Lyocell纤维制备工艺与黏胶纤维制备工艺相比，两者的主要区别在于纺丝溶液的制备和纺丝的工艺。就Lyocell纤维纺丝溶液的制备工艺而言，已经实施了工业化、半工业化的生产工艺大致可以分为3种，即薄膜蒸发溶解技术、卧式全混溶解技术及双螺杆溶解技术。双螺杆溶解技术则是将87%的NMMO/H2O溶液和经超细粉碎的干浆粕混合后，送入具有特殊设计的双螺杆中直接溶解制成纺丝液，我们称其为直接溶解法。......
2025-09-29
Lyocell纤维的物理性能分析
【摘要】：双折射的结果表明，Lyocell纤维比黏胶纤维有更高的取向度，表明Lyocell纤维的纤维轴向规整性优于黏胶纤维。Lyocell纤维因其基本的化学结构所致，构成纤维的基本单元中含有大量的羟基，使它具有良好的吸湿性。Lyocell纤维的吸水率可以达到11.5%，高于棉纤维的吸水率。Lyo-cell纤维还显示了较高的湿模量，这将使Lyocell纤维制造的面料具有缩水小、保形性好的特点。Lyocell纤维在190℃下保持30min，纤维的断裂强度和断裂伸长率分别为原值的88.4%和88.6%，显示了良好的耐热性能。
Lyocell纤维具有卓越的物理性能，表7-1是几种常见的纤维素品种物理性能的比较。
表7-1 常见纤维素纤维的性能比较
纤维素纤维的物理性能除了纤维素自身的聚合度外，与其横截面形状有密切的关系，再生纤维的截面形状则与纺丝工艺相关。棉纤维的横截面呈腰子型，纵向呈扁平带状，并呈螺旋状的扭曲，它是未经加工的天然纤维素纤维，这种物理形态赋予了棉纤维一些特殊的物理性能，其横截面与纵向外观如图7-1所示。
图7-1 棉纤维的横截面与纵向外观
黏胶短纤维的横截面是一个不规则的多边形，呈扁平状，纵向有多条沟槽。黏胶纤维通常采用湿法纺丝工艺，纤维的形成经过了激烈的双扩散过程，使纤维的内部有大量的孔隙。不规则的形状和内部的孔隙造成了多处应力集中点，因此，黏胶纤维的强度较低。尤其当纤维处于湿态时，孔隙处的薄弱环节因为水或其他溶剂的介入而更脆弱，通常黏胶的湿强度只有干强的一半，进而大大影响了它的加工性能，图7-2所示为黏胶纤维的横截面与纵向外观。
图7-2 黏胶纤维的横截面与纵向外观
Model纤维横截面接近腰圆形，纵向表面有较浅的1～2根沟槽，其生产过程与黏胶纤维相似，但所生产的纤维的聚合度较黏胶纤维高，它以榉木制成的木浆为原料，采用了特殊的纺丝工艺，因此湿强度高，具有良好的可纺性和纺织性，它的性能处于黏胶纤维和Lyocell纤维之间。Model沿用了黏胶纤维的生产工艺，因此，生产过程中的污染仍然是一个严重的问题，其横截面与纵向外观如图7-3所示。
图7-3 Model纤维的横截面与纵向外观(https://www.chuimin.cn)
Lyocell纤维是以天然纤维素高聚物为原料，采用干喷湿纺的纺丝工艺制备而成，纤维横截面为圆形或椭圆形，内部无肉眼可见的孔隙，纤维表明光滑，无纵向沟槽。它的强度可以与涤纶媲美，且具有高模量和高的湿强度，其横截面与纵向外观如图7-4所示。
图7-4 Lyocell纤维的横截面与纵向外观
张建春等人[1-4]对Lyocell纤维的力学性能、聚集态结构、吸湿性及热性能进行了系统的研究，为合理使用Lyocell纤维提供了有益的信息。
Lyocell纤维的X射线衍射结果表明，它具有典型的纤维素Ⅱ的晶型特征，为三斜晶型，根据衍射强度计算获得的纤维结晶度为54%，较黏胶纤维的结晶度高（40%）。双折射的结果表明，Lyocell纤维比黏胶纤维有更高的取向度，表明Lyocell纤维的纤维轴向规整性优于黏胶纤维。
Lyocell纤维因其基本的化学结构所致，构成纤维的基本单元中含有大量的羟基，使它具有良好的吸湿性。Lyocell纤维的吸水率可以达到11.5%，高于棉纤维的吸水率。吸湿好能够提高织物的穿着舒适性，同时可以减少静电的积累。张建春等[1]对Lyocell纤维、黏胶纤维和棉纤维在水中的膨胀性进行了测试，结果表明，Lyocell纤维具有最大的横向膨胀能力，膨胀率可以达到40%，而黏胶纤维和细绒棉的横向膨胀率分别为31%和8%；纵向膨胀的结果则相反，Lyocell纤维仅为0.03%，而黏胶纤维纵向膨胀达到2.6%。这一数据在某种程度上说明了，用Lyocell纤维制作的服装将具有很好的尺寸稳定性，因为它几乎不产生纵向的膨胀。
Lyocell纤维由干喷湿纺工艺制得，纤维具有较完善的圆形截面和较均一的内部结构，再加上纤维本身具有较高的聚合度，使Lyocell纤维的干强和湿强均高于棉纤维，其干强几乎达到了涤纶的水平，因此，有利于其加工和制备强度要求高的服饰。Lyo-cell纤维还显示了较高的湿模量，这将使Lyocell纤维制造的面料具有缩水小、保形性好的特点。
Lycoell纤维的热学性能直接影响它的加工性能和使用性能，研究其耐热性、热收缩性和燃烧性对确定加工工艺有指导意义，与黏胶纤维相比，由于Lyocell纤维的结晶度高，热分解的起始温度高于黏胶纤维，热失重较少，动态模量变化不大，纤维降强较少，断裂伸长率也可满足加工和使用要求，具有良好的耐热性，且热收缩率低，燃烧状况与黏胶纤维基本相同。Lyocell纤维在190℃下保持30min，纤维的断裂强度和断裂伸长率分别为原值的88.4%和88.6%，显示了良好的耐热性能。在常规纺织加工和正常使用中，服装面料可能遇到的最高温度约在180℃，持续30s左右。因此，Lyoell纤维可适应熨烫加工和使用要求。纤维素纤维不存在合成纤维那样的大量热收缩圈。特别由于Lyocell纤维结晶度高，结构致密稳定，故热收缩率很低，保持了类似于棉、麻等天然纤维素纤维的特性。
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