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纺织新势力:纤维素超短纤维市场新应用
2024-04-29 16:11  浏览:13

     

     纤维素超短纤维(Short Cut Fiber)是一种通常切断长度小于20mm,无机械卷曲,具有一定的强度和韧性的短纤维,具有良好的介质分散性,可用作造纸、填充材料等的纤维增强材料。

     纤维素超短纤维应用领域非常广泛,在环保材料,新能源材料,增强材料等市场均有非常重要的贡献。

下面简单介绍一下纤维素短纤维/纤维素超短纤维的部分市场应用:

①造纸

     造纸术,是中国四大发明之一。西汉时期,人们已经懂得了造纸的基本方法。东汉时,宦官蔡伦总结前人经验,改进造纸工艺,用树皮、麻头、破布、旧渔网 等植物纤维为原料造纸,纸的质量大大提高。

     造纸以纸浆浆粕为原料,添加纤维素超短纤维

  1. 可增强纤维强力,提高纸张撕裂强度,木浆纤维的平均长度大约在1~4m,而涤纶超短纤维的切断长度可以根据需要调节,一般切断长度大于木浆纤维。因此,纸张撕裂强度明显提高。

  2. 提高过滤纸透气度,用做滤纸的一般选用圆形截面的涤纶超短纤维,这是因为这种纤维的表面十分光滑,制成的滤纸透气度高、气阻低,有利于气体和液体等介质的通过并减少压力损失。

     主要产品:化学分析用滤纸、高效真空吸尘器集成袋用纸、饮料一次性用滤纸、食品加工用滤纸、汽车工业用滤纸等。

②可降解食品餐具

     可降解餐具是一种环保型产品,设计用于在自然环境中快速分解和降解。可降解餐具可以在微生物(如细菌、霉菌、藻类)和酶的作用下发生生物化学反应,最终分解成二氧化碳和水,这样的降解过程对环境影响较小。可降解餐具的制作材料主要包括天然材料,如纸、秸秆、淀粉等,这些材料在自然条件下容易降解,有时候也会使用植物纤维,例如甘蔗、小麦秸秆、竹子、芦苇等,通过特殊处理制成餐具。此外,也有以塑料为主要成分,加入淀粉、光敏剂等物质制成的可降解餐具。

     加入纤维素超短纤维,在可降解餐具的稳定性和保形性上都会有所提升,不对热压有任何影响

③宠物用品垫料

     随着生活水平提高和新的消费观念产生,越来越多的家庭饲养宠物,养宠物的好处不胜枚举,养宠物可以降低过敏风险,养宠物可以减轻压力和焦虑,养宠物可以调节情绪改善心脏健康,养宠物可以增强人际关系和社交能力,养宠物可以促进儿童的成长和发展,养宠物可以给老年人带来陪伴和安慰,可是随着宠物越来越多的成为生活的必需品,随之而来的宠物用品也琳琅满目

     超短纤维素纸砖类产品,为天然原料,无尘低敏,抑菌除臭,吸湿透气,久泡不烂的特点,适用于猫砂,吸水垫,小宠物(代替木屑)等

④湿厕纸

     湿厕纸属于湿巾的一个细分品类,相对于普通干纸巾,具有优越的洁净功能和舒适特性,因此逐渐成为厕纸界革命性的新产品,受到越来越多消费者的关注。

     现有的湿厕纸为了保证丢入马桶的冲散性能,其湿巾基布均采用可冲散水刺无纺布,该材料由木浆纤维和短切黏胶纤维湿法成网后,水刺缠结加固成型。该材料按国标gb/t 40181-2021《一次性卫生用非织造材料的可冲散性试验方法及评价》中7.5在晃动箱中测试10分钟,冲散性能达到90%以上视为合格。为保证冲散性能的合格,常规的可冲散无纺布采用70%左右的木浆纤维+30%短切黏胶纤维湿法成网,加入超短纤维素纤维后,在水溶状态下,湿厕纸生产过程中出现不会出现纵向拉断,湿厕纸使用抽取过程中不会出现湿巾易破、拉断的现象,湿厕纸使用过程中不会出现掉屑的情况。

⑤绝缘纸板

     电气工业绝缘用纸板的总称。空气绝缘纸板还须有较高的紧度和耐电压强度,用未漂硫酸盐木浆为原料,经粘状打浆制成,用于电动机、电力仪表等中。通常有空气绝缘纸板和油绝缘纸板等,具有良好的绝缘性、耐热性、耐久性等。

     加入超短纤维后由于纤维素能够承受酸碱性环境的腐蚀,丰富产品使用环境,纤维素超短纤维的特点,易加工,天然环保,增强绝缘材料使用寿命。

⑥电池隔膜

     随着新能源市场的产品越来越多的普及,储电设备的应用也越来越广泛

     电池隔膜是一种薄膜材料,用于分隔电池的正负极,以防止它们直接接触。电池隔膜通常由聚合物材料制成,如聚乙烯或聚丙烯,并具有微孔结构,允许离子在电池内部自由通过,从而维持电池的正常工作。隔膜的主要功能包括防止电池短路,提高电池的安全性,同时允许离子通过以维持电池的正常工作。在电池发生异常,如温度升高时,隔膜可以热塑性变化,关闭微孔,防止电解质通过,从而阻断电流,防止危险情况发生。电池隔膜的制作工艺主要有湿法和干法两种,其中湿法隔膜更薄,有利于提升电池的能量密度。

     电池隔膜 battery separator,是指在电池正极和负极之间一层隔膜材料,是电池中非常关键的部分,对电池安全性和成本有直接影响,其主要作用是:隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过,让电解液中的离子在正负极之间自由通过。

     电池隔膜加入超短纤维增强了极板的机械强度。短纤维作为铅酸电池极板的重要组成部分,在电池中发挥着举足轻重的作用,短纤维是活性物质的骨架,在极板中构成三维网状结构,增强了极板的机械强度。铅酸蓄电池是是蓄电池的一种,主要特点是采用稀硫酸做电解液,用二氧化铅和绒状铅分别做为电池的正极和负极的一种酸性蓄电池。

⑦建筑材料增强方向

  一、增强作用

     建筑材料中添加短纤维可以提高建材的韧性和抗拉强度,增加材料的承载力和抗震能力,使建筑结构更加牢固可靠。

  二、抗裂作用

     在混凝土、砂浆中加入短纤维可以有效地防止裂缝的产生和扩展。短纤维可以改善材料的微观结构,增强材料的内部结构紧密性,同时也可以增加材料的柔韧性,从而有效缓解材料内部产生的应力。

  三、防渗作用

     短纤维可以填充建筑材料中的细小空隙,防止水分或其它液体通过建筑材料的缝隙渗透到室内,保证建筑物的干燥和舒适度。

  四、耐久性和使用寿命

     短纤维可以增加建筑材料的耐久性,延长建筑材料的使用寿命。由于短纤维的加入可以减少材料的内部应力,从而降低材料的老化速度,提高建材的耐久性,减少日后的维护和修缮工作,同时也可以节省维护和修缮的经费。

     总之,建材短纤维的多重作用在现代建筑中发挥着越来越重要的作用。它已经成为建筑材料生产中一个不可或缺的重要组成部分。加入短纤维的建材不仅可以提高建筑的质量,同时也可以提高建筑材料的工艺,节省材料的使用量,对于我们建筑工程的可持续发展也有着重要的意义。

⑧纸浆塑膜

     在限塑、禁塑政策的持续推动下,纸浆模塑产品可降解塑料产品均迎来蓬勃发展。纤维素纤维与纸浆成分相同,均具有再生可降解,对环保和生态有很好的保护作用,加入超短纤维素,对纸浆塑膜产品的可塑性,柔软性,强力都有很大的助力,添加纤维素超短纤维的纸浆塑膜有什么好处:

   1.提供柔软性:由于短纤长度较短,其在造纸过程中可以提供更好的柔软性。这使得最终生产出来的纸张手感更加舒适。

   2.提高吸水性:由于短纤之间空隙较小,使得水分可以更容易被吸附到纸张上。这对于一些特殊应用,比如卫生巾湿巾等具有很大的意义。

   3.增加填充物含量:短纤可以作为填充物添加到造纸工艺中,以增加成品纸张的厚度和质量。

   4.尤其是对特殊的电子产品,具有更好的保护和贴合性

⑨食品包装

      食品包装可按包装材料分为金属、玻璃、纸质、塑料、复合材料等,可按包装型式分为罐、瓶、包、袋、卷、盒、箱等,可按包装方式分为罐藏、瓶装、包封、袋装、裹包以及灌注、整集、封口、贴标、喷码等;可按产品层次分为内包装、二级包装、三级包装……外包装等。

      限塑、禁塑政策是未来发展的主要方向,纸包装制品是以纸浆及纸板为主要原料的包装制品,其所使用的原材料木材、竹等是一种可以采伐并再生的植物;芦苇、甘蔗渣、棉杆、麦秸等则是农村剩余物。这些都是可再培育、重复利用的资源。而塑料包装最终消耗的是石油,石油是不可再生资源。因此,纸包装制品与塑料等其它包装相比较,在资源利用方面更具优势,在市场上享有一个非常好的生态声誉,纸包装制品不但可以重复利用,有许多纸包装制品本身就是用回收的废纸纤维制成;废弃的纸包装制品可以造肥,几个月内就会在大自然的阳光、湿气及氧气之中分解成水、二氧化碳及几种无机物。所以在全球都异常关注我们赖以生存的地球和环境的今天,纸包装制品与塑料、金属、玻璃三大包装相比,被认定为是最有希望、最有前途的“绿色包装”材料,而备受世人的推崇和青睐。

     食品纸质包装中加入纤维素短纤维,对于纸质包装纤维的保型性,耐腐性,耐撕,安全卫生,透气性好,强度高,可定制性强,食品包装纸通常采用较厚的纸张制作,加入纤维素超短纤维具有较高的强度和耐磨性,能够承受一定重量的食品,不易破损,保证食品的安全运输和储存。

⑩隔热纸材料

     普通纸张对低温热量具有一定的隔热作用,因为其内部含有大量空气,而空气是一种较好的绝缘体。然而,对于高温热量,纸张的隔热性能会大幅下降,因为高温会导致纸张内部的空气膨胀,从而增加热量传递。

     专门设计的隔热纸,如陶瓷纤维纸,具有更优良的耐高温、防火阻燃和吸音降噪性能。这类隔热纸的原料和制作工艺使其适用于高温环境,如工业、电器等领域。

     此外,还有专门用于汽车等场合的隔热材料,如汽车锡箔纸,能有效减少车内温度并具有防晒隔热节能的效果。这些材料通过反射或阻隔热量来发挥隔热作用。

     加入纤维素超短纤维的隔热纸,可以做到超薄,保型性好,超短纤维之间存在更多的空气,形成更好的保护隔温层

     总的来说,隔热纸的隔热效果取决于其材质和用途。普通纸张适用于低温环境,而特殊材质的隔热纸加入纤维素超短纤维则适用于高温环境,提供更好的隔热效果。

⑪医疗用品

     医用敷料是用于皮肤损伤的医用制品,它最主要是控制伤口的渗出液,以及保护伤口免受细菌及尘埃的污染。其作用是覆盖、保护受损伤的皮肤,吸收伤口中的渗出液、控制细菌的繁殖和提供有利于创面愈合的环境。对医用敷料提出了新的要求:

  (1)能够保持伤口接触面的温度

  (2)能够控制和吸收渗出物

  (3)对气体和水蒸气有合适的透过力

  (4)能够提供一个细菌阻挡层,营造一个适合于组织生长的良好环境,促进组织生长

  (5)能够阻隔热传导

  (6)使用方便,揭取容易

  (7)无毒、无害、无刺激性

  (8)具有良好的机械性能

纤维素超短纤维在医用敷料的用途:

一. 氧化纤维素织物

     氧化纤维素是一种具有止血功能的纤维素衍生物。采用粘胶纤维织物(大部分为针织物)经过特殊的氧化处理而成。即能止血,又能被人体吸收。在纤维素的葡萄糖基上三个羟基的性质并不相同,因此纤维素的氧化反应十分复杂,大约存在着六种不同的结果,即形成羧基、醛基和酮基三种基团的变化。医用可吸收止血的氧化纤维素主要是形成基,同时需要满足两个基本指标①干态下氧化纤维素中羧酸含量为16%-24%,以保证其止血效果;②氧化纤维素的聚合度为 200-500,这样即可为人体所吸收,又能使其织 物具有一定的强度。

二.不粘纱布

     为了解决纱布与伤口创面粘连的问题。把酸酐加入到纤维素浆粕中,在少量硫酸作用下酯化,可纺成二醋酯纤维素纤维。这种纤维蓬松、柔软,无毒无味,不刺皮肤,在温度20℃,相对湿度65%下其回潮率为6%-7%,与棉纤维的回潮率接近。用这种纤维可以代替棉纤维加工成棉花、纱布和绷带。

     二醋酯纤维素纤维制成的敷料用于患者伤口换药、包扎时,不会与创面血液和渗出的分泌物粘连在一起,干固结痂,影响伤口愈合。避免了换药时因撕脱干固结痂给病人带来的痛苦及其对伤口面产生的再次创伤。为伤口早日愈合创造条件

三.手术显影纱布

     它是一种为医护人员提供快速准确诊断手术纱布是否遗留在病人体内可靠的检测方法和手段的医用敷料。它使用粘附的方法,把粉状硫酸钡直接粘合在纤维上。或者在普通粘胶纺丝液中掺加硫酸钡微粉,共混纺丝,纺出5.55dtex的纤维,其中硫酸钡含量可达55.6%,是一种无毒副作用的手术显影纱布。

     将其产品剪切成形,按常规用量包装。在手术中打开即可使用,即可节省手术时间,又可以通过其中的硫酸钡被X光检测出来。在外科手术使用中,缝合伤口之前,进行一次X光检测,一旦发现将纱布留在体内,则可马上取出。避免了患者因纱布块遗忘在体内而遭受二次手术之痛苦。

四.羧甲基纤维素

     羧甲基纤维素是一种水溶性纤维素衍生物。在羧甲基化处理时,首先用氧化钠水溶液处理纤维素纤维,使纤维素转化成碱纤维素后,与氯乙酸反应,中和用水/丙酮混合溶液及纯丙酮洗涤。控制羧甲基化处理的反应条件,可以把纤维素的甲基化控制在不同的程度。在纤维素的羟基上加上羧甲基后,纤维可以有很高的吸湿性,控制甲基化的程度,可以使羧甲基纤维素纤维具有高吸湿性的同时也能在水中保持纤维状的结构,这样的甲基纤维素制成的医用敷料使用后能完整地被去除。否则,如果反应程度太高,纤维在接触伤口出液时会完全溶解。

     随着社会的不断发展,人民生活质量的改善,医疗水平的提高,创伤领域也在变革与发展,对过去一些传统观点在理论和实践上的突破,都使人类对医用敷料的要求越来越高,尤其是对高性能的新型医用敷料。作为一类具有特殊功能的医用纺织品,已引起国内外广泛关注,其研究和开发方兴未艾,并显示了良好的应用前景。

⑫增强材料领域的应用

     增强材料就象树木中的纤维,混凝土中的钢筋一样,是复合材料的重要组成部分,并起到非常重要的作用。例如在纤维增强复合材料中,纤维是承受载荷的组元,纤维的力学性能决定了复合材料的性能。

     常用的增强材料为高强度、高模量和耐热的纤维状材料及其织物,加入超短纤维状增强材料,可以提高制品的性能,高强度,高刚度,低重量,耐腐蚀,耐磨损

⑬吸附材料

     超吸附纤维是指具有超吸附速率和吸附容量的纤维或非织造物,吸附物包括水、盐水、血和某些高毒性物质。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。纤维素超短纤维的特点就是具有超强的吸附性,吸水性,此外它还具有可降解性,不为环境添负担

     用途有防露材料、电缆或光缆阻水纱、食物的托盘垫、农业和园艺用保水材料、混凝土固化片材、绷带、毒物吸附剂等。主要是口服解毒,对肠胃无刺激性,经医院临床试验证明它对许多药物和高毒性物质如巴比上酸盐、有机磷化物和氯化烃等,具有特殊的吸附能力。

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