##职业技术学院
毕业论文
题目：散棉纤维活性染料染色
。
院系：轻工分院
专业：现代纺织
姓名： # # #
指导教师：张惠莉
二零一二年五月
摘 要
经过本人实习在石河子华孚纤维有限公司，工艺调色岗位的半年学习里，在华孚基层领导及工艺师傅们的帮助与指导下，本人对染整工艺有一个细致的了解和总结，本文结合自己在华孚工艺调色岗位半年的学习，主要介绍了棉花的性能与品质，活性染料性能，以及散棉的染色原理，经过活性染料的性能与散棉的结合如何达到合格的半成品，为了进一步满足品种的多样化和色泽鲜艳度以及各种牢度的需求，需要对散棉进行前处理、染色、后处理、固色上油等工序，活性染料具有染色方便，色泽鲜艳，色谱齐全，匀染性能好，湿处理牢度稳定等优势，华孚公司采用的是散棉先染色后纺纱，公司领导介绍说，对散棉先进行染色后纺成纱线，即达到环保要求，把排污量降到最低，又可对市场所需流行的颜色有很好主动性，能够根据市场需要，及时对纱线的纤维色比组合以及颜色的色系调整，这样方能得势市场和满足消费者需求的多样化！
关键词：散棉纤维、染色、活性染料、质量。
目录
第一章．散棉纤维、活性染料性能与散棉纤维的染色原理
1.1散棉纤维的性能
1.2活性染料的性能和散棉纤维的染色原理
1.3散棉纤维的染色原理
第二章．散棉纤维染色工艺
2.1染色工艺流程
2.2染色工艺
第三章．散棉纤维染色出现的质量问题分析
3.1染色中产生的色花、色差、缸差的原因
3.2对染色中产生色花、色差、缸差所采取的措施
结束语
致谢
第一章．散棉纤维、活性染料性能与散棉纤维的染色原理
1.1散棉纤维的性能
棉纤维是属于一种天然纤维素纤维,它具有手感柔软、吸湿性好的优良特点也是市场主导纤维之一，棉花的常规质量指标主要有：长度、棉细度、强度、成熟度、含水、含杂、色泽，轧工质量等。散棉染色或漂白时，需要根据棉花的品质性能，来决定所用的染化料助剂配方用量，和跟棉花及所用染料相对应的染色工艺曲线。棉花的成熟度、色泽、轧工质量分为7个品级，即1~7级，3级为品级标准级，用于散棉染色的棉花最好优于3级以内，也就是华孚染色用棉时常分的3个A、B、C棉细度，A细度棉染色效果最佳。染色用棉时应选择马克隆值（成熟度和细度）适中的棉花，其纤维的成熟度较高，天然扭曲多，有助于纤维间的抱合，强度和弹性好，染色上色率一致，匀染性好，相对后续成纱质量也较好。马克隆值过低的棉花成熟度比较差，染色性很差，染色时上染率很低，上色不均匀，容易产生色花。
1.2活性染料的性能
活性染料的性能主要包括有，溶解性、直接性、扩散性与反应活跃性四大要素。
（1） 溶解性：
品质好的活性染料应有良好的水溶性，染料的溶解度和配置的染液浓度，与选用的浴比大小，加入的助剂量，化料时的温度等因素有关。
（2） 直接性
直接性是指活性染料在染色过程中，被纤维的吸收能力和上染率，染液是通过浸染，以染色助剂辅助转移到纤维之上。
（3） 扩散性：
扩散性是指染料向纤维内部的移动能力，温度与时间有利于染料分子的扩散，染色过程中扩散系数越大，反应速率和固色率也越高，匀染性和透染程度也越好。
（4） 反应活跃性：
是指在染色过程中，染料和纤维间产生的反应与结合。染料的反应活跃性也取决于棉花的品质和染色时的温度、时间与PH值等因素。
1.3散棉纤维染色原理
散棉纤维染色原理，是通过不同纤维的性能与纤维的品质，染料与助剂，设备与工艺几大要素相结合。石河子华孚采用的是染液浸染泵力穿透循环式染色。染色前需对纤维的品质性能进行检验，根据纤维的品质，来调出工艺配方以及制定工艺曲线，对纤维的检验，主要也就包括棉纤维的长度、棉细度、强度、成熟度、含杂率、色泽度等指标。进行染色时，所用染料与助剂，是指根据所需要染的颜色与棉花的品质指标，来决定染色时的配方以及助剂的用量。设备是指染色采用的染色机，散棉染色设备一般采用的是敞口式染缸，由主缸、副缸，染笼组成。设备原理是染液通过泵力对棉花的穿透循环。工艺是指染色生产时所用的工艺，所用工艺是根据棉花的品质，染料的性能，所要染的颜色，所用的染化料助剂，所需要的温度曲线等，制定出的整个染色工艺要求。
第二章．散棉纤维染色工艺
2.1染色工艺流程
生产车间根据每日排单计划安排，将所要投染的纤维均匀的装入染笼内，调入染色机中，通过漂白或染色处理，将原棉纤维加工为漂白棉或色棉，具体生产工艺工序流程依次为：配棉→装缸→入染（包括染色过程中的后处理，固色上油）→脱水→烘干→打包→品质检验。
2.2染色工艺
散棉染色工艺依次工序为：精炼前处理（煮棉）→染色→后处理（水洗、PH中和、皂洗、热洗水洗）→固色上油。
(1) 精炼前处理：
天然散棉纤维中存在有较多的油脂蜡质，果胶等杂质，纤维较黄，渗透性也差，为了使棉花有较好的吸水性，以利于在染色中，染料的吸附、扩散，需要对棉花进行煮棉处理，以去除纤维表面的油脂蜡质，果胶等杂质，对棉花的煮练是根据所要投染的颜色，所使用的精炼剂，或者其他煮棉助剂，选择最佳温度和时间进行煮练。精炼后棉花纤维表面较为洁净，吸水性好，且在后续染色中，染液能迅速均匀的渗透其纤维内部，达到和提高染色质量的目的
散棉煮练工艺：
1℅ 煮棉剂 70℃×25′
↓
排水
(2) 染色：
把前处理好的棉花，对将要染的纤维重量和颜色，进行配染色所用的各种染化料助剂，根据染化料助剂的性能和所要染的色系，来制定染色的温度与时间。首先把配好的染料，在副缸放水进行搅拌溶解，溶解充分后加入主缸染棉中，染料在染棉中循环10~20分钟后，每10分钟一次分3次，依次加入1／7，2／7,4／7的元明粉。元明粉加完根据所染颜色进行升温，温度的高低标准是根据所染颜色和所用的染料来定的，活性染料通常有60度，80度，85度，95度等染色温度。在达到染色温度要求后，每10分钟一次分3次，依次加入1／7，2／7,4／7的碱。碱加完后，根据颜色的要求来决定所需保温运行时间。保温运行时间结束后，染色也随着排染液而结束进行下到工序。
散纤维染色工艺曲线 ： 1∕7 2∕7 4∕7
60℃ ↓ ↓ ↓ 60′
染料 1∕7 2∕7 4∕7 1′×1℃ 每10分钟加一次碱
35℃↓ ↓ ↓ ↓ 排染液
每10分钟加一次元明粉
(3) 后处理：
染色后有大量染液浮色，盐碱等物质沾附于纤维表面，需要通过充分水洗，过酸中和，加入皂洗剂皂洗，热洗，水洗，来去除纤维表面浮色与盐碱等物质。水洗次数，中和与皂洗的温度、时间，酸和皂洗剂的用量，是根据酸和皂洗剂的浓度和性能，所染颜色，所用的盐碱用量来定的，其后处理目的，就是为了达到染色所需颜色的各项牢度质量指标。
散纤维后处理工艺曲线：
一次水洗 二次水洗 三次水洗 50℃×15′
1.5﹪酸中和
95℃×15′ 水洗 95℃×10 ′ 80℃×10′
1.5﹪皂洗剂 热洗 热洗
一次水洗 二次水洗 三次水洗
水洗次数和使用的温度与时间根据颜色深浅而定，以上是深色使用曲线
(4) 固色上油：
中和、皂洗、清洗工艺结束后，纤维表面仍有浮色很难洗除，所以需要通过固色剂来加以改善，把上染的颜色牢牢固住，使其不掉色。固色剂多为高分子螯合物，它能在纤维表面形成保护膜，使染料和纤维紧密结合，达到各项牢度指标要求，它的牢度指标要求包括有：水洗牢度，干、湿摩擦牢度，日晒牢度，汗渍牢度，沾色牢度等等。因为此前经过煮棉、染色、皂洗，纤维表面的蜡质被破坏，造成手感很硬，固好色后，同时需要上油剂柔软、抗静电处理，来加以改善纤维的手感和后续纺纱的可纺性。固色剂，柔软油剂，抗静电剂的用量，与使用的温度和时间，是根据颜色的深浅而定。
散纤维固色工艺曲线
1.5﹪柔软剂
1℅抗静电剂
50℃×10′ 5′ 10′
2﹪固色剂
排水
双氧水漂白工艺曲线：
水洗一次 1﹪片碱 8﹪双氧水 95℃×60 ′ 水洗一次 50℃×10′ 50℃×10′ 水洗一次
1﹪酸中和 0.2﹪保险粉
以上是本人在华孚工艺调色岗位，半年学习期间用到的染色工艺曲线
第三章．散棉纤维染色出现的质量问题分析
3.1染色中产生的色花、色差、缸差的原因
（1）染色中产生的色花主要问题有：
装笼时，棉花的装笼不均匀，所投入棉笼里的棉块时大时小，或者是装笼重量超负荷使棉饼的密度太大，导致煮棉或染色时染液不易渗透。煮棉时，加入的助剂用量不够，或者是煮棉温度与时间没到位，产生棉煮不透或煮不均匀。染色时，化染料的时间或温度没到位，导致染料未得到充分溶解就加入染缸进行染色。主缸染液浴比太少或泵力压力太小穿透循环不均匀。加入的元明粉和碱的用量未按时按量，使上染不稳定或上染不均匀。过酸时中和时间或温度没到位，导致中和不均匀。皂洗时，所加入的皂洗助剂不匀，或温度升温过快，导致纤维与温度的结合反应过大，固色上油时，加入的固色剂不均匀，使棉与固色剂接触不匀，或者是浮色为洗干净就进行固色，一般固色时出现的色花表现在棉饼的中心，也就所谓的笼芯，以上每个环节都是染色时产生色花的致命因素。
（2）染色中产生的色差，缸差的主要问题有：
缸与缸所用的染料有出入，一般染料的出入误差，出现称料员或者称料所用的电子秤，称染料重量不一致或者是称料的电子秤计量失真，导致染出色棉出现缸差，染料重量不一致的缸差，最终是导致色棉缸与缸之间的深浅不一致。装笼工在装棉饼时，缸与缸的重量装的不一致，重量有多装或少装，导致深浅上的色差和缸差，煮棉时的温度和时间缸与缸的偏差，染色时的所用染液浴比大小，缸与缸的不一致，所加入的染色助剂或元明粉和碱时间不一致，保温运行时的温度与时间不一致，中和，皂洗时，加入的用量不一致或温度与时间不一致等等。以上每个环节，不管是人为的因素或设备的误差，均可导致出缸色棉的色差和缸差。
3.2对染色中产生色花、色差、缸差所采取的措施
（1）对染色中产生的色花所要采取的措施主要有：
在装笼时，装笼棉花要均匀，投入棉块大小要一致，对装笼的密度进行合理调节。煮棉时，加入的煮棉精炼剂用量，温度与时间要到位。染色时，化染料要充分溶解，主缸染液浴不能太少，染缸主泵的泵力不能过小，加入的盐碱用量要按时按量不可随意性，过酸中和时间和温度要到位充分，皂洗时的温度要控制好，不能升温过快，避免升温过快导致棉与温度的结合反应过大，固色上油时，对固色剂要充分稀释均匀的加入。以上每个环节在染色过程中都是控制色花的重要点。
（2）对染色中产生的色差、缸差所要采取的措施主要有：
对缸与缸所用的染料重量误差要减到最小，浅色重量误差不得超过2克，深色用量不得超过10克，需经常对计量电子秤进行标准砝码校正，控制好装笼的重量误差，缸与缸的重量误差不得超过5公斤。煮棉时的温度与时间缸与缸要一致。染色时的染液浴比大小要保持一致，染色时所用到的染色助剂，或元明粉和碱的用量要一致，按时按量的加入。保温运行时的温度与时间要一致。中和，皂洗时加入的用量，温度和时间缸与缸要确保一致。以上的这几个环，如果控制把握得当，均能减少色差和缸差的出现。
结束语：
三年的大专生活一转眼就这样已走入了尾声，我的校园生活同时也就要划上句号，而我的人生却只是一个逗号，从这里走出，我心无比的不舍和眷恋，不过随着校园生活的结束，对我的人生来说，恰恰只是我踏上社会的第一步，也是我人生道路一个新征程的开始。我要把所学到的知识应用到实际工作中去，这样才不会辜负老师们的教诲和父母的期望，同时也是去实现我人生价值的一个体现。
回首这三年，生活和学习中有快乐也有艰辛。感谢老师这三年来，孜孜不倦的教诲和对我成长的关心与爱护。
三年了仿佛就在昨天，学友情深，情同姐妹。这三年校园的风风雨雨，我们一同走过，充满着关爱和欢乐，只是今后大家各奔前程，很难有机会像以前一样一起学习，一起打闹了。希望大家都能在这社会上活出自己的精彩，活自己的价值。这三年的相处，将给我留下太多值得珍藏的最美好的记忆。
经过在石河子华孚纤维有限公司，调色工艺岗位的半年学习和工作中，通过我对工作的认真和刻苦学习，我终于完成了我的《实习论文》，里面记录的都是我这半年所学到所了解的染整知识，虽然我的实习论文写得不是很华丽或者还有很多不足之处，但我可以很自豪的说，这里面所记录的都是我从离开学校到工厂实习半年的汗水和劳动。
致谢：
在这里我首先感谢我的父母，在我的十几年求学历程里，离不开父母的鼓励和支持，是他们辛勤的劳作，无私的付出，为我创造良好的学习条件，才能顺利完成我的学业，感激他们一直以来对我的抚养和培育，今后我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬和报答他们。
我衷心感谢校方各级领导，你们的严谨、细致，认真的态度，以及一丝不苟的作风，是我今后人生和工作中学习的榜样，同时也特别要感谢张惠莉老师，感谢她这三年来的教导和爱护，我不是您最出色的学生，而您却是我最尊敬的老师。您治学严谨，学识渊博，思想深邃，视野雄阔，为我营造了一种良好的精神氛围。是她在我毕业和在工厂实习的最后关头，给了我们巨大的帮助与鼓励，在此表示衷心的感激。老师们认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我收益匪浅，这三年的成长将是我以后工作和学习的一笔无形财富。
同时也感谢石河子华孚纤维有限公司，给了我结束学业前实习的一个平台，感谢公司的领导和对我帮助与指导的师傅们，在工作中和生活中是你们对我认真的指导与爱护，让我能够顺利完成的我实习论文。
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51.云南大理扎染视觉审美研究
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76.中日染织花卉纹样研究
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79.湖南传统染织艺术融入室内设计主题空间的教学探讨
80.湖南传统染织艺术资源在服装设计教学中的运用与创新
81.高等院校染织纤维专业教学模式设置与设计大赛互动实践研究
82.天门蓝印花布设计元素在现代服装中的创新应用研究
83.佩兹利纹样在现代家纺设计中的装饰研究
84.中国民间图案色彩的抽象表现
85.染织专业实验教学创新探索
86.我国印染织物产品标准与服装产品标准的差异
87.后申报时期民族传统工艺保护与传承的忧与思--以海南黎族纺染织绣工艺为例
88.丝织物印花中仿蜡染图案设计及工艺的研究
89.中国古代文献中记载的植物染料及其文化内涵
90.从敦煌藻井图案谈现代染织纹样设计
91.服装面料在全球化影响下的仿生设计
92.手绘技法在现代服装设计中的使用
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95.基于数学图形的染织图案设计研究
96.国际旅游岛背景下传统工艺的传承与保护研究--以海南黎族纺染织绣工艺为例
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98.软雕塑艺术语言对我国纤维艺术教育的启示
99.海南纺织史若干问题的探讨
100.可溶PVA伴纺高支纯棉色织面料的生产工艺路线
101.关于纤维艺术设计教学的思考
102.论佛教文化影响下的我国古代染织纹样
103.地域文化主题的染织旅游纪念品设计探讨
104.浅议市场需求对高校染织设计教学的影响
105.基于数字化技术视角下的非物质文化遗产保护研究--以黎族传统纺染织绣工艺为例
106.染织排水对日本青鳉幼鱼和胚胎的毒性效应
107.染织艺术设计专业素描教学改革的思考
108.染织艺术设计专业色彩教学改革的思考
109.地域文化主题的染织设计研究
110.论苗族服饰中龙纹图案染织绣技艺之美
111.染织艺术设计新论
112.关于染织专业学生手工台板印花实践的思考
113.染织美术教学中设计要素浅论
114.从材料的运用看中国染织工艺的发展
115.齐国染织工艺及对后世的影响
116.中国非物质文化遗产的传承与发展--黎族传统纺染织绣技艺
117.浅论中国传统染织中的生命树纹样
118.染织类非物质文化遗产的概念和特征
119.染织设计中的中国画元素
120.作业成本法在染织业的推广与应用
121.手工染织文化遗产的文化内涵与价值
纺织材料生态化及其发展趋势
摘 要:从采用绿色原料、利用生物技术和开发可降解纤维3方面,综述了纺织材料生态化的发展现状,指出循环材
料开发和使用是纺织生态材料发展的趋势。
关键词:纺织材料;绿色;生态化;趋势
目前在全球可持续发展战略影响下,许多国家都在致力于
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
出纺织用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。纺织材料生态化已成为全世界关注的发
展方向。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生
态材料发展的趋势[1~2]。
1 采用绿色原料开发生态纤维
利用绿色原料开发生态纤维已成为获得生态型纺织材料的
主要途径和研究、开发热点。从食用的香蕉、小麦、大豆、玉米、
牛奶、虾、蟹等到木材、昆虫、蜘蛛都成为了生态纤维材料的来
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3种[3]。
1·1 利用原生态自然物开发生态纤维
自然界中原生态的物质即常规的天然纤维,以其自然本色
和环保特性赢得人们喜爱。但天然纤维并非完全无毒,如天然
纤维在生长过程中所施用的化肥及杀虫剂等化学药品是有害物
质进入的主要途径。目前生态天然纤维主要致力于开发对杀虫
剂和除草剂较少依赖的天然纤维和新型绿色纤维,如有机棉、有
机麻等。同时许多新型原生态的纤维原料如木棉、菠萝叶纤维、
香蕉茎纤维、竹纤维等生态纤维也在积极的开发与应用中。发
现更多的天然纤维材料,进一步扩大天然纤维的可利用性,使天
然纤维材料的发展日益扩大是当前利用原生态的自然物质开发
生态纤维的主要研究方向[4~5]。
1·2 用自然物的提取物开发再生生态性纤维
直接取自天然高分子物质,以自然物质为基础的提取物可
形成绿色环保纤维,如Tencel、Modal、大豆蛋白纤维、牛奶、海藻
酸钠纤维、甲壳素纤维、竹浆纤维等。这些纤维多属于再生纤维
素或蛋白质纤维类,纤维本身主要由纤维素或蛋白质组成,易生
物降解,符合环保要求。有关再生生态纤维方面的研究较早也
较多,许多纤维的开发和应用也较成熟[6]。如甲壳素纤维,所用
甲壳质广泛存在于虾、蟹等水产品和昆虫、蜘蛛等节肢动物的外
壳中,也存在于菌类、藻类的细胞壁中。甲壳质纤维是一种可降
解的环保型动物纤维素纤维,废弃后可被微生物分解。这种纤
维具有生物活性,有良好的吸附性、粘结性、抗菌性和治伤性能。
它是自然界唯一带正电荷的动物纤维,对危害人体的大肠菌杆、
金色葡萄球菌等具有较强的抑制能力,适合制造特殊的医用功
能纤维产品。此外,近年开发的新型蛋白复合蚕蛹蛋白粘胶长
丝纤维,利用与粘胶纺丝原液共混,纤维素形成芯部,蛋白质集
中于表面,构成分子上的稳定结合,形成具有特定皮芯结构的蛹
蛋白粘胶皮芯复合长丝。纤维中蛋白质含量为10%~20%左
右,纤维与皮肤的亲合性好,保健功能显著[7~8]。
1·3 利用原有纤维的再加工开发生态性纺织材料
采用自然原料通过高分子化学合成的方法可加工、生产生
态纤维材料,如聚乳酸纤维(PLA)、聚羟基乙酸纤维(PGA),及
它们的聚合纤维(PLGA)。这些纤维原料资源可再生和重复利
用,使用过程安全。纤维开发途径包括微生物合成生态纤维和
化学合成高分子生态材料。
由微生物合成的聚羟基链烷酸酯、短梗霉多糖、功能蛋白高
分子等都可以纺制成纤维。另外,微生物还可直接用于生产可
生物降解的纤维。如短梗霉多糖(Pullulan)纤维就是以谷物或
马铃薯为原料,由出芽短梗霉产生的一种胞外水溶性多糖(由麦
芽三糖1,6键接形成的聚合物)合成,其强度和硬度等物理性质
与聚苯乙烯相当。Pullulan纤维具有平滑、透明、光泽好、强度高
(与尼纶相当)、无毒、无味、无色、能生物降解的特点,适合作手
术缝合线和医用敷料。还可利用多糖液中培养出的细菌(膜醋
菌)获得直径大于40 nm的生物纤维丝条,用微菌类霉菌体合成
支化营养菌丝或长度达几厘米的由孢子囊柄组成的丝条,分离
纯化后丝条能够织成无纺布,用于湿法无纺布的过滤材料[9]。
化学合成高分子材料是将天然物质通过化学加工方法合
成,如美国杜邦公司2000年10月投产的索罗那(Sorona)纤维
就是以玉米为原料的全新多聚体化合物。其纤维制品在舒适、
耐磨、弹性、抗皱、防护等性能方面,大大优于现有的化纤制品。
制成的人造皮革更柔软,更似真皮,且可回收再利用,为重要的
环保产品。还有以玉米、小麦等农作物为原料发酵成乳酸再聚
合而成的高分子化合物聚乳酸纤维(PLA)等[10]。
2 运用生物技术和基因工程开发生态纺织材料
将现代生物技术巧妙地用于纺织纤维的开发,不仅能有效
地改进现有纺织原料的不足,还可根据需要开发出适合纺织生
产的新型纺织纤维,为纺织原料研发开辟新的途径。
天然彩色棉纤维是美国科学家利用基因改性技术开发出的
一种新型棉花品种,通过将彩色基因移植到白棉DNA中而获
得。彩棉产品省去染色、印花等工序,减少了加工污水的排放和
能源消耗,实现了从纤维生长到纺织成衣全过程的“零污染”。
利用基因改性技术可生产抗虫棉,避免农药对环境及棉本
身造成危害。中国农科院等单位将苏芸金杆菌的毒蛋白基因转
入棉细胞内,培育出了十多个抗虫棉品种,能产生一种对抗鳞翅
目昆虫的毒素,抗棉铃虫能力达80%以上。此外,转基因抗蚜
虫棉、转基因抗虫抗病棉也相继培育成功,已在我国实验推
广[11]。
利用现代生物、基因工程技术还可向棉纤维中引入其他成
分,形成天然多成分棉,改善棉纤维的性能。如利用在棉纤维中
腔内具有可生物降解的聚酯内芯来生产天然的涤棉混合纤维,
或引入动物纤维蛋白,从而形成含动物纤维的天然多成分棉,对
改善棉纤维自身的不足,提高棉纤维的性能有很大贡献[12]。
五彩丝、彩色羊毛的取得主要靠蚕的基因突变。利用染色
体技术把需要的基因组合输入家蚕体内,培育出能吐彩丝的新
蚕种。选择合适的彩色基因导入绵羊体内,也可培育出具有天
然色彩的彩色羊毛[13]。
运用现代生物技术还可扩大纤维的生产。例如,蜘蛛丝因
具有超高强力是开发高强织物的理想原料,但如何获得大量的
蜘蛛丝来满足纺织生产的需要就成了产品开发过程的难题。为
此,加拿大Nexia公司将从蜘蛛丝蛋白中分离出的有关基因转
入奶牛和山羊的乳腺细胞中,从其分泌的乳液中获得经过重组
的蜘蛛丝蛋白,并从中提取到与蜘蛛丝性能相似的丝蛋白纤维。
此外,还可利用微生物发酵技术从蜘蛛丝蛋白中分离出有关基
因,人工重组到可以用发酵法大量生产蛋白质的诸如大肠杆菌
或酵母菌等微生物体内,在其细胞中产生蜘蛛丝蛋白[14~15]。
3 可生物降解材料开发
可生物降解纤维是指在一定时间和适当的自然条件下能够
被微生物(如细菌、真菌、藻类等)或其分泌物在醇或化学分解作
用下发生降解的纤维。可生物降解纤维制成的纺织品,通常在
微生物作用下,可分解为二氧化碳和水等对环境无害的物质,是
理想的石油类纤维材料替代品。降解采用的方法有堆肥降解、
土地埋入降解、在活性污泥中降解、海水浸渍降解,以及在聚合
物中通过添加组分进行共聚来加速降解等。目前美、欧、日对可
生物降解纤维的研究处于领先地位,我国的研究起步较晚[16]。
常见的天然纤维及目前研究较多的纤维素纤维、蛋白纤维、
甲壳素纤维、淀粉纤维等都具有良好的生物降解。而合成纤维
可降解中较大的一类是水溶性聚合物,它是一种亲水性的高分
子材料,在水中能溶解或溶胀形成溶液或分散液,其分子链上一
般含有一定数量的强亲水基团(如羧基、羟基、氨基、醚基和酞胺
基等)。常见的生物降解性合成高分子有聚乙烯醇(PVA)、聚丙
二醇(PPG)和聚乙二醇(PEG)等。聚乙烯醇(PVA)是人们最熟
悉的水溶性高聚物,它在纤维和纤维改性及制作膜材料等方面
都有广泛的应用。Planet Packaging Technologies公司用PEG
共混制造生物降解高分子材料。美国Air Product & Chemical
公司也开发了一种商品名为Vinex的材料,它是由聚乙烯醇和
聚烯烃、丙烯酸酯接枝聚合而成,材料具有可降解性[17-18]。
另一类是利用自然界中存在的天然物质经化学加工形成的
合成纤维,如聚乳酸纤维(PLA),虽为合成纤维,但其原料来源
于地球上不断再生而取之不竭的农作物,其废弃物埋入土中后,
在土壤和水中微生物作用下大约经过1~2年时间,纤维可被完
全分解为CO2和H2O从而发生降解[19]。
虽然可降解纤维材料的开发已取得一定进展,但研究进行
得还很不够,也没有取得较大的突破。随着人们生活水平的不
断提高,对可生物降解功能纤维需求的增长,可以预见在新技术
的应用和新材料的涌现下,可生物降解纤维将会被更广泛地应
用[20~21]。
4 生态材料的发展趋势
循环材料最基本的特点就是在主产业链上向前、向后延伸,
实现闭合循环发展,使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,产
业发展可持续,因此,循环材料的开发和利用应是未来生态材料
发展的趋势。最近日本提出了“完全循环型”新概念,要求彻底
实现纤维从原料使用到最终制品回收全过程完全循环。吉玛公
司、杜邦公司对聚酯等装置也提出了“全循环”概念[22]。
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(木、棉、亚麻、竹、麦杆等),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,
且常规合成纤维具有不可再生、不可降解性。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一种最积极的废弃物
处理方法。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[23~25]。
回归自然、适应环境是纺织材料总的发展趋势。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。随着社会的文明
和进步,可认为未来的纺织工业将是绿色生态工业。
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