面對先進的紡織材料科技,自然面料是否還有競爭優勢,如果有,優勢是什麼? | 知乎問答精選

 

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面對先進的紡織材料科技,自然面料是否還有競爭優勢,如果有,優勢是什麼?

2018年10月17日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 5 ℃ 次

【顧宇宙的回答(13票)】:

關注了這個話題已經有段時間了,一直在期待知乎上行業裡的一些前輩來說一說教科書上沒有提及的東西。既然之前佔了樓,我還是在這裡寫一些自己對於這個問題的理解。不牽涉過多理論,順做科普。

本文提要:·新型紡織材料的優勢。

·天然纖維競爭優勢。

1、新型紡織材料的優勢

如果你喜歡戶外運動,那麼你對Gore-Tex以及TNF這些戶外物品一定是如數家珍,不過別忘了它們背後的塗層復合面料。

【圖一、二為Gore-Tex塗層復合面料,圖三為TNF帳篷】

如果你醫療領域有所涉及,吸收性縫合線以及縫合紗布你應該有所接觸,不過別忘了它們背後的甲殼素材質。

【圖一、二為吸收性紗布,圖三甲殼素纖維】

如果你是軍事迷,我想你對阿帕奇直升機和防彈衣一定不會陌生,不過別忘了它們背後的凱夫拉縴維。

【圖一為美國阿帕奇武裝直升機,圖二為凱夫拉縴維】

如果你去過水立方,那麼你肯定會對它藍色的膜結構記憶深刻,不過別忘了它們背後的ETFE材料

【圖一位為國家游泳中心——水立方,圖二為ETFE材料結構示意圖】

…………

以上都是一些應用成熟的新型紡織材料,可以看得出來,新型的紡織材料其實離我們的生活並不遙遠,一直在我們的周圍。

紡織材料目前有三大應用領域:服裝用紡織品、家用裝飾用紡織品以及產業用紡織品。新型紡織材料在這三個領域也都有所應用,儘管服裝用紡織品和家用紡織品跟我們最息息相關,但是真正體現新型紡織材料性能的還是第三個應用方向:產業用紡織品。

產業用紡織品包含了農用、工業用、軍事用、航空航天、醫療、建築、交通等方面,雖然是一個較為「年輕"的行業,但產品技術含量相對較高,性能贊,一些性能是普通天然纖維無法比擬的。比如:

汽車行業中,汽車輪胎強度的75%來自輪胎中的簾子布

【汽車輪胎斷面示意圖】

醫療行業中:腎透析使用的人工腎臟由7000根中空纖維製成,其直徑僅為兩英吋。

【圖一為美國加州大學教授維克托·古拉率團隊研發的可穿戴人工腎,圖二為人工腎工作原理】

用於航空航天、市政工程的紡織結構複合材料部件的碳纖維的平均強度是鋼的五倍,而重量僅為鋼的1/4。

【圖一複合材料在航天領域中的應用,圖二為空中客車公司生產的A350XWB碳纖維結構機身桶,圖三碳纖維複合材料】

等等。

可以看得出來,新型紡織材料大多以合成纖維為基礎,通過改變結構和表面性能從而具備出色的物理性能(強度、細度等),這是天然纖維無法比擬的,今後新型紡織材料在三個領域中的應用比例逐漸增大,尤其是在產業用材料領域內。

2、天然纖維競爭優勢

從上面的簡要介紹我們可以看出,傳統的天然纖維在產業用材料領域裡其實並不佔優勢,主要還是用在服裝和家紡產品上。那麼面對新型的紡織材料,天然纖維是不是就沒有優勢了呢?其實是有優勢的。以我個人的理解,天然纖維材料的優勢可以總結成八個字:源於自然,回歸自然。這句話從兩方面解釋,一是天然纖維採集於自然,來源比合成纖維有保障,並且易於分解;二是天然纖維各異的性能為新型合成纖維提供了很多靈感。

  • ·天然纖維來源穩定,易於分解

合成纖維是伴隨著近代工業的發展而出現,它主要依賴石油,如常見的聚酯纖維,是利用石油的分解產物進行合成得到

【圖為聚酯纖維合成示意圖】:

然而石油資源是有限的,有資料顯示,目前的石油預計能使用50年,這就意味著石油資源枯竭前,如果找不到合適的化工原料,那麼合成纖維的發展將受到極大的限制。棉毛絲麻這些纖維從古至今一直被人類使用,它們主要是來自於自然,短期內的產量並不會減少。

與此同時,天然纖維另一個優點是易於分解,棉毛絲麻也好,甲殼素殼聚糖也好,都是來源於自然,纖維分解週期很短。而大多數的合成纖維因為特殊的分子基團,分解週期較長。劉帥霞等人通過研究表明棉纖維、粘膠纖維、滌綸纖維和丙綸纖維在相同條件下,可降解性依次為:棉纖維>粘膠纖維>滌綸纖維>丙綸纖維,並指出天然纖維材質是環保型衛生用品發展的方向。

  • ·合成纖維的靈感大多來自於天然纖維。

合成纖維最初僅僅在強度等基本性能上取代天然纖維,但很少具備天然纖維的一些性能,隨著人們對於天然纖維研究的深入研究以及纖維合成技術的發展,天然纖維的很多優良特性也逐步應用到了合成纖維上。舉兩個例子,

研究表明,羽絨保暖性超好的根本原因在於羽絨有中空結構。我們常說的羽絨棉,並不是真正的棉花,而是以中空滌綸作為填充物的,因為空氣導熱性差,所以具有一定的保暖性。

【圖為羽絨棉棉服及羽絨棉纖維】

我們知道,棉製衣物的吸濕性要優於滌綸等化纖產品。研究表明,棉等天然纖維吸濕性優良的原因在於其表面具有大量的親水性基團,根據這個特點,在滌綸紡絲過程中在起表面塗覆大量的親水性物質,可以使得滌綸面料不僅具有良好的吸濕性,並且具有一定的抗靜電性。

【圖為經過親水處理的滌綸面料產品】

……

因此我們說,天然纖維為合成纖維的發展提供了很多思路和靈感,沒有天然纖維迥異的性能,也就沒有合成纖維技術的突破。

天然纖維和合成纖維各有優勢,生活因二者而美好,缺了任何一方都會對生活造成極大的不便。

以上。

【是否的回答(2票)】:

恰好去年台北紡織展上有參加過一堂美麗諾羊毛的推介會,會上有以下兩張圖印象深刻(第一張是隨便搜的,不是原版),會上提到這種羊經過多代選育,目前的羊毛可以做到18~20微米的穩定品質,試想化纖要如何才能做到下圖這般多樣的復合結構啊?而且化纖被熱水燙就會收縮,貼身時遇到高溫完全就是難纏的燙傷,所以除了專業的耐高溫防火纖維外,羊毛是最適選擇。更多參數看第二張圖。

Australian Wool Innovation

其實仿生學在沙線領域的應用也蠻多的,不要對天然纖維太失望。

另外嫘縈在針織布領域屬於比較難織的一類,但三里屯那個熱鬧的品牌今年推出的內衣系列因為採用了97%的棉混3%的嫘縈而獲得了超讚的觸感,可以去專賣店感受一下(這句有廣告嫌疑,所以改掉了品牌名字,這樣不算違規了吧O(∩_∩)O~)

PS:圖片看來是傳不上來了,上外鏈大家自己看吧 裝備者論壇 - Powered by Discuz! Board

標籤:-紡織學 -紡織業 -紡織材料


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