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常用的六种弹性纤维,你知道几种?

来源:原创 编辑: 时间:2019-07-10 09:29

  定义

  弹性纤维是指具有高延伸性和高回弹性的丝束。最为经典的定义为美国材料实验协会ASTM给出的:“在室温下,材料被反复拉伸到至少为其原长的2倍,并且在拉力释放后,能迅速恢复至原长”的一类纤维,而对聚氨酯材料来说,则指拉伸至原长3倍后,释放拉力能迅速恢复原长的纤维。此外,根据国家及地域的不同,还有一些别的定义。

  在众多的功能品种中,弹性纤维作为一种“朝阳产业”因可赋予人体良好的接触感,在服装的穿着舒适性、蓬松保暖等方面扮演着不可替代的角色,所以在中国乃至世界纺织行业中占据着稳固的地位,而赋予纺织面料一定的弹性已然成为服用纺织品一种必然的发展趋势。

  一、二烯类弹性纤维(橡胶丝)

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       二烯类弹性纤维俗称橡胶丝或橡筋丝,伸长率一般在100 %~300 %之间。主要的化学成分为硫化聚异戊二烯,有良好的耐高温、耐酸碱、耐磨等化学物理性能,广泛应用于袜子、罗纹袖口等针织工业。橡胶丝是早期用到的弹性纤维,由于其主要制作成粗支纱线,所以在织造织物中的使用范围很有限。

  二、聚氨酯纤维(氨纶)

  聚氨酯.jpg

       聚氨酯弹性纤维是指以聚氨基甲酸酯为主要成分的一种嵌段共聚物制成的纤维,我国简称氨纶,美国最初的商品名为Spandex,后更名为莱卡Lycra、欧洲名为Elastane、日本名为Neolon、德国名为Dorlastan。它的弹性来自于其分子结构由所谓“软”和“硬”链段组成的嵌段共聚物网络结构。这种纤维随着嵌段共聚物不同,纺丝工艺不同,形成不同的“区段”网络结构后,弹性和染整加工性能也不同。

  氨纶的纺丝方法包括干纺、湿纺、化学反应纺丝和熔融纺丝法。干法纺丝技术是当前氨纶工业生产最为普遍的方法,具备纺丝速度较快(1000米/分),纺丝纤度小,产品质量好,生产车间面积小的优点,但同时存在严重环境污染和成本偏高等缺点。相反,熔融纺丝技术,不使用溶剂、凝固剂,无废水废液处理问题,生产成本低,具有很大的发展潜力,是目前研究的热点之一。

  氨纶是弹性纤维中最早开发且应用最广,生产技术最为成熟的品种。

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  三、聚醚酯弹性纤维

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       聚醚酯弹性纤维是由聚酯和聚醚共聚物通过熔融纺丝制得的弹性纤维,日本帝人公司于1990年首次生产。聚醚酯弹性纤维与聚氨酯弹性纤维结构类似,也具有“区段”结构特征。“软”链段主要是聚醚链段,柔软性好,链较长,容易伸长变形;“硬”链段则是聚酯链段,相对较僵硬,易于结晶,链较短,在纤维受力变形时起节点作用,赋予弹性回复性能,并决定纤维的强力和耐热性。

  聚醚酯弹性纤维不仅强度较高,弹性也很好,在伸长50%时,中强弹性纤维的弹性已与氨纶相当,熔点也较高,和PET纤维混纺,可以在120~130℃下染色,因此涤纶纤维也可以加工成弹性纺织品。此外,它们的耐光性优良,耐氯漂性、耐酸碱性等都较普通氨纶好。由于耐酸碱性良好,由它和涤纶组成的织物还可进行碱减量加工,以提高织物的悬垂性。

  这种纤维还具有原料便宜、易于生产和加工的优点,是一类较有发展前途的纤维。

  四、聚烯烃弹性纤维(DOW XLA纤维)

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       聚烯烃弹性纤维由聚烯热塑性弹性体通过熔融纺丝制得。美国陶氏化学(DOW Chemical)于2002年推出的XLA是第一种商品化的聚烯烃弹性纤维,由茂金属催化剂催化原位聚合的乙烯-辛烯共聚物(POE)经熔融纺丝制得。它具备好的弹性,500%的断裂伸长,能耐220℃高温,耐氯漂及强酸强碱处理,且具有很强的抗紫外线降解性能。它的生产工艺较简单,原料价格较氨纶低,同时生产过程中几乎不产生污染且易于回收利用。

  由于聚烯烃弹性纤维具备多种优异性能,近年来应用日趋广泛。

  五、复合弹性纤维(T400纤维)

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       CONTEX康泰斯(ST 100复合弹性纤维,市场统称T400弹性纤维)是一种采用杜邦Sorona为主要原料,与普通PET通过先进复合纺丝工艺制成的双组分新型复合弹力纤维;具有自然永久螺旋卷曲及优异的膨松性、弹性、弹性回复率、色牢度以及特别柔软的手感,即可单独纯织,也可与棉,粘纤,涤纶,锦纶等进行交织,形成多种多样的种类风格。它不仅解决了传统氨纶丝不易染色,弹力过剩,织造复杂,面料尺寸不稳定,以及在使用过程中易老化等诸多问题,且可以直接在喷气、喷水、箭杆织机上织造,不必像氨纶那样须先做成包覆纱后才能上机织造,降低了纱线的成本,提高了产品的质量均一性。

  六、硬弹性纤维

  硬弹性纤维.jpg

       上述弹性纤维都属软弹性纤维,在较低应力下就发生较大的变形和回复。从热力学角度分析,弹性来自分子链的自由度(或混乱度),即体系熵值的变化,因此上述纤维的结晶度都很低。但是在特殊加工条件下制得的某些纤维,例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等纤维,虽然在低应力下不易变形(因为它们有较高的模量),但在较高应力下,特别是在较低温度下,也有较好的弹性,故这类纤维被称为硬弹性纤维。

  硬弹性纤维的变形和回复较弹性纤维有明显区别。例如硬弹性PP纤维经拉伸回复后立刻进行第二次拉伸,其模量和强度要下降很多,但如果去除应力后放置一段时间,或升高温度使其充分松弛后进行第二次拉伸,则其变形回复与第一次的曲线基本接近。这是由于该硬弹性纤维拉伸和回复时,不仅发生前述软弹性纤维卷缩分子长链段的拉伸和回缩变形,而且在拉伸过程中还伴随一些微孔结构的变化,它们的晶片网络结构也发生了变化。只有这些结构变化逐渐恢复后,才能回到原来的状态,故它们在较高压力下才发生变形回复,称为硬弹性纤维。

  目前,硬弹性纤维在纺织品中应用不多,但由于其弹性特点不同于软弹性纤维,因此可开发一些特殊的纺织品。