 100%充

分利用淡碱调配，不用清水调配，节约浓碱，减

轻排污。

2.1.3 浓碱采购选购高浓度来调配（如 40～

42%），少采购或不采购相对较低的（如 30～32%），

避免淡碱兑不完直接排放，目的是多回收多利用

淡碱，节约浓碱减少环保压力。

2.1.4 工艺根据品种规格与颜色深浅制定，计

划安排尽量同工艺、同品种、同安排，计划少调

整、少变动；尽量避免少停机台、少换品种、少

换工艺，为生产一次成功率创造条件。

2.2 丝光操作

合理使用液碱与淡碱回收主要在丝光机，原

则上料槽内充分浸透，轧辊挤压干净少带碱进链

铗，布铗上尽淋尽吸最大限度地吸尽碱液（老设

备车速在 80 米/分以下，使用五冲五吸，喷淋碱的

温度 80 度左右；新设备车数在 80 米/分以上，冲

洗碱的道数适量增加），后段水洗充分机台与淡碱

无花毛或少花毛。

2.2.1 丝光设备

配料用浓碱与淡碱，有条件的用自控配料系

统（配料），料槽浸碱充分，轧辊重力要大，轧辊

两边调压阀灵敏，胶辊弹性要好，与平整度齐挤

压才能干净，最大限度少带碱进冲淋。料槽二道

轧辊（特别是最后一道）重力不得少于 3 公斤甚

至更高，有条件的最好用重轧挤压干净，最大限

度少带碱进冲淋。轧辊弹性必须好且平整，左、

中、右轧余率公差控制在 5%以内边中好，异常及

时更换或修整。

2.2.2 淡碱淋吸

布铗上的淋吸或直辊水洗必需保证最大限度

地能喷与能吸，花毛一定过滤干净，同时淡碱温

度也要保证在 70～80 度左右，布面少带碱进入后

段水洗。

2.2.3 后段水洗

半制品经浸碱链铗或直辊扩幅后进入水洗去

碱处理（各水洗喷淋全部加热利于去碱），洗水根

据方法不同一般分为三段进行即：出链铗直辊洗

水槽加前面两个蒸汽箱为一段，直辊洗水槽与出

链铗第一轧车喷淋直接用后面水洗箱热回用水，

此段淡碱经过滤抽送到储存备池。

注意：为加强水洗（特别是难洗浓度高的厚

织物）两个大的汽蒸箱水洗保持 90 度左右外，上

面加开点蒸汽。其他水洗箱喷淋用清水加蒸汽（热

喷淋有利于去碱）不能用回收淡碱，中和槽加酸

看工艺制定，不升温原则上保持常温即可，化料

设备有自控最好，若手动，化料一定不能直接用

浓酸追加，需料缸化好需要工艺浓度料再追加（容

易化料准确）。

2.2.4 丝光技巧

传统的丝光工艺原则上都是前后两个料槽几

乎相同的浓度，随着新的面料不断创新，对丝光

的要求越来越高，不再单纯的光泽、增深、去皱、

尺寸稳定，有些功能要增加，有些却要减少或去

除，很多新品种能否试验成功，很大程度取决于

品种能否丝光成功，所以，对丝光工艺与方法要

做出调整，适应新品种的服用性。

日本在面料的研发创新上很前卫，记得 2012

年公司派我们去日本学习 3 个多月时间，并诚邀

日本专家来工厂指导大半年；2013 年公司开始研

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发新品种，为迎合新品种服用性推出了特轻丝光、

假丝光、一个料槽半丝光等，特别是 2013 年中旬

试验成功棉莫代尔与其他新品种轻丝光，后期单

单这个品种 3000 万米/年产量。其实无论怎样变都

离不开它的工艺原理，熟悉掌握它们的属性找寻

规律，经生产小样调试、大样跟踪、大货试生产

到最后批量正常生产。

2.2.4.1 传统丝光原则上前后料槽碱浓度相差

不大，前面略低一点点。

2.2.4.2 在一定浓度下碱与纤维作用成正比，

浓度越高作用越大，浓度越低作用越小。

2.2.4.3 纤维遇碱收缩、溶胀、强力下降，特

别是一些特殊面料与纱支细布身薄的。

2.2.4.4 干布与湿布丝光存在着湿布转换成干

布的转换率过程，前后料槽浓度相差过大也可以

用转换率来解释。

2.2.4.5 碱在一定时间内与纤维作用时间成正

比，这只是大概念，有些透性吸水性好的或其他

特性纤维品种有差异。

2.2.4.6 丝光工艺制定一般品种多数按传统方

式，其他特殊品种、面料或易断又需幅完根据上

述碱与纤维属性制定出相应的工艺。例如：有些

多次丝光或本身密度高造成布身硬或色布复丝光，

由于碱浓度高纱支收缩造成第一料槽导辊起皱过

不去，把第一料槽碱浓度换成低浓度就好了；有

些色布拉幅时下机布面保持 6～7 成干（料槽浓度

不变，也就是半干丝光）；有些面料（如棉莫代尔、

天丝类等）湿强力特别差，遇碱溶胀，第一料槽

换成清水，第二料槽换成浓度低的淡碱，再经其

他方面努力也可能成功过。

2.3 淡碱回收

淡碱回收方式原则上采用直接回收，不做其

他方式处理（如淡碱蒸浓设备投资高，蒸汽用量

大，成本太高不划算），成本节约回收了水和碱。

淡碱回收采用“浓度分离法”，也就是根据淡碱浓

度高低分两类进行回收，如丝光机链铗段与皂洗

段浓度偏高的过滤花毛后，抽送到淡碱罐储存，

经温度冷却与浓度自动调均稳定后回用；后段水

洗浓度很低，直接抽送给煮漂中当回收水用，不

用经储存后使用。

2.4 淡碱过滤

纤维经生产过程中摩擦、水洗、机械作用、

药剂处理、烧毛等方式脱落悬浮于液体中或沾在

设备表面形成花毛或污迹，然后经生产沾附于布

面造成染色或印花时形成色点、色花等布面疵点。

花毛更多会堵塞设备造成生产不正常，印染企业

花毛过滤应当一件非常重要的事来抓，花毛过滤

看似简单，实际做好十分繁锁，往往不容易让人

重视，应道道工序应常抓不懈，设备厂商推出的

过滤设备品种繁多效果参差不齐，综合原因：

（1）布面的干净才能生产出干净的产品，设

备的清洁与花毛的过滤是布面干净主要途径，自

控过滤花毛设备很多参差不齐效果不一，无论是

再好的自控花毛过滤系统都离不开人的管理。

（2）纤维由于机械作用、药剂处理、烧毛等

方式脱落悬浮于液体中或沾在机台上，需要清洁

与过滤才能干净。花毛由于轻、细、密，且悬浮

于液体与空气中，随空气与液体流动移动沾附于

布面，安装细小密集的过滤网，即使更密、更细

小的过滤网，时间长些或水流量压力大些花毛通

过，给过滤带来非常大的困难。

2.4.1 影响过滤几大因素

2.4. 1 设备过脏、清洁不到位、机台残留花毛

过多，特别是毛灰过多部位，如烧毛机、大蒸箱

内部、直辊槽内与丝光链铗下面的回收池都是重

点清洁与过滤对象。

2.4. 2 过滤时不管是自动过滤设备还是工厂

自加工安装，过滤网尽量要密，且平放安装，水

流量压力不要过大，花毛会随液体流向下工序，

起不到过滤效果。过滤池过滤网安装时尽量不要

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垂直安装，因为垂直安装清洁时就要直拔，直拔

就会因重力花毛脱落水池中，随水流到下工序，

未起到过滤效果，这些细节往往很容易忽略。各

水洗箱轧车与丝光机链铗喷淋管下面都要平放，

加装过滤网。

2.4. 3 花毛过滤与机台清洁生产应按一件非

常任务工作去完全，只有布面干干净净，生产才

能顺顺畅畅。

3．小结

3.1 企业物资采购利益链会损失到原材料进

货价格，更多是会直接影响到进货品质与难采购

到满足于生产所需合适的加工产品。

3.2 液碱管控中淡碱回收池的安装在“地下并

做大”，是保证浓度稳定与降到常温是最佳方法，

真正做到了一劳永逸。

3.3 面料新产品不断涌出，针对面料的服用性

给丝光带来挑战与机遇，轻丝光工艺不断研发。

3.4 过分相信自控设备中“所谓自控”，忽略

任何设备都需要人去管控与维护，况且有些设备

在设计时并不合理。

3.5 花毛过滤看似简单，实为十分复杂繁锁，

需要重视道道工序常抓不懈，产前准备做足做全，

事无具细。

作者简介：

邹腊牙，染整工程师，1973 年出生于江西，

二十多年印染知名大企业生产计划/质量/成本管

控体系与薪酬管理体系设计与管理经历。在工作

过程中为服务过企业赢得卓越的成绩，如：2010

年荣获上海市节能技改委员会颁发的含金量极高

荣誉奖章；2011 年荣获青岛市清洁生产委员会颁

发的荣誉奖章等，特别是在组建与管理成本管控

体系方面取得很好成绩。

同时，近几年根据多年生产一线亲身经历编

写四篇论文在国内知名印染杂志发表如：《边中色

差的预防与控制》；《印染成本控制途径与方法》；

《印染企业薪酬体系的有效管理》；《“空降”高管

于印染团队的快速融入与管理心得》。帮助过国内

多家知名企业组建与完善质量/成本管控与薪酬管

理体系等。

寻求合作：为了“信仰与热爱”寻求更合适

自己的企业合作，来实现人生目标。如直接参与

或协助管理企业；或组建各类管理体系等，有诚

意合作意向欢迎联系！

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邮 箱：zoulaya@126.com

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分散染料节能减排应用技术实践（二）

彭志忠

（广东佛山市敬展纺织材料有限公司 广东佛山 528216）

摘 要：印染行业推进节能减排清洁生产，向技术密集资源节约、环境友好型产业发展，要采

用技术先进节能环保的新工艺、新流程设备，以及有效工厂管理；以实现了清洁印染生产、污水污

泥等零排放，提高企业的经济与社会效益。本文对涤纶分散染料染整的现状进行了概述，分析了新

时代分散染料节能减排染整技术及发展，对于我国纺织染整企业技术发展和竞争力的提升，具有非

常重要的现实意义。

关键词：节能减排；分散染料染色/印花；涤纶织物；低温染色；碱性染色；免蒸水洗染色/印

花

（本文内容续上篇，详见 5 月杂志„„）

3．载体染色法/低温染色工艺

涤纶对染色条件要求较高，需采用高温高压

法（125～135℃温度）或热熔法（190～220℃温

度）染色，高温染色不仅浪费能源、增加成本，

同时给涤纶及混纺纤维的染色带来技术上的困难

及不利因素等负面影响。

载体染色法，它利用载体对涤纶中的苯环与

染料分子中的芳核间有较大分子间引力，涤纶能

吸附简单的烃类、酚类等；由于载体与涤纶之间

的相互作用，使涤纶分子结构松弛，提高纤维的

膨化程度，使得纤维空隙增大，染料分子易进入

纤维内部，使运动着的染料分子迅速进入纤维空

隙区域，提高了染料分子的扩散率，促使染料与

纤维结合，而显著加快分散染料的上染，从而实

现了降低染色温度，甚至常压设备条件下完成涤

纶纤维分散染料染色，降低能耗节省成本。

降低温度（载体）染色工艺可解决不适应高

温高压或高温热熔染色的涤纶混纺（交织）织物

染色问题，可友好实现涤毛、涤纶拉架、涤棉或

涤腈等混纺（交织物）的不同染料的同浴一步法

染色进行；早期常用载体有邻苯基苯酚、联苯、

水杨酸甲酯等，由于大都具有一定的毒性成分，

对人体及生态环境存有害，目前已不宜采用；而

应当选用的载体（膨胀剂）不含 APEO 及溶剂等

属于绿色环保型产品，符合欧盟 REACH 法则的

SVHC，满足危险化学物质零排放（ZDHC）中纺

织服装用到的化学品，其生产限用物质清单MRSL

要求。

4．分散染料的碱性染色工艺

涤纶的染色通常采用分散染料在弱酸性条件

下进行，然而涤纶及涤/棉等混纺织物在染色前的

精练、涤纶织物碱减量，以及染色后的还原清洗

均在碱性条件下进行，如精练不匀不充分、精练

和碱减量后的水洗不充分，在酸性浴中染色时极

易引起染色不匀；由于染浴 pH 值的波动，会造成

染色色光的变化，易出现染色重现性差。

另外，在酸性浴中染色时往往会析出未洗净

的浆料、油剂、蜡质及涤纶的低聚物等形成焦油

斑、色斑等病疵；也沾污染色机内壁，造成染疵

或擦伤织物，若采取涤纶碱性浴染色，可克服以

上所述酸性染色法的不足之处，提高染色质量，

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有效解决低聚物的困扰难题，且可以减少精练和

碱减量后的水洗次数和时间；还可省略染色后的

还原清洗，减少了工序，缩短了涤纶织物染整加

工的总时间，从而可节省非常可观的水、电、汽

等能源成本，并提高了生产效率。

涤纶梭织物的浆料以化学浆为主，主要采用

碱或氧化剂退浆，分散染料在弱酸性条件下对涤

纶染色是一种常规染色方法，所以涤纶织物的前

处理和染色是两个分开的实验工序；在当前能源

短缺和环境污染日趋严重，节能环保、简化工艺

流程、降低成本已经成为现代染整行业研究和开

发的重点，是染整加工发展的必然趋势。将涤纶

及涤棉（涤粘）织物前处理和分散染料染色实行

一浴法工艺是一种能够缩短工艺流程，减少水洗

次数，降低生产成本，节约能源的有效途径。

耐碱型分散染料是近年来研究的热点，它为

涤纶碱性染色提供了可能；分散染料碱性染色工

艺，是选择耐碱较好的分散染料在碱性浴中对涤

纶纤维织物染色，碱性匀染剂对分散染料有一定

的缓染作用，在强碱（如烧碱 10g/L）条件下对分

散染料的移染与分散作用优异，可大大提升分散

染料强碱性条件下的匀染效果和强碱浴的移染修

复性。

从而将涤纶织物碱性退浆、除油、碱减量及

棉精练氧漂与分散染料染色同浴（一浴一步法）

同步完成，纯涤桃皮绒开纤染色两浴法工艺改变

为一浴一步法；能大大减少前处理染色疵病，色

光纯正，中浅色免还原清洗，深色还原清洗后色

牢度优，省时高效，节能减排。提高生产效率，

减少污水排放。

四、创新的分散染料节能减排印染技术

近年来一些高新技术也应用到聚酯纤维染色/

印花工艺上，如微波技术在聚酯纤维染色中的应

用，超声波技术在聚酯纤维染色中的应用，分散

染料超临界二氧化碳流体（非水介质）染色，以

及免水洗方法染色、免蒸水洗印花等。

1．无水染色的工艺实施

现行的染色生产技术，主要是沿袭了传统的

水相反应工艺，其实，有关无水染色体系是基于

下列的非水介质：（1）有机溶剂染色（溶剂染色）；

（2）液氨；（3）气相染色；（4）升华；（5）离子

液体；（6）超临界二氧化碳。需要指出的是，无

水染色体系中通常会含有一定水分的，这些水分

的主要原因是纤维的回潮率所致。表 2 列出了在

无水染色时可能带入的水量。

表 2 常规纤维的吸湿性百分比/%

纤维类别 棉 丝光棉 黏胶 亚麻 蚕丝 羊毛 锦纶 聚酯 腈纶 改性腈纶

吸湿率％ 7～8 12 12～14 12 10 14 4.1 0.4 1～2 0.5～1.0

从表 2 可看到，与合成纤维相比，天然纤维

带入到无水染色体系中的水含量更多；因此当天

然纤维用含离子基因的染料进行无水染色时，纤

维的吸湿量刚好是该染色系统中所需要的一些水。

国内外相关领域的专家和学者对无水（非水）

染色的研究从未停止过，但由于许多技术在理论

和实践应用方面的相互矛盾，以及对环境所产生

的污染和毒性，无水染色的经济成本等一系列问

题，致使无水染色工艺的产业化实施受到了相对

的限制和发展；综合以上六种无水染色工艺，目

前最有应用价值和发展前景的是超临界二氧化碳

染色技术即极性/非极性非水介质染色技术；在纱

线上染色加工已有印染企业应用的染色生产实例，

但在织物上加工如何做到染色的均匀控制，这需

要染色装备的研究开发和制造，目前染色生产产

业化推广和应用也有在完善与进行中。

2．涤纶纤维分散染料免水洗染色

涂料印染具有高效、节能、节水等优点，涂

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料印花是目前最适合国情的节能印花技术；免水

洗涂料印花属于少水工艺/无水相反应工艺。涤纶

织物染色通常采用分散染料热溶轧染法和高温高

压浸染法，染后需进行还原清洗，以去除织物表

面的浮色，提高染色织物的色牢度；还原清洗过

程不仅产生大量的染色废水和污染物质，增加排

污水体 COD 和 BOD 含量，而且后道的烘干过程

又增加了能源消耗；由于涤纶绒类针织物比较厚

重，水洗过程中能耗水耗更大，排污严重。

涤纶织物应用分散染料免水洗轧染工艺，企

业运用平幅连续轧染工艺进行了应用实践，针对

常规涤纶织物分散染料的染色和涂料染色方法的

不足，成功实现了分散染料加固法免水洗染色工

艺技术。

采用液体分散染料和能防止微细染料聚集，

并能提升上染性能的轧可匀助剂（分散剂）等处

方，用于涤纶厚重绒类针织物的连续热熔染色生

产；此法染色后织物无需还原清洗及水洗，染色

深度、色牢度均达到要求，手感较好。

免水蒸洗轧染以能防止微细染料聚集、并能

显著提升上染率的轧可匀助剂为基础，确定了新

型热熔染色法的染色处方及工艺，在保证涤纶绒

类针织物高色牢度（高摩擦色牢度、高水洗色牢

度）和高得色率的前提下，免除还原清洗及水洗

工序，并获得良好手感，达到高效、便捷和节水

节能的效果。

该技术结合分散染料的热溶染色和涂料染色

的优点，优化工艺条件，使分散染料主要通过自

身的亲和力与纤维结合，而少量的浮色则由加固

稳定在织物上，在保证涤纶织物色牢度（摩擦牢

度、水洗牢度）和得色量的前提下，免除还原清

洗工序，达到高效生产、节能减排的目的；涤纶

长丝面料创新免水洗工艺处方的应用，低施液、

均匀轧染，低张力烘燥、上染固色同步进行，工

艺时间由常规热熔的轧染 12 分钟降至 2 分钟，凸

显节能，利用免水洗新技术节水 90%以上。

3．分散染料免蒸化免水洗印花技术

用环保型免蒸洗印花浆通过技改探讨，以实

现分散染料印花后的免蒸免洗及色水、污水、污

泥的零排放理念，经历了从市场分散染料、免蒸

洗乳液、增稠剂复配后的印花织物蒸化后水洗无

色水、污水、污泥的直接印花；到液态色浆、免

蒸洗乳液、增稠剂复配后印花的免蒸化水洗污水

零排放的染料印花。

免蒸洗分散染料直接印花实现了印花污染零

排放，数码直喷免蒸洗浆料、分散染料数码喷印

免蒸洗工艺，则又是从根本上减少了人类对生态

资源的破坏，在印染助剂、操作人员、能源设备

等方面，尤其是对生态环境的贡献巨大；然而，

分散染料的免蒸洗直接印花或数码喷墨印花，都

离不开具有优良流变性、渗透性、可纺性的染料

载递剂。分散染料免蒸洗清洁印花体系是一个改

写分散染料印染历史的项目，也是引发的颠覆性

创新实例。

涤纶面料常规分散染料印花工艺流程：前处

理预定形→印花→预烘→高温常压蒸化（180℃温

度；7～8 分钟）/高温焙烘法（190～205℃温度）

→水洗、还原清洗→拉幅烘干→整理/定形→成品；

分散染料印花固色后清洗是洗去浮色、印花糊料

和助剂等，改善印花产品的色泽和色牢度等，但

是水洗所产生的色水、污水、废水都是印染企业

较难又必须处理的工业废水，否则，直接造成污

染生态、影响环境、破坏植被和危及污染地下水

资源等。

分散印花免蒸化水洗工艺实施可省去了常规

的蒸化和水洗/还原清洗等工序步骤，减少了承印

织物因水洗造成的瑕疵，避免了印染污水排出，

解决了分散染料印花色水、废水的排放问题，印

花产品色泽亮丽及各项牢度指标优良，解决了传

统（常规）分散染料印花存在的弊端。

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创新的分散印花免蒸化水洗印花工艺流程删

去了印花后的蒸化固色，以及印花后的还原清洗/

防沾皂洗，热固新工艺变成了焙烘、上染、固色

同步进行；分散染料的印花免水洗比染色免水洗

工艺难度更大，关键点在于：（1）印花糊料的去

除；（2）针织物平幅烘燥、上染、固色的易变形。

印花糊料是染料的载体，它除了要求具有良

好的机印性能和印制效果以外，还要求具有较低

的固含量，烘干后糊料在织物上的残余量极少，

对手感不应造成太大影响，皂洗原样变化达标；

由于针织物纤维组织结构疏松，吸（带）浆量增

多，染料色浆易渗化造成花型轮廓模糊，为提高

色浆的抱水性和改善织物的柔软度，在印花色浆

中应采用新型复合糊料，以阻止水分向外扩散，

而且渗入到织物中后可降低纤维大分子间的摩擦

阻力，使纤维易于滑动；涤纶针织/梭织物分散染

料印花免蒸化免水洗是在创新的新式烘房里完成，

从而快速干燥、上染、固色同步进行。

4．分散染料热转移印花技术

热转移印花利用分散染料的升华特性，使用

分子量为 250～400、颗粒直径为 0.2～2.0 微米的

分散染料与水溶性载体、油溶性树脂制成油墨，

用热转印油墨印刷到特定的转印纸上，再通过高

温高压把图案从转移纸转印到服装面料上（在

205～230℃的转移印花机上处理 20～30 秒），使

分散染料气化而转移到涤纶等合成纤维上并固着，

以完成印花过程，不需要进一步处理。

该工艺相对简单，不需要常规（滚筒、筛网）

印花生产中所必须的印染设备及工艺技术专业知

识。因此，也省去了使用庞大而昂贵的烘干设备、

蒸化机、水洗机和拉幅机，纵观整个热转印印花

过程，不需要像活性或分散染料直接印花那样的

后道水洗、固色、蒸化等繁杂的工序，更不需要

印后定型，从而可节省大量生产时间，大大缩短

交货时期。

分散染料热转移印花作为一种完整的织物印

花方法从印花工艺中脱颖而出，用在对这类染料

有亲和力的纤维组成的织物上，包括醋酯纤维、

聚酰胺纤维（尼龙/耐纶）和聚酯纤维等；该印花

技术集绿色、环保、低碳、节能、减排、生态等

为一体，是纺织印花技术的重大突破；印后织物

手感柔软、色泽鲜艳、层次丰富，透气性好。

随着科学技术的推进，热转移印花技术又有

了更细化的发展，延伸出诸如：热熔型热转移印

花、升华热转移印花、数码热转移印花等。

5．结语

5.1 目前环保高压下，生产综合材料成本上升，

能源和环保问题日益突出，如何采用新型染化料、

新工艺/新技术和新流程设备以及有效的工厂管理，

做到真正的节能减排，是印染企业面临的严峻课

题；纺织染整企业要获得长远发展，需要把最新

科技成果融入到企业之中，采用智能低碳技术创

新，提高产品的附加值，坚持低碳绿色发展理念；

不断提升产品的品牌影响力，持续提升企业的核

心竞争力，推动企业在新时代激烈的市场竞争中

获得生存和发展。

5.2 创新驱动助力染整企业新旧动能的转换，

分散染料免水洗染色，免蒸化免水洗印花是继涂

料免水洗印染基础上的创新之举，是染整行业节

能减排的典型案例。“大染整走出染缸”是染整生

产的工艺流程再造工程，改善产品质量，提高生

产效率，降低生产成本，保护环境；而节能减排

的新型工艺技术所带来的节能减排，是清洁生产

和染整行业可持续发展的重大进步。

作者简介：

彭志忠，江西新余人，印染高级工程师，从

事染整技术三十多年；致力于纺织染整、印花新

技术研究及染化料应用技术管理等。

手 机：13922372675（微信同号）

邮 箱：pengzhong7798@126.com

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新型纤维的种类与发展方向

蔡继权

（杭州市化工研究院有限公司 浙江杭州 310023）

摘 要：研究种类繁多的新型纤维，扩大其在产业上的应用，研发相关的纺织印染助剂和后续

的纺织品整理工艺，已经成为纺织与印染业的发展方向。新型纤维的蓬勃发展呼唤纺织印染助剂和

整理技术的进一步创新。

关键词：新型纤维；种类；发展；绿色；生态；循环；纳米复合纤维

随着人们对生活质量和环保意识的提高，传

统纤维存在一些缺陷，不能满足人们的某些需求，

而纺织机电一体化、数字化、智能化的推进和高

新工艺技术的应用，使得纺织产业重新焕发光彩，

出现了新颖化、多元化和环保型的新型纺织纤维。

纤维是纺织品的原料，纤维的性状影响纺纱、织

布、印染和纺织成品。根据纺织纤维的特性设计

纺纱织布工艺，研讨随着纺织纤维的发展进而研

发应用相关印染助剂与后续纺织品的整理工艺，

有重要的现实意义。

新型纤维是指纤维成分、形状、性能等方面

区别于传统纤维的纤维。新型纤维种类繁多，研

究新型纤维的现状与种类，研发应用绿色、生态、

保健、可降解的新型纤维，扩大新型纤维在航天、

航空、交通运输、医学、化工等产业上的应用，

研制应用相关的纺织印染等助剂，已经成为纺织

与印染业的发展方向。

1．新型纤维蓬勃发展

1.1 天然植物纤维

天然彩棉是利用生物技术培育的新型纤维，

具有色彩自然、手感柔和，无需染色、漂白，不

会在衣服中残留有害金属离子和酸碱等有害物质。

世界主要产棉国都致力于彩棉的研究，我国四川、

甘肃、河南、海南、新疆形成研究育种基地，已

培育出 15 个系列、棕、绿、紫、灰、橙等 45 种

色泽的品种。生产的彩棉，色彩鲜艳而棉花属性

没有改变。已利用彩棉纯纺或与白棉、化纤短纤、

各种功能性纤维、罗布麻等生产各种混纺纱、生

产机织或针织面料；但色谱尚不完善，色牢度较

差，纤维线密度细、产量较低，尚需努力。

天然竹纤维以竹子为原料，采用物理方法及

多段漂白精制而成浆粕及纤维，纤维细度、白度

与普通精炼粘胶接近，强力达到国家标准，韧性、

耐磨性较高，可纺性能优良。竹纤维横截面均布

满了大大小小的空隙，可以在瞬间吸收并蒸发水

分。运用天然竹纤维生产的纺织产品特点是凉爽、

柔滑、光泽好。竹纤维具有优良的反弹性、悬垂

性、耐磨性、抗菌性，特别是吸湿性、放湿性、

透气性居各纤维之首。夏季穿上用竹纤维面料制

作的服装，使人感到特别的清凉。

木棉属单细胞种子纤维，是最轻、最细的天

然纤维。其中空度高达 85%，线密度为 0.9dtex～

3.2dtex，密度约为 3.9g/cm3，平均长度为 25mm～

35mm，表面光滑，无天然卷曲，耐酸碱、强度低，

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有光泽，呈微黄色，防菌、防蛀、防霉；但抱合

力和可纺性差，加捻效率低，只能少量混纺，开

发舒适保暖的内衣类高档织物。

牛角瓜纤维又称水晶棉纤维、树棉纤维，是

近年发现的原创性纤维，它是一种灌木果实，状

似牛角，每年能收获多次纤维，长度为 20.0mm～

40.5mm，平均长度为 34.75mm，密度约为棉纤维

的一半，线密度约为 0.93dtex。与木棉相似，其可

纺性差，有较强的抗菌能力，中空度达 80%，宜

少量混纺，用于制作保暖内衣等，用途受限。

麻类新纤维，传统麻纤维有苎麻、亚麻和黄

麻等。当今麻类纤维采用新型脱胶技术，能改善

其线密度和可纺性，改善麻纤维带来的刺痒感，

充分发挥麻类优良的吸湿、排湿功能和抗菌、抑

菌作用。如：由大麻无毒改进的汉麻，其放湿性

优于苎麻，色洁白，可减少静电集聚，耐热性好，

不易起毛、起球；圣麻以黄麻为原料，采用特殊

的专利技术，使其纤维具有干湿强度高、透气、

抑菌、防霉等特征，制成的织物滑爽、悬垂性好，

深受用户欢迎；此外，还有剑麻、罗布麻等，产

量很低。

圣麻纤维是河北吉蒿化纤有限公司自主研发

的一种新再生纤维素纤维。它以天然黄麻为原料，

通过蒸煮、漂白、制胶、纺丝、后处理等工艺提

取纤维素。圣麻纤维既克服了原麻纤维长度整齐

度差、细度不匀率大、纤维刚性大、抱合性差等

缺点，改善了可纺性，又克服了麻纤维固有的条

干不匀、亲肤性差、织物表面粗糙等方面的不足，

并保留了麻纤维良好的吸放湿性和透气性、天然

的抑菌防霉灭螨驱螨性、染色均匀性和较高的初

始模量。可生物降解，是一种绿色环保生态纤维。

菠萝叶纤维是从菠萝叶片中提取的特细纤维，

长度为 0mm～100mm，直径为真丝的四分之一，

特点是滑爽、柔软、强度较低，不能单独纺纱，

只能混纺制成织物，吸湿透气，滑爽如绸，抑菌

防臭，宜做高档服装和床上用品。

1.2 动物纤维

动物纤维除传统的绵羊毛、蚕丝外，新动物

纤维有山羊绒、兔毛、牦牛毛、绢丝、紬丝等，

但可纺性都比较差，纺纱时需要添加和毛油、抗

静电剂等表面活性剂，生产成本较高，产品以混

纺为主。其中，山羊绒、兔毛产品属高端产品，

主要用于秋冬毛衣、大衣和西装。改性羊毛通过

羊毛变形处理，使羊毛纤维直径变细 0.5～1µm，

手感变柔软、细腻，吸湿性、耐磨性、保温性、

染色性能等均有提高，光泽变亮。通过给长毛兔

喂食含铁、铜等元素的饲料，我国培育出了长 13

种颜色兔毛的兔子。

我国还发现了一种不吃桑叶专吃栗树叶吐绿

色丝的天蚕，由中国科技大学和安徽农科院联合

研究的“天蚕的质基因导入家蚕的染色质遗传工

程”项目己获得成功，可以获得天然绿色家蚕丝。

天然绿色家蚕丝由生物高分子蛋白链组成，即使

在极高的温度下也能保持结构稳定，可制耐高温

丝基电子纺织物，制作嵌入在服装、包装或其他

物体中的便携、灵活的新一代电子设备。这里主

要介绍蛋白质再生纤维。

牛奶蛋白纤维由牛奶中提取的蛋白质酶素制

成，它不仅集合天然纤维和合成纤维的优点，更

具有这前两代纤维所无法比拟的生物保健功能，

含有多种氨基酸和天然保湿因子，手感柔软、光

滑，抗菌率达 80%，纤维密度小、有弹性和丝一

样的光泽，抗日晒牢度优，抗起毛、起球。

大豆蛋白纤维用大豆制成豆粕羟基和氰基高

聚合物纺丝而成，可生物降解，密度小、手感柔

软、抗皱性好、悬垂性优。

玉米类蛋白纤维以玉米、红薯、甜菜等淀粉

提炼的乳酸为原料制成，具有蓬松、柔软和吸湿

等特点。

蚕蛹蛋白纤维是以 30%的蚕蛹蛋白与 70%的

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粘胶共混制成的一种复合纤维，兼有真丝和粘胶

丝两种纤维的特性，可生物降解，具有导湿、透

气、抗紫外线等护肤保健功能。

蛋白质再生纤维的缺陷是易产生静电，纤维

的抱合力差，一般易起毛、起球，适宜混纺，开

发针织类产品。

1.3 再生纤维素新纤维

再生纤维素新纤维是在粘胶纤维基础上发展

形成的。粘胶纤维是我国最早的再生纤维素纤维，

其原料是棉短绒制成的浆粕。主要缺点是生产中

对环境有污染，能耗、水耗大，湿模量低，遇水

易收缩变形，湿强度低；但其可纺性好，常用于

混纺。与粘胶纤维相似的再生纤维还有铜胺纤维、

醋酯纤维等，醋酯纤维主要用作香烟的过滤嘴等。

目前国内主要的再生纤维素新纤维有莱赛尔

（Lyocell）纤维、莫代尔（Modal）纤维、丽赛

（Richce1）纤维、竹浆纤维、珍珠纤维等。

莱赛尔纤维用“溶剂纺丝法”生产，生产过

程全封闭，溶剂循环使用，无环境污染。产品综

合棉、涤纶、粘胶纤维的优点，具有高强力、高

模量、柔软、悬垂性好、吸放湿能力强等优点。

莫代尔纤维的截面不规则似腰圆形，有皮芯

层，纵向有 1～2 根沟槽，因而具有许多优良性能。

它将天然纤维的豪华质感与人造纤维的实用性合

二为一，既具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽，

又具有比普通粘胶纤维高许多的湿强度、吸水透

气性和上染率，织物颜色明亮而饱满，并可与其

他纤维（如羊毛、羊绒、棉、麻、丝、聚脂纤维

等）混纺。

丽赛纤维是一种高湿模量纤维素纤维，具有

断裂强度高，断裂伸长小，湿干强度比佳，初始

模量大，耐碱性好，上浆、上染速率高，可自然

降解等优点。丽赛纤维织物光泽好，极富弹性、

悬垂性和滑爽感，耐穿、耐洗、耐褶皱，具有良

好的舒适感和身体亲和性。

竹浆纤维又称“会呼吸的纤维”，是由我国自

行开发研制并产业化的新型再生纤维素纤维，采

用粘胶生产工艺，先制成竹纤维浆粕，再纺丝加

工生产的一种纤维。竹浆纤维可根据要求做成棉

型短纤维、毛型短纤维，制成纯纺纱或与其他天

然纤维、化学纤维混纺成纱线。竹浆纤维天然抗

菌并不会因为反复洗涤、日晒而失去抗菌性。其

织物具有与其他纤维不同的独特风格，强力高，

耐磨性、吸湿性、悬垂性俱佳，手感柔软，穿着

舒适凉爽，染色性能优良，光泽靓丽，是夏季针

织和贴身纺织品的首选原料，还可用于生产洗浴

用品、床上用品、无纺布、卫生材料等具有特效

功能的产品。

珍珠纤维是将超细珍珠粉或贝壳粉共混于粘

胶液中制成，产品具有滑爽、润肤、抗紫外线等

保健功能。

壳聚糖生物质纤维是将水生甲壳类生物的甲

壳素通过湿法纺丝制得超纯的 100%壳聚糖生物

质纤维，并加工成片状，能促进生物器官再生的

纺织品，可用于再生医疗领域。

1.4 差别化纤维

差别化纤维一般指将传统纤维，如以石油为

原料的合成纤维、天然纤维、再生纤维，通过物

理或化学方法改善其性能，提高其一项或多项功

能，使之有更好的性能或性价比，或者针对某一

种纤维为目标进行仿造或超越，提高其使用价值。

异形纤维：通过改变纤维的横截面改善性能，

如中空型纤维可改善保暖、柔软和吸湿效果；三

角形可增加纤维的反光、闪光特性，使纤维具有

仿丝效果；扁平形可使纤维具有仿麻、仿丝效果

等。

细特纤维：降低纤维线密度可增加成纱中纤

维根数；增加比表面积以改善其可纺性；降低纺

纱的线密度，充分发挥纤维表观效果和色彩，提

高柔软性，适用仿丝织物、高密仿绒类织物、桃

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皮绒面料等。

易染纤维：某些纤维的可染性差，使染料适

应性差、染色不鲜艳，可通过改性加以解决，扩

大其产品用途，如开发阴离子可染涤纶、常压常

温可染涤纶、酸性染料可染腈纶、可染彩色涤纶、

易染丙纶等。

高收缩纤维：通过对纤维高收缩改性，可使

一般纤维收缩率达到 20%以上，该纤维可用于开

发膨体纱产品、拉舍尔毛毯等高收缩织物。

抗静电纤维：通过纤维抗静电改性，可减少

或消除纺、织、染后加工中静电的影响，保障正

常生产，清除隐患，确保安全。

高吸湿、放湿性纤维：多数合成纤维，如涤

纶、丙纶等吸湿、放湿性能较差，影响服装舒适

性，通过对纤维截面进行多孔性或多沟槽形改造，

可增大纤维的吸湿、放湿功能，如杜邦 Coolmax

纤维截面有四条细微凹槽，具有导汗、快干、凉

爽、舒适等功能。

高强度高模量纤维：聚苯二甲酰对苯二胺纤

维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维、

碳化硅纤维等。生物质纳米纤维密度仅为钢丝的

1/5，强度却达 5 倍以上，热膨胀系数是玻纤的 1/50。

表面疏水化技术使纳米纤维与树脂的相容性提高，

分散均一，强度和热尺寸稳定性提高，用该纳米

纤维增强聚丙烯或聚乙烯的汽车用复合新材料，

其模量可提高 4.5 倍。

活性炭柔性织物纤维：将棉 T 恤衫浸泡于氟

化物溶液中干燥、高温烘烤和活化后纤维表面转

化成活性炭柔性织物纤维，并形成稳定的高性能

电容器，可为手机或笔记本电脑充电。

吸收电磁波的家电专用导电纤维：这种家电

专用导电纤维表面包覆了极薄的导电聚合物膜，

既保持纤维的柔软性和风格，还兼有优良的耐磨

性、耐热性和耐湿性，可自由控制导电范围，已

在家电清洁布、手套、大衣和裙子等领域应用。

芯鞘型纤维：以聚丙烯为芯材、聚乙烯为鞘

材的芯鞘型纤维，经纺丝、拉伸、卷曲、切断等

工序，制得在热作用下可自行伸长的聚烯烃系纤

维及新型生理卫生巾用非织造布，实现了柔软性

和伸缩性等物性共存。

测定皮肤与美白用特种芯鞘型纤维：新一代

DNA“皮肤薄片”测定与皮肤的形成和新陈代谢

相关的遗传因子，新一代 DNA 美白薄片测定与产

生黑色素相关的遗传因子，以评价化妆品的保湿

效果和美白安全性。

固沙与绿化用聚乳酸纤维：聚乳酸（PLA）

纤维是一种可节约石油资源的生物质降解纤维，

可制造 PLA 防沙移动材料，用于固沙和绿化。

可消除放射性铯的新纤维：依靠放射线在尼

龙上切断表面分子后附着，具有吸铯特性的分子

制成能有效消除放射性铯污染的绿色尼龙新纤维，

用于消除核辐射的污染；也可采用惰性聚四氟乙

烯纤维制成能简易而有效地测定低浓度放射性铯

或锶水污染的滤材。

防辐射纤维：有防紫外线的多种涂层纤维，

防 X 射线的复合纤维，防高频微波辐射的金属涂

塑纤维，防不带电荷、具有很强穿透力的中子辐

射复合纤维。一般均需加工成机织物、非织造布

或紧密针织品。

超吸附纤维：超吸附纤维的吸附性能比活性

炭纤维高数倍，指具有超吸附速率和吸附容量的

纤维或非织造物。当它吸水时具有高度的膨润和

密封特性、有效的阻水性、非常好的湿态完整性

和强度保持率，被吸附物难以从干湿态纤维中迁

移出来。致冷该纤维制成的服装穿着在接触热应

力时温度下降 6℃左右，用作消防服内衬。

1.5 功能性纤维

泛指原创性有特殊功能的纤维。

银纤维：金属银杀菌的机理就是阻断细菌的

生理过程。在温暖潮湿的环境里，银离子具有非

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常高的生物活性——这意味着银离子极易同其他

物质相结合，使得细菌细胞膜内外的蛋白质凝固，

从而阻断细菌细胞的呼吸和繁殖过程。环境越温

暖潮湿，银离子的活性就越强，因此，镀银纤维

十分适合应用于服装领域。在服装以及医用纺织

物上使用镀银纤维，既能抗静电、阻挡医用纺织

物上的污染物、抗菌杀菌，又能调控体温与湿度、

保护皮肤，甚至还可祛除身上发出的难闻气味。

这种含镀银纤维的纺织品拥有十分广阔的市场前

景，已经有玛莎百货（Marks & Spencer）、阿迪达

斯、彪马（Puma）和斯派德（Spyder）等著名服

装厂商开始生产带有镀银纤维的产品。强生公司

也应用镀银纤维开发新一代绷带产品。

纳米银离子复合纤维：纤维外表面设有纳米

级银离子层，能穿刺细菌细胞外表，使内部变性，

让细菌无法代谢和繁殖，防止细菌滋生和感染。

纳米银离子复合纤维能提升塑变强度，使材料抵

抗较高塑性变形能力，使材料热膨胀系数提升，

因而纳米银离子复合纤维的应用更广泛。

导电纤维：导电纤维指在标准环境下（温度

为 20℃，相对湿度为 65%），质量比电阻不大于

108Ω•g/cm3 的纤维，导电纤维能消除和防止静电

的产生，性能远大于抗静电纤维，其纺织品具有

防爆和屏蔽微波的功能，在军工、国防领域应用

较多。导电纤维（Antron Ⅲ等）是化学纤维中混

入石墨或金属粉（如铜、镍、银等）导电性添加

剂而使纤维获得一定的导电和抗静电性能。导电

纤维的电阻率介于碳纤维和金属纤维之间（实际

上是半导电纤维），可用作无尘服、带电作业服、

抗静电防爆作业服、地毯和工业用材等。这些导

电纤维大都颜色较深，若选用白色的金属化合物，

则可制得白色导电纤维，用作白制服和医院用服

等。导电纤维分为无机和有机两种。无机导电纤

维通常有铜、铝、镍、银、金和不锈钢等。有机

导电纤维按导电成分在纤维中分布可分为表面披

覆型、复合型和均匀分布型三种。常用基体纤维

有涤纶、锦纶 6、锦纶 66、维纶等。有机导电纤

维一般都与棉、羊毛、粘胶、涤纶等纤维混纺使

用，强调混和均匀。无机导电纤维和导电纳米复

合纤维可直接织入织物中，开发可穿戴类纺织品

或服装。

光导纤维：光导纤维是利用折射率不同的两

种透明材料，通过特殊复合技术制成的复合纤维，

这种纤维具有导光性能。用高纯二氧化硅或高透

明度的聚合物（聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯）

为芯材，用透明含氟树脂及聚酰胺 12 等为鞘材制

成的光导纤维，能使光在芯部沿其界面折射传导，

可用作光通信、数据传递、各种光照明和数字显

示。光导纤维广泛用于通信、光电、医学、激光、

国防、航天及交通等领域。将少量高取向、质量

浓度为 0.1%以下的碳纳米管的水、乙醇或甲乙酮

溶液混入聚酯膜中，就可制成光透过率达 85%以

上的透明导电膜。

保温、调温、导热纤维：指利用纤维内植胶

囊，根据外部环境变化产生固态、液态相变，吸

收或排放热量来调温、保温的纤维。现在使用较

广的有远红外线保暖纤维，如以碳化锆微粒聚合

物制成皮芯复合保温放热纤维和以导电性碳纤维

制成的保温纤维，以及将磷脂聚合物固化在纤维

表层、减少肌肤水分蒸发的保温、保湿纤维等。

东邦公司 Sunburner 纤维是依靠自身吸湿能力而

散热的纤维，其散热量是羊毛的 3 倍、棉花的 6

倍，还具有抗菌、除臭、调节 pH 值、吸湿、抗静

电、阻燃等功能。将多层碳纳米管分散于聚乙烯

中，包覆甲基丙烯酸亚乙基缩水甘油酯，然后再

与聚苯硫醚混合制得复合材料，其导热性约为铜

的 10 倍以上，应用于环保型汽车部件。

水溶性载体纤维：在维纶生产工艺中改变醛

化工艺，可制成水溶性维纶。它常用作载体纤维

与其他纤维混纺成纱。如在较低温度下进行水溶

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维纶后加工，可改善其可纺性；如提高成纱的线

密度，可纺制特细纱或将可纺性差的纤维纺成纱，

开发无捻纱或低捻纱、空芯纱或绣花底布等。

低熔点纤维：利用低熔点涤纶、丙纶等纤维

为粘合剂，进行新型粘合纺纱，用于开发非织造

布、一次性医疗用品等。

抗菌、抑菌、防臭类纤维：有含银类纤维、

竹炭类纤维、椰炭纤维、咖啡炭纤维、甲壳素纤

维等多个品种。

夜光纤维：夜光纤维是利用稀土材料为发光

体，经特种工艺制成的一种纤维。其具有在光照

时能捕获激发态电子，在停止照射后能持续发光

跃迁的功能，只要收集可见光时间达 10min，便能

将光能储蓄在纤维中，在黑暗中持续发光 10h 以

上，并可连续无限次循环使用。夜光纤维制品可

用于航空、航海、交通运输、建筑及广告等产业。

低剂量的多壁碳纳米管：可渗透到种子壳中，

能刺激和加速植物细胞生长，可增产 55%～64%，

已被广泛应用于医药、甜料、染料和香水的商业

生产。

导电纳米涂料：应用于棉花、非织造布和聚

丙烯纺织品等中，形成质轻而又柔软的系列功能

性纺织品，可改进太阳能电池、传感器和各种微

电子产品的性能。应用于个人健康与环境监控（通

过将布料传感器嵌入制服中，就可实时监测穿着

者的心率、体温和运动轨迹）；通过在涂覆纺织品

上实现多层一体化，制成更小、更轻量的微电子

设备。

电磁屏蔽粉末纤维：将由镀镍（或铜）的粉

末纤维制成的浸润液涂覆在塑料片材上后制成多

层结构的复合材料，具有各向异性的放热特性和

电磁屏蔽性等特点，常用于电子设备和部件中。

1.6 高性能纤维

耐腐蚀纤维：即含氟纤维，在聚合物结构中

含有氟原子的特种纤维。目前工业化生产的主要

有聚四氟乙烯纤维、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维、

聚偏氯乙烯纤维、乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维等。

聚四氟乙烯纤维在 1954 年首先由美国工业化生产。

它的耐腐蚀性是现有合成纤维中最高的，连能溶

解黄金的王水也对它毫无作用。它适于作各种耐

腐蚀性气体、液体的滤材和密封材料；在高氧浓

度下难燃，所以使用温度范围极宽；其耐气候性

好，在户外放置 15 年也不会出现老化现象，适用

作宇航服等。该纤维的导电率和导热率低，是高

温、高湿下良好的电绝缘和绝热材料。它的耐脆

性和耐弯曲磨耗性在合成纤维中也最好，但到目

前为止，仍无理想的溶剂适用于它，因此，不适

宜作纺织材料。

耐高温纤维：耐高温纤维可在 200～230℃条

件下使用，在高温下不软化，仍能保持一般力学

性质的特种纤维，又称耐热纤维。其中，耐高温

寿命最长的是聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（也称

芳纶 1313），熔点 400℃，在 260℃加热 1000 小时

后强度保持率为 65%，绝缘性、耐辐射性和耐化

学腐蚀性都很好。聚酰亚胺纤维耐辐射性最好，

可在 250℃下长期使用，经伽马射线或高速中子流

作用后，仍可保持其物理、机械和电气性能，可

用作航天和核动力站所需的各种织物及层压制品、

降落伞和电气绝缘材料等。此外还有聚苯砜酰胺

纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维等。

直径 100nm 的耐热间位芳酰胺纳米纤维制作

的非织造布，耐热性和尺寸稳定性优良，耐氧化

性亦佳，用于锂离子电池隔膜，可提高电动汽车

及静态储能用的锂离子电池的功率安全性、容量

及能量密度，且降低自燃等风险。

阻燃纤维：具有阻燃特性的纤维。包括：酚

醛纤维、芳香族聚酰胺表面化学处理纤维、金属

螯合纤维、聚丙烯腈预氧化纤维、玻璃纤维、玄

武岩纤维、硼纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤维、

氮化硅纤维、氮化硼纤维等。

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耐燃纤维、碳纤维和石墨纤维：将聚丙烯腈

纤维等作为原料在一定的张力、温度下，经过一

定时间的预氧化、炭化和石墨化处理等过程，可

制成耐燃纤维（Pyromex 等）、碳纤维（Torayca）

和石墨纤维（M40）。一般认为在 300～350℃热处

理得到的是耐燃纤维，在 1000～1500℃热处理可

得含碳量为 90%～95%的碳纤维，若经过 2000℃

以上高温处理则可以制得含碳量高达 99%以上的

石墨纤维。

含碳量高于 90%的高强度、高模量碳纤维是

航天器材的重要结构材料。碳纤维具有元素碳的

各种优良性能，如密度小、耐热性好、热膨胀系

数小、导热系数大、耐腐蚀性和导电性良好等。

同时它又具有纤维般的柔曲性，可进行编织加工

和缠绕成型。碳纤维的最优良性能是它的强度超

过一般增强纤维，它和树脂形成的复合材料的强

度比钢和铝合金还高 3 倍。碳纤维复合材料应用

在宇宙飞船、导弹和飞机上，可以显著减轻重量，

提高有效载荷，改善性能，是航天工业的重要结

构材料。由于成本降低，碳纤维已逐步扩大用在

民用工业，如汽车工业和运动器材等方面，高级

网球拍和钓鱼竿就是用碳纤维做的。

最抗燃的纤维：一种改性聚丙烯腈纤维极限

氧指数（LOI）达 43%，耐碱性、抗紫外光和耐溶

剂性好，而且不熔融、不熔滴、不产生有害烟雾，

号称最抗燃的纤维。纤维纤度主要为 2.2 和 3.1dtex，

短纤维长度为 3.8～8.9cm，它可与羊毛、棉花或

粘胶纤维等混织，混入 30%该纤维便可有足够的

抗燃性。可加工成非织造布、纺织品和复合材料，

应用于冶金工业防电弧和电焊飞溅物的工作服、

军队和消防员的头套及内外衣等，还可加工成防

火板、隔热板、复合材料和内装饰织物等用于公

共建筑内饰材料、公交工具防护材料、滤材及建

筑材料等中。

高弹性纤维：指断裂伸长率不小于 400%、低

模量和高弹性回复率的纤维，包括：聚酯型和聚

醚型聚氨基甲酸酯纤维、聚丙烯酸酯类纤维、聚

对苯二甲酸丁二醇酯纤维等。

氨纶纤维即氨基甲酸酯纤维。氨纶纤维断裂

强度为 0.5cN/dtex～0.9cN/dtex，断裂伸长率为

400%～700%，回弹率为 95%～98%，密度为

1.2g/cm3。缺点是手感偏硬，不耐碱和高温。

超高分子量聚乙烯纤维：海洋作业中，传统

使用的钢丝长期浸泡在海水中极易生锈，而且自

重断裂长度短，而超高分子量聚乙烯纤维的自重

断裂长度为 336km，是钢丝的 9 倍。它的密度为

0.97g/cm3，在水中漂浮，使用长度可不受限制，

作为海洋用纤维材料是非常适宜的。该纤维有良

好的耐疲劳性、耐磨损性，以及较高的强度，织

成 50～500g/m2 的各种织物或非织造布，可用于防

弹衣、帆布、防水服或过滤材料等。其抗张力性

能优异，适宜制作绳、索、缆等。将这种纤维与

热塑性树脂结合，可制软质盔甲或硬质复合材料，

用于雷达防护罩、头盔、装甲兵器壳体等。此纤

维与热固性树脂复合，适宜制作盾牌、耐压储罐、

船体外壳、滑雪板、滑水板等。

聚醚酯纤维：原料便宜，工艺简单，耐热性

和耐氯漂性优良。聚醚酯纤维分为普通弹性型，

抗拉强度为 0.45cN/dtex～0.89cN/dtex，断裂伸长

率为 300%～800%；中强弹性型，抗拉强度为

2.67cN/dtex～3.56cN/dtex，断裂伸长率为 800%～

1000%。

PBT、PTT 中弹性纤维：聚酯纤维新品种，

具有中等弹性，上染率高、色牢度优、洗可穿、

挺括、尺寸稳定性好、手感较柔软等特点。PTT

是 PBT 升级产品，但断裂伸长率小于上述的高弹

性纤维，为 310%～520%。弹性纤维长丝可用于

包芯纱或加工弹性类织物，如弹力运动服、弹力

内衣和弹力牛仔服等。

纳米复合纤维：纳米复合纤维材料由高度取

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向的高强度纳米纤维单元包裹在较柔软的有机物

基质中构成，并具有高度有序的多级螺旋缠绕结

构。纳米复合纤维和石墨烯复合纤维两者均属纳

米量级的复合纤维，先制成纳米晶粉或薄膜，然

后根据其性能组成复合纤维。纳米复合纤维成本

较高，但其产品具有极大的发展潜力。

2．新型纤维的发展方向

在全球可持续发展战略影响下，大家都在致

力于研究既不影响生态环境，又能利用生态资源

的新型纤维；并提出新型纤维材料必须经过毒理

学测试，具有相应标志，符合环保、生态、人体

健康要求。新型纤维已成为全球关注的发展方向。

首先，大力发展绿色纤维、生态纤维。绿色

纤维指在生产、储存、销售等过程中无污染的天

然纤维。生态纤维指生产过程中无污染环境、无

有毒液、毒气、毒物排出的纤维，纤维本身能自

然分解。采用绿色原料开发生态纤维，利用生物

技术发展可降解纤维，选择节约资源、可回收利

用纤维原料，已成为目前纺织材料新型化发展的

趋势。生态化纺织材料的发展为保护生存环境、

实现纺织工业可持续发展提供了保障，符合 21 世

纪绿色环保型时代的要求。未来的新型纤维产业

一定是绿色生态工业。绿色原料是开发新型纺织

纤维材料的主要途径和研发热点。从食用的香蕉、

小麦、大豆、玉米、牛奶、虾、蟹等到木材、昆

虫、蜘蛛都成为了新型纤维材料的来源。现今的

绿色原料包括原生态自然物质、以自然物质为基

础的提炼物及原有纤维的再加工产物。

其次，纤维发展应重视环保和可循环利用，

大力发展生物质纤维。可循环材料是所用的原料

和能源在不断的循环中得到合理利用，节约生态

资源。现代纺织要求材料可循环、再生，可持续

发展；因此，循环材料的开发和利用应是未来新

型材料发展的趋势。天然纤维材料是地球上巨大

的再生性生物高分子资源，作为“从自然产生又

回到自然”的资源循环型材料，具有不可替代的

发展优势。人造纤维材料作为传统的纺织材料，

其原料多为天然可再生的非石油资源，符合可持

续发展的需求。合成纤维多为石油化合物，而石

油属原生资源，且一般的合成纤维具有不可再生、

无法自然分解，易造成环境污染。目前合成纤维

如何进行回收再生是生态材料研究的重点，也是

治理环境污染、节约资源和能源、促进合成材料

循环使用的最积极的废弃物处理方法。世界各国

都十分重视纤维的回收利用，已开发了有回收聚

合物、纤维的原料再循环和回收单体的化学再循

环系统。回归自然、适应环境是纺织材料总的发

展趋势，我国也已开发涤纶回收利用技术，回收

纤维经处理后可用于非织造布、服饰产品和充填

物。因此，纤维发展应重视可循环再利用技术和

生物质纤维。再生纤维素纤维、再生蛋白质纤维

等再生纤维一般都能生态降解。丙纶纤维生产过

程污染较大、不能生态降解，且纤维易产生静电、

可纺性差、染色性和导湿性也不好，应限制或禁

止生产；而对符合环保循环经济发展要求的生物

质纤维必将持续发展。

再次，纳米复合纤维将成为今后发展的方向。

纳米技术通过特定材料超微化等处理，使材料性

质发生变异，再通过物理或化学方法（如氧化、

还原、渗透、嫁接、空隙渗透、膨化、溶剂介入、

涂层等方法），从而使纤维具有高强度、高模量、

高弹性、高导电、高储能、高透光、高保暖、抗

屏蔽、抗细菌、阻燃、防臭等特殊功能，这是今

后高性能纤维的发展方向。高性能纤维具有比一

般纤维更优异的耐高温、难燃性和化学稳定性，

强度、模量都高得多，其发展与航天、航海、国

防、军工等发展密切相关，世界各国都十分重视，

比如石墨烯纳米复合纤维。

另外，应大力发展差别化纤维。对各种合成

纤维，通过差别化改性成为仿真天然纤维，提高

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其使用价值和性价比，克服原回潮率低，吸湿、

放湿性差等缺点。如涤纶差别化纤维，具有优异

排汗导湿散热性能，可制成棉花般外观与触感的

布料，既排汗又软又舒服；既是阳离子可染纤维

容易低温染色，又是低起球特性长纤产品能与其

他功能纤维混纺生产布料；表面半光泽，做出来

的衣服有半透光感觉；另外，它的纤维横截面比

圆形纤维的截面能屏蔽更多的紫外线，具有防护

紫外线的作用。仪征化纤厂的“仪纶”，保持了涤

纶抗皱、保形、易洗、快干等特点，改善了其导

湿通气、染色性差、抗静电性差等缺点，综合性

能超越天然棉纤维。随着化纤价格降低，今后天

然纤维占市场比例将继续下降。

最后，化纤的发展仍大于天然纤维，而化纤

长丝的发展又远大于短纤。因为纺织纤维已大量

进入产业利用，在航天、航空、航海、汽车、军

工、国防、交通运输和建筑产业均以化纤长丝为

主。

3．结语

新型纤维种类繁多，研究新型纤维的现状与

种类，研发应用绿色、生态、保健、可降解的新

型纤维，扩大新型纤维在产业上的应用，研制应

用相关的纺织印染助剂和后续的纺织品整理工艺，

已经成为纺织与印染业的发展方向。

纺织纤维是纺织品的原料，纤维的性状是影

响纺纱生产和后续纺织品印染整理的第一要素，

必须根据纤维特性设定纺纱和印染整理工艺（包

括混和方法、工艺流程、机械设备、重要器材和

专件及生产环境）。研讨纺织纤维的种类与发展，

开发新型纤维，具有重要的现实意义。

用于纺织的化学纤维增长率将大于天然纤维，

化纤长丝产品将超过短纤。绿色纤维、生态纤维

是纺织纤维发展的方向，应控制严重污染环境的

纤维生产，强化不能生态降解纤维的回收和再利

用。

应重点开发再生性纤维、差别化纤维和功能

性、高性能纤维，引导纺织企业开发超天然纤维

的化学纤维。普及、深化、扩大纺织纤维在新兴

产业，如航天、航空、交通运输、医学、化工等

产业的利用率。

作者简介：

蔡继权，教授级高级工程师，长期从事新产

品研发和科技管理。

邮 箱：cjq6834@163.com

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易生产的新型酸性固色剂的研究

余云义，余志军

（广州市科新新材料科技有限公司 广东广州 510735）

摘 要：本文介绍了易生产的新型酸性固色剂 KX-206S，生产过程中无需使用硫酸和乙酸酐，

并研究其固色效果；此固色剂的各项牢度完全可满足国内外标准对纺织品的牢度要求；部分性能可

达到甚至超过国外同类型产品的性能。

关键词：酸性固色剂；尼龙固色剂；尼龙

Research on a New Type of Acid Fixing Agent Easy to Produce

YU Yun-yi, Yu Zhijun

（Guangzhou Innovative New Material Technology Co., Ltd. Guangzhou 510735）

Abstract：This paper introduces a new type of nylon fixing agent KX-206S, which is easy to

produce, without the use of sulfuric acid and Acetic anhydride in the production process, and

studies its fixing effect. The various fastness of this fixing agent can fully meet the requirements

of domestic and foreign standards for the fastness of textiles. Even some of its performance can

reach or even exceed the performance of similar foreign products.

Key words：Acid fixing agent；Nylon fixing agent；Nylon

在纺织印染加工中，锦纶、丝、毛及混纺纺

织品一般采用酸性染料染色。酸性染料具有色谱

齐全、匀染性能优良、使用方便等优点；但是染

色牢度普遍较差，难以符合客户及出口的要求，

必须使用酸性染料固色剂来提高[1]。酸性染料固色

剂种类繁多，大致可分为：

（1）天然单宁，如单宁酸-吐酒石，固色机理

是在纤维表面生成一层复合缔合体薄膜，阻塞空

隙，减少染料扩散，从而提高色牢度[2]。用天然单

宁固色效果虽好，但固色工艺为二浴法，使用比

较复杂，且固色处理后织物粗糙变硬，影响风格。

（2）合成单宁，例如，各种酚磺酸甲醛反应

物[3]，固色工艺为一浴法，使用比较简单，效果也

优于天然单宁，并且不影响织物风格，目前已普

遍使用。

其固色机理是阴荷性的合成单宁与纤维上的

氨基形成氢键，借助范德华力吸附大分子，在纤

维上形成多层吸附；同时，单宁阴离子与酸性染

料阴离子间存在斥力，阻碍了酸性染料向染浴扩

散，从而提高了色牢度[4]。例如，朗盛的 EP5993、

亨斯迈的 Erional EFR-01、德国司南的 WFK Conc、

Bayer NBS 粉等，产品性能虽好，但价格不菲。

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目前，国内自主研发的酸性染料固色剂虽然

成本较低，但磺化过程城中，有用到硫酸和乙酸

酐，而这两种原料公安部门严格管控，虽然有少

量小厂通过非法渠道获得原料，但生产过程中的

磺化工艺仍然存在安全风险。因此，开发一种原

料易得、可安全生产的新型酸性固色剂成为非常

必要。

针对此问题，本文研制了易生产的新型酸性

固色剂 KX-206S，生产过程中无需使用硫酸和乙

酸酐，并研究其固色效果。

1．实验

1.1 材料、药品与仪器

材料：锦纶双面布。

药品：高分子合成丹宁 A（自制）、对羟基苯

磺酸（自制），甲醛 37%、醋酸 98%～100%（均

为分析纯），双氧水（50%）、液碱 30%（工业品），

酸性染料 6B-蓝，酸性染料 10B-红。

仪器：250mL 四口反应瓶，90W 电动搅拌器，

聚四氟乙烯搅拌桨，100mL 恒压滴液漏斗，冷凝

器，保温套，空心塞等。

1.2 制备方法

按配比将高分子合成丹宁 A、对羟基苯磺酸

及去离子水缓慢加入 250mL 四口烧瓶中，升温到

约 80℃，加入液碱，然后继续升温，待温度升至

合适温度时开始滴加甲醛，1.5h 滴完后，保温反

应 4～7h，冷却，用醋酸调节 pH 值，并稀释到固

体质量分数约 30%。

1.3 染色及固色工艺

染色：酸性染料 6B-蓝 5%（owf），酸性染料

10B 红 5%（owf），酸性染料 GB 黄，酸性染料 10B

黑，按常规工艺[5]。

固色：固色剂 3%~6%（owf），双氧水 3%（对

固色剂质量），浴比 1∶40，75℃，20min→脱水

（25min）→焙烘（150℃，1min）。

1.4 染色及固色工艺

染色：酸性染料 6B-蓝 5%（owf）或酸性染料

10B 红 5%（owf），按常规工艺[5]。

固色：酸性固色剂 2%～4%（w.o.f），双氧水

3%（对固色剂质量），浴比 1∶40，75℃，20min

→脱水（25min）→焙烘（120℃，1min）。

1.5 测试方法

色差△E：用 Color Eye 7000A 测试；

皂洗牢度：按 GB/T 3921-2008 方法测试及评

级；

耐摩擦牢度：按 GB/T 3920-2022 方法测试及

评级；

耐汗渍牢度：按 AATCC15-2021 方法测试及

评定；

耐水渍牢度：按 GB/T 5713-2013 方法测试及

评定。

耐水泡牢度：按 GB/T 3921-2008（纺织品色

牢度试验耐洗色牢度》测定，浴比 1∶40，水浴加

热到 95℃以上，保温 5min，期间搅拌 3～4 次，

取出织物，冷却常温，测残夜的吸光度，比较残

液的深浅[6]。

2．结果与讨论

2.1 固色后色变

表 1 为染色织物固色前后的色光变化，以总

色差值△E 表示：

表 1 固色前后棉织物的色变比较

固色剂用量 红色 黑色 翠蓝色

1% 1.032 0.896 1.253

2% 1.325 0.976 1.363

3% 1.632 1.134 1.536