我國(guó)化纖仿棉的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：

第一階段是從手感、光澤、柔軟度上進(jìn)行仿棉，一般采用梳毛調(diào)、異收縮等方式改變纖維的表面形狀，從而改變纖維的手感；

第二階段是從回潮率上進(jìn)行仿棉，目前市場(chǎng)上的吸濕排汗產(chǎn)品屬于第二代仿棉，主要采用異形截面，然后通過后整理達(dá)到高吸濕、排汗的效果；

第三代仿棉就是目前正在進(jìn)行的超仿棉產(chǎn)品的開發(fā)。超仿棉技術(shù)基礎(chǔ)始于20世紀(jì)80年代的纖維材料設(shè)計(jì)學(xué)，強(qiáng)調(diào)差別化、功能化系列技術(shù)的整合，強(qiáng)調(diào)聚合、紡絲、織造、染整技術(shù)的相互融合。與以往單一差別化技術(shù)或單一功能產(chǎn)品的開發(fā)明顯不同，超仿棉產(chǎn)品不僅在纖維表面形態(tài)和面料風(fēng)格上追求接近棉織物(形似)，更重要的是在面料制品功能上仿棉、超棉(神似)，尤其是在與內(nèi)衣及休閑運(yùn)動(dòng)服裝密切相關(guān)的動(dòng)態(tài)熱濕舒適性能方面實(shí)現(xiàn)超棉。

仿棉產(chǎn)品定位是兼有棉與聚醋(PET)纖維的優(yōu)良特性，達(dá)到仿棉似棉、仿棉勝棉的效果。

通俗地講：看起來(lái)像棉(視覺)，摸起來(lái)像棉(觸覺)，穿起來(lái)像棉(親和性)、超棉(舒適性)，用起來(lái)比棉方便(洗可穿性)。

科學(xué)地講：超仿棉產(chǎn)品要保證纖維具有棉纖維那樣優(yōu)異的柔軟性、保暖性等，還要具有滌綸良好的力學(xué)性能、耐熱性、色牢度，甚至具備抗抗靜電、抗起毛起球、抗菌、阻燃、遠(yuǎn)紅外、抗紫外功能。

本文從光澤、手感、染色性、舒適性等方面對(duì)超仿棉PET纖維的性能指標(biāo)進(jìn)行了解讀。

棉，看上去光澤柔和，有絲光，而未通過改性的純PET纖維，光澤度很高，看上去很亮，制成的織物透明。因此，要做到看上去像棉，就要對(duì)PET纖維的光澤進(jìn)行調(diào)控。纖維是半透明體，其光澤的強(qiáng)弱既取決于表面反射光，又與透射光有關(guān)。纖維的光澤受纖維表面狀態(tài)、纖維橫截面形狀、纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)等因素的影響。大分子取向度好的纖維。內(nèi)部結(jié)構(gòu)較均勻，纖維的反射光強(qiáng)，光澤明亮。

因此，可以通過添加無(wú)機(jī)粒子消光或調(diào)整纖維截面形狀、表面結(jié)構(gòu)等來(lái)實(shí)施對(duì)光澤的調(diào)控。為了使PET纖維接近棉纖維的光澤，可在聚合過程中添加無(wú)機(jī)粒子，無(wú)機(jī)粒子分散在PET中，破壞PET的結(jié)晶和取向，因此使得纖維表面呈現(xiàn)亞光。無(wú)機(jī)粒子的添加量一般在質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%-2.0%，實(shí)際添加量可以根據(jù)產(chǎn)品要求在生產(chǎn)過程中進(jìn)行調(diào)核。

在顯微鏡中觀察棉纖維時(shí)，可以看到棉纖維的橫截面為不規(guī)則的中空(如圖1所示)，并在扁平的帶狀纖維上有許多螺旋形的扭曲，這種扭曲是棉纖維在生長(zhǎng)過程中自然形成的，稱為“天然轉(zhuǎn)曲”(如圖2所示)。這種特性使得棉纖維的手感柔軟、蓬松，觸摸的時(shí)候有暖感。纖維的手感與纖維的模量有關(guān)，棉纖維的模量小，手感柔軟。

PET中含有芳香族的苯環(huán)，分子鏈段的剛性較大，因此手感發(fā)硬。要做到摸上去像棉，就要對(duì)PET的分子鏈段、纖維橫截面、纖維模量進(jìn)行調(diào)控。在對(duì)苯二甲酸與乙二醇聚聚合過程中引入柔性鏈段，可以增加PET鏈段的柔順性，從而改進(jìn)手感。在紡絲階段，一般采用中空、十字、U形噴絲板，終制得異形纖維（如圖3所示)，手感與棉接近。觸摸棉纖維時(shí)有暖感，這主要與纖維瞬間吸濕和熱傳遞有關(guān)，棉纖維表面不平滑，有較多溝槽和凹坑（如圖4所示)，因此纖維在表面能夠形成一層靜止的空氣層。

眾所周知，靜止空氣層的導(dǎo)熱性小于任何纖維材料，因此手觸摸纖維時(shí)有暖感。利用該原理，在后處理過程中對(duì)纖維進(jìn)行適當(dāng)?shù)膲A減量處理，在纖維表面形成凹坑和微孔（如圖5b所示)，能夠儲(chǔ)存大量靜止空氣，以此增加仿棉纖維的暖感。

此外，棉纖維的暖感還因?yàn)槠渌查g的吸濕性能。在與人體接觸時(shí)，棉纖維能將人體表面的氣態(tài)水瞬間吸收，轉(zhuǎn)化成液態(tài)水，同時(shí)放出熱量，使皮膚有暖感。基于該原理，在開發(fā)超仿棉PET纖維過程中，通過添加無(wú)機(jī)粒子，使纖維在與人體接觸時(shí)能將人體表面的氣態(tài)水瞬間吸收，從而產(chǎn)生暖感。

一般纖維做成織物后都要對(duì)其進(jìn)行染色，棉纖維因其分子鏈段柔軟、含有大量的羥基，利于染料分子的進(jìn)入，并能與羥基結(jié)合，因此染色性較PET好。PET纖維因其羥基數(shù)量非常少，且分子鏈段剛性大，不利于染料分子的進(jìn)入，也沒有可以與染料分子結(jié)合的基團(tuán)，因此其染色性能較差。所以在聚合過程中引入磺酸基團(tuán)，利用磺酸基團(tuán)與染料分子結(jié)合，改善PET纖維的染色性能。此外，引入的柔性鏈段及親水基團(tuán)，破壞了PET的規(guī)則性，降低了結(jié)晶度，也提高了纖維的染色性能。

織物的舒適性包括許多方面，其中熱、濕舒適性是舒適性中基本、核心的內(nèi)容?？椢餆?、濕舒適性是人、織物、環(huán)境之間的生物熱力學(xué)的綜合平衡，它是濕氣、濕度、人體活動(dòng)水平、織物的熱傳遞性能、濕傳遞性能、透氣性能等多種因素的綜合協(xié)調(diào)。熱舒適性物理指標(biāo)包括保暖率、熱傳導(dǎo)率、熱阻值等，濕舒適性物理指標(biāo)包括吸水率、回潮率、保水率、脫濕率、芯吸率、透濕率，以及在此基礎(chǔ)上提出的放濕性能等。

4.1 熱傳遞性能

一般材料的導(dǎo)熱性用導(dǎo)熱系數(shù)(λ)來(lái)表示.導(dǎo)熱系數(shù)越大，則該材料的導(dǎo)熱性越高，而其隔熱性或保暖性越低。作為纖維集合體的織物，存在許多氣孔，這些氣孔的總?cè)莘e約為織物的60%-80%，即空氣占據(jù)著織物的大體積。靜止空氣的導(dǎo)熱性小于任何紡織纖維，因此，對(duì)織物的熱傳遞來(lái)講，織物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要?？椢锏臒醾鬟f是一個(gè)復(fù)雜的過程，它包括通過纖維和織物中的空氣、水分傳導(dǎo)熱量以及通過纖維或紗線之間的空隙對(duì)流和輻射熱量4種形式。

4.2 濕傳遞性能

人體散熱時(shí)必須依靠發(fā)汗才能獲得產(chǎn)熱和散熱的熱平衡 ，如果汗汽大量積聚在服裝與皮膚間的微氣候中而不能及時(shí)擴(kuò)散或傳遞到環(huán)境中去，人體將會(huì)感到很不舒服。因此，織物的吸濕性和透氣性與織物的濕傳遞性能密切相關(guān)。

棉織物適合貼身穿著，與皮膚親和，在外部環(huán)境良好的情況下，棉織物非常舒適。棉纖維是一種親水性纖維，親水性能又包括纖維的吸濕和吸水兩個(gè)方面：氣相水受到纖維表面和內(nèi)部化學(xué)基團(tuán)的吸引或物理的吸附即稱為吸濕性，通常用回潮率表示，棉纖維的回潮率在8%左右；若液相水被纖維表面擴(kuò)散或被纖維內(nèi)部吸收，這種特性就稱吸水性。

水分通過織物時(shí)的相態(tài)有氣相和液相兩種：

①液態(tài)水由織物的毛細(xì)作用而傳遞，這種傳遞也稱芯吸傳遞，即由于織物的紗線及纖維結(jié)構(gòu)中存在毛細(xì)管，液相水分（人體分泌出的汗水或自然水)可通過毛細(xì)管作用從織物的一面?zhèn)鬟f到另一面，從而也使熱量傳到織物的另一面；

②由于汗液在皮膚表面蒸發(fā)，當(dāng)接近皮膚一側(cè)的材料與皮膚之間空氣層中的水蒸氣分壓大于周圍環(huán)境中的水蒸氣分壓時(shí).氣相水分主要通過織物內(nèi)紗線間、纖維間的空隙從分壓高的一面向分壓低的一面擴(kuò)散。這種透氣性決定于織物結(jié)構(gòu)及其多孔性和厚度.該傳遞方式是汗液蒸發(fā)擴(kuò)散的主要方式。

棉纖維對(duì)氣相水的管理能力很好，能將人體排出的水分吸收，保持皮膚的干爽舒適，但是對(duì)液相水的管理能力較弱，當(dāng)外部環(huán)境產(chǎn)生變化時(shí)，棉纖維的調(diào)節(jié)性能較差。由于棉纖維的保水率高，因此當(dāng)人體運(yùn)動(dòng)大里出汗后，棉織物雖然能夠?qū)⑺治?，卻無(wú)法將水分排出，造成人體潮濕、悶熱，即棉纖維的脫濕、導(dǎo)濕能力較差?？椢锏膶?dǎo)濕過程實(shí)質(zhì)是液體在織物內(nèi)毛細(xì)孔隙中芯吸流動(dòng)的現(xiàn)象，由潤(rùn)濕、導(dǎo)濕性能決定。

超仿棉PET纖維的性能終要在終端產(chǎn)品上體現(xiàn)，纖維回潮率在1.0%-2.0%之間時(shí)，就能滿足人體舒適的要求。其次，纖維只需要將水分吸收，表面潤(rùn)濕，不需要將水分吸收到纖維內(nèi)部。棉纖維表面含有大里的羥基，與水分子結(jié)合，因此水分不易排出，造成人體潮濕、悶熱。超仿棉PET纖維要同時(shí)提高氣相水和液相水的調(diào)控能力：首先纖維要具備親水性能，只有具備親水性才能將人體排出的水分吸收；其次要有良好的潤(rùn)濕性。通過在聚合過程中添加含有多羥基的單體，控制反應(yīng)率，保證多徑基單體的兩端接入PET大分子鏈，其余的羥基不參與反應(yīng)，可以提高PET纖維的親水性能。另外，結(jié)合細(xì)旦或超細(xì)旦、表面粗糙化、截面異形化、中空化等手段改變纖維表面狀態(tài)，保證纖維或織物具有良好的芯吸效應(yīng)，從而能夠及時(shí)將水分導(dǎo)出，使纖維具有良好的導(dǎo)濕性能，保持皮膚表面的干爽和溫度。如圖6、圖7所示：仿棉親水PET纖維的回潮率較棉纖維低，但是較純PET纖維得到了很大改善；其次，仿棉親水纖維吸濕和放濕達(dá)到平衡的時(shí)問較短，說(shuō)明與棉相比，仿棉親水纖維的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)控能力較強(qiáng)。

綜上所述，將PET纖維從光澤、手感、染色、舒適性等方面進(jìn)行綜合改性，開發(fā)出的纖維綜合了棉的人體親和舒適性與滌綸的洗可穿性等優(yōu)良特點(diǎn)，是新一代的超仿棉纖維。