毕业论文网
本论文主要论述了发展现状论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
莱赛尔纤维技术和产业现状
一、前言
纤维素是植物细胞壁的主要成分,可来源于树木、棉花、麻类和其他植物,在自然界中分布甚广,取之不尽、用之不竭,纤维素是一种含有大量的醇羟基基团的线型大分子多糖,其由D -吡喃葡萄糖环通过β-1,4糖苷键连接而成（参见图1）.一般来说,含有羟基的有机物大多数易溶于水,如醇、葡萄糖等,但纤维素却不溶于水和大部分有机溶剂.这是由于纤维素分子量一般较大,低则几百,高则上万,且容易形成分子内和分子间氢键,这种作用力会覆盖一部分羟基对水的亲和作用,使纤维素不溶于水或难溶于一般有机溶剂[1].
由于石油资源的日益消减以及受崇尚自然、健康环保意识等因素的影响,人们的目光渐渐转向了再生纤维素纤维.莱赛尔（L y o c e l l）纤维是再生纤维素纤维中的一种.该纤维以植物来源的木浆为原料,经溶剂纺丝方法制成纤维素纤维,再经过纺织成为纺织品从而进入消费市场,其产品能在泥土中完全分解,且生产中所使用的氧化胺溶剂无毒、无污染、可循环使用,整个纤维生产流程环保,溶剂回收率能够达到99%以上,因此L y o c e l l纤维被称为“21世纪绿色纤维”.
二、Lyocell 纤维的性能
L y o c e l l纤维最重要的特性是湿态时也能保持强度（参见表1）,湿强力远胜于棉,其干湿强度比约为85%,强度与涤纶接近,远高于棉和普通的黏胶,无论在干或湿的状态下均具韧性.由于Lyocell纤维具有较高的湿模量,使得其在小至中等负荷作用下产生的变形较小,因此,Lyocell纤维织物具有较高的抗皱性和尺寸稳定性,其缩水率低至１%,并且其可洗性好,多次洗涤后织物的形状不变、尺寸稳定.原纤化是L y o c e l l纤维的独特性能,未处理的Ly o c e ll纤维在湿态下经过机械摩擦会沿纤维轴向分裂出原纤,这种现象可以通过调整工艺进行控制和消除,也可利用此特性,通过对原纤化的控制制造桃皮绒、砂洗、天鹅绒等多种表面效果和柔软触感的织物,这种织物能够开发成光学可变性的时尚产品,具有全新的美感.
从图2的电镜照片中可以看出,L y o c e l l纤维的截面为圆形,内部结构致密[2].与羊毛、棉相比(参见图3),L y o c e l l纤维表面圆滑饱满、光泽度高.同时,L y o c e l l纤维还具有吸湿性、透气性、舒适性、可染色性好、环保等性能,其可纯纺,也可与棉、毛、丝、麻、化纤、羊绒等纤维通过不同的纺织和针织工艺制造出不同风格的混纺织物,织物缩水率低（仅为0.44）.兰精集团新开发的细旦和超细旦天丝纤维还能用于更加高档的服装产品,因此,Lyocell纤维产
品的需求将会不断增加.
三、Lyocell 纤维的生产方法
由于纤维素的刚性分子链和分子内、分子间的氢键网络使其不溶于水和传统的有机溶剂,因此,溶剂的选择对制备纤维素纤维的至关重要.
1939年,美国巴赛尔化学工业学会为叔胺氧化物体系溶解纤维素申请了专利[4],认为这些氧化物对纤维素具有出乎预料的溶解能力.1968年E A S T M A N公司发现N-吗啉- N -氧化物（NMMO）甲醇溶液是纤维素的良溶剂[5].20世纪70年代,NMMO溶剂法制备纤维素纤维由荷兰Akzo Nobel公司研制成功[6].
二甘醇与氨反应生成吗啉后,再经化和双氧水（H2O2）氧化,可以得到一种脂肪族环状叔胺氧化物,即NMMO.图4显示了NMMO中的纤维素溶解过程,由于N - O键具有强极性,能够断裂纤维素分子间的氢键,形成氢键络合物和离子相互作用,使得NMMO对纤维素产生很强的溶解能力并不产成纤维素衍生物[7].
为了降低溶剂使用成本,还可以使用含一定量水的NMMO.在纤维素与NMMO的电子给体-受体(electrondonor-accePtor,EDA)相互作用中,水可以作为溶剂活化点,通过氢键与纤维素羟基中的氧原子、氢原子以及溶剂NMMO·H2O中的H2O分子之间的相互作用,达到有效溶解纤维素的目的.
20世纪80年始,NMMO溶剂法制备纤维素纤维技术在奥地利兰精公司和英国Courtaulds公司进行了广泛的工业生产.1989年,国际人造纤维和合成纤维标准化局（BI）命名使用该方法制备的纤维素纤维为Lyocell纤维.1998年,Acordis公司成立,其是由Akzo Nobel公司与Courtaulds公司合并而成的.2004年,兰精公司又与Acordis公司合并成为兰精集团,并注册天丝(TENCEL)为其Lyocell纤维的商标.目前,兰精集团已成为全球最大的Lyocell纤维生产厂商.21世纪初,兰精集团使用可不断自然再生的以针叶树为主的木材为原料统一生产TENCEL纤维.其将N-吗啉-N-氧化物(NMMO)与木材制成的浆粕直接混合,再经纺丝、拉伸、水洗、去油、干燥和溶剂回收等工序制成纤维[8] （参见图5）.
采用这种方法能够将纤维素在低于100℃的条件下溶解,有利于提高纤维素的物理性能.虽然NMMO的昂贵,但它的使用缩短并简化了工艺流程,而且目前Lyocell纤维的生产过程基本实现了封闭循环,每吨纤维的NMMO的消耗量已经降至几公斤之内.
2013年,兰精集团建成全球最大的6.7万t / a生产线,目前的产能已达到22万t / a,而包括我国、德国、日本等在内的30多个国家和600余家企业也陆续加入到Lyocell纤维制备技术工业化的开发和生产中来.
四、主要应用
随着对Lyocell纤维认知的不断深入,目前应用范围已经不仅仅满足于服装、家纺等传统领域,防火阻燃、抗菌医疗、造纸与电池隔膜等领域方兴未艾,焕发着勃勃生机.
1. 防火阻燃
兰精集团通过将适量高岭土加入到该纺丝液中,制备了商品名称为T e n c e l l R100[9]的阻燃性L y o c e l l纤维,其可通过16C F R P a r t 1633防火标准,强度为2.0c N / d t e x,延伸度14%,短纤维长度为38mm和51mm,线密度为2.2d t e x,其在230 ～250℃分解,而且成本相对较低.通过图6的透射电子显微镜可以看出,高岭土均匀分布在纤维素纤维基体中,纤维断面的放大照片显示,片状高岭土沿纤维轴向（纺丝液流动方向）取向[10].
该纤维的制备方法如图7所示.该纤维在燃烧时产生的烟雾较少,适用作防火材料、隔热材料、家庭装饰用品等,也可与其他纤维混纺制成绝缘材料、防护服等[11].
兰精集团还开发了粘土阻燃体系[12]、四羟基烷基鏻盐与氨和含氮化合物形成的氧化缩合物的阻燃体系[13]等,也取得了良好的阻燃效果.
2. 抗菌除臭
皮肤细胞的脱落、汗液、油脂等会滋生细菌、产生臭气、污染衣物,在纤维中添加抗菌剂,能在纤维表面形成抑菌圈,抑制细菌的产生,常用银、铜和锌等金属离子.由于均匀分散在纤维中的抗菌剂能缓缓析出,即使在织物洗涤过程中表面抗菌剂被洗掉,新的抗菌剂会从纤维中溢出,从而形成新的抑菌圈,因此,采用抗菌纤维制作的纺织品具有良好的耐洗性.近年来,一些新型抗菌剂,例如3,4,4,-三氯苯脲与二氧化钛的混合物[14]、脱乙酰壳多糖[15]等,在纤维素
纤维中也取得了广泛的应用.
3. 造纸与电池隔膜
由于Lyocell纤维的原料来源广泛易得,不用耗费大量木材,且具有充分的可降解性,可以制成一次性产品,不会对环境造成污染,另外,其良好的吸水性、吸湿性、尺寸稳定性、干湿状态下的强韧性等特点均决定了Lyocell纤维可以用于造纸领域[16,17].
在电池生产过程中,隔膜的隔离性能和离子通过性能可以通过隔膜孔径大小及分布调节.隔膜孔径太小会增大电解液内部电阻,减缓离子的通过速度,影响电池的放电性能,孔径过大,正负极材料颗粒容易通过,从而发生短路[18-20].由于通过合理的打浆工艺实现L y o c e l l纤维充分的原纤化后形成的浆料以亚微米级原纤为主要成分,得到的多孔薄膜孔径较小.将该经过原纤化的L y o c e l l纤维加入到隔膜纸中,能够提高隔膜纸的吸液、保液性能,改善隔膜孔径结构[21-23].
五、我国的产业现状
国外L y o c e l l纤维的制备工艺研究早在20世纪60年代末就取得了较大进展,而我国直到1987年才开始在成都科技大学和宜宾化学纤维厂进行了L y o c e l l纤维纺丝的小试研究,相比之下,从起步时间上,我国就晚了近20年.
20世纪90年代,上海纺织集团、东华大学和德国某研究所进行联合攻关,完成了100t / a产能的小试试验.随后,东华大学、中国纺织科学研究院等科研机构也开始了实验室、小试及中试放大研究.
2006年底,上海纺织控股集团下属的上海里奥纤维企业发展有限公司“生物可降解材料（Lyocell纤维）产业化开发”1 000t/a的生产线正式投产,打破了原有的外企垄断格局,我国的Lyocell纤维的产业化发展迈出了重要一步.
2008年,拥有自主知识产权的新溶剂法纤维素薄膜式溶解—干喷湿纺纺丝成套技术由中国纺织科学研究院开发完成,并通过与新乡白鹭化纤集团的合作,建成了该技术的万吨级技术路线的准工业化生产示范线[24].
2012年12月,保定天鹅新型纤维制造有限公司引进了1.5万t / a产能的Lyocell短纤维生产线, 2014年1月试生产后成为我国第1家实现万吨级Lyocell纤维产业化生产企业.2015年10月,保定天鹅举行了年产6万t的Lyocell纤维项目签约仪式,并将其生产的Lyocell纤维命名为“元丝”[25].2015年5月,山东英利实业有限公司引进国外技术,建成投产了1.5万t/a产能的Lyocell短纤维生产线,并推出了全天然绿色纤维自主品牌瑛赛尔（Incell）.2017年10月,瑛赛尔纤维产品在国际时装周上大放异彩,吹响了莱赛尔纤维国产化进程的号角.
10.3969/j.issn.1008-892X.2017.12.007
参考文献
[1] Klemm D,Heublein B,Fink H P,et al.Cellulose:faseinating biopolymer and sustainable raw material[J].Angew.Chem.Int.Ed.,2005,44,3358-3393.
[2] Fink H P,Weigel P,Purz H J,et al.Structure formation of regenerated cellulose materials from NMMO-solutions[J].Prog.Polym.Sci.,2001,26,1473-1524.
[3] 薛斌.新型纤维发展现状及其在针织上的应用[J].针织工业,2017(2):25-28.
[4] The firm of society of chemical industy in basle.Cellulose solutions and process of making same:美国,2179181[P/OL].1939-11-07.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB等于EPODOC&II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于19391107&CC等于US&NR等于2179181A&KC等于A.
[5] Eastman kodak company.Improvements in solutions:德国,1144048[P/OL].1969-03-05.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB等于EPODOC&II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于19690305&CC等于GB&NR等于1144048A&KC等于A.
[6] Akzona inc.Process for making a solid impregnated precursor of a solution of cellulose:比利时,868735[P/OL].1978-11-03.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于19781103&CC等于BE&NR等于868735A1&KC等于A1.
[7] 张帅.新型溶剂制备再生纤维素纤维及其结构性能研究[D].上海：东华大学,2010.
[8] 李杨,王进美,李彩霞.再生纤维素纤维的研究进展[J].纺织报告,2015（2）:77-80.
[9] Lenzing.Flame-retardant lyocell fibers and use thereof in flame barriers:世界知识产权组织,2011045673[P/OL].2011-04-21.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20110421&CC等于WO&NR等于2011045673A1&KC等于A1.
[10] Bisjak C.新型防火纤维的设计[J].国际纺织导报,2015（8）:6-8.
[11] 罗益锋,罗晰旻.耐热防火纤维的最新进展[J].高科技纤维与应用,2016,41(1):24-39.
[12] Lenzing.Cellulosic moulded body,method for manufacturing it and use thereof:世界知识产权组织,2007022552[P/OL].2007-03-01.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20070301&CC等于WO&NR等于2007022552A1&KC等于A1.
[13] Lenzing.Fireproof cellulosic man-made fibers:世界知识产权组织,2012083318[P/OL].2012-06-28.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20120628&CC等于WO&NR等于2012083318A1&KC等于A1.
[14] Lenzing.Viscose or lyocell cellulose fibers useful for making textiles comprise a deodorizing ceramic material and a bacteriostatic
organic material：奥地利,A147199[P/OL].2003-08-25. https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20030825&CC等于AT&NR等于410806B&KC等于B.
[15] Lenzing.Method for treating cellulose moldings:世界知识产权组织,2009092121[P/OL].2009-07-30.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20090730&CC等于WO&NR等于2009092121A1&KC等于A1.
[16] Lenzing.Use of cellulosic fibers for the manufacture of a nonwoven fabric:世界知识产权组织,2016197156[P/OL].2016-12-15.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20161215&CC等于WO&NR等于2016197156A1&KC等于A1.
[17] 陆燕华,唐宝华,汤人望,等.天丝纤维在医疗用纸生产中的应用研究[J].华东纸业,2011,42(6):20-23.[18] L e nzing.Battery separator:世界知识产权组织,2014127828[P/OL].2014-08-28.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20140828&CC等于WO&NR等于2014127828A1&KC等于A1.[19] Lenzing.Battery separator:世界知识产权组织,2013159948[P/OL].2013-10-31.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?DB等于EPODOC&II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20131031&CC等于WO&NR等于2013159948A1&KC等于A1.
[20] 单洪琛,王宜,龙金,等.天丝纤维原纤化对纸页吸液性能和孔径的影响[J].造纸科学与技术,2017,36(l):12-16,27.[21] Kuraray co.Separator for alkaline batteries:美国,5366832[P/OL].1994-11-22.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于0&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于19941122&CC等于US&NR等于5366832A&KC等于A.
[22] Kuraray co.Separator for alkaline battery, and battery using the same:日本,特开2004-103459[P/OL].2004-04-02.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于1&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20040402&CC等于JP&NR等于2004103459A&KC等于A.
[23] Kuraray co.Separator for alkaline battery and alkaline primary battery：日本,特开2006－ 236808[P/OL].2006-09-07.https://worldwide.espacenet.com/publicationDetails/biblio?II等于1&ND等于3&adjacent等于true&locale等于en_EP&FT等于D&date等于20060907&CC等于JP&NR等于2006236808A&KC等于A.
[24] 王乐军,刘怡宁,房迪,等.Lyocell纤维的国内外研发现状与发展方向[J].纺织学报,2017,38(4):164-170.[25] 牛方.保定天鹅转型记[J].中国纺织,2017（1）:84-86.
发展现状论文范文结:
关于本文可作为相关专业发展现状论文写作研究的大学硕士与本科毕业论文发展现状论文开题报告范文和职称论文参考文献资料。
1、论文现状
2、论文现状怎么写