聚酯纤维的品种与性能特点

聚酯是由有机二元酸与二元醇经缩聚反应制得的一类高聚物，这类高聚物的大分子中均含有酯基。目前，聚酯纤维有三大品种：聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（Polyester，PET）、聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（PTT）及聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维（PBT）。

1.聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（Polyester，PET） 十多年前，主要只有一种聚酯纤维——聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，商品名叫涤纶。涤纶大分子为刚硬的线形大分子，结晶度高，纤维结构紧密，内部大分子上无亲水基团，分子的端基只有很小的吸湿能力。涤纶大分子的化学结构和分子结构决定了纤维具有如下基本性能。

（1）强度高，耐磨性好。强度和伸长略低于锦纶，在湿态下强伸度不变，耐冲击强度比锦纶高4倍，比黏胶纤维高20倍，因此，织物具有很高的强度、坚牢度和耐磨性，其负面影响是涤纶织物易起球，摩擦起毛后毛绒不易断裂，相互缠结成球附在织物表面，劣化织物外观。

（2）初始模量高，回弹性好。涤纶初始模量比锦纶高3～4倍，比强力黏胶高3～9倍；涤纶弹性接近羊毛，伸长5%～6%时变形几乎可以完全回复，且其弹性在湿态下保持不变，因此，其织物不易起皱、形态尺寸稳定、抗皱性和保形性好。

（3）热塑性好，耐热性较好。涤纶有热塑性（可通过加热，人为地控制其形态），利用该性能可以对纺织品进行热定形处理。所谓热定形就是将温度升高到玻璃化温度与软化温度之间保持恒温一定时间，在外力作用下使纺织品形成理想的形态，降温到常温以后，纺织品的形态即可永久固定下来。熨烫就是一种热定形，涤纶的玻璃化温度为67～81℃，软化点为238～240℃，涤纶的安全熨烫温度为135℃。涤纶的熔点为255～260℃，高于锦纶，在150℃的热空气中加热1000h稍有变色，强度下降不超过50%，表现出较好的耐热性，但是涤纶接近火焰时收缩熔融，然后燃烧，所以，穿涤纶织物避免接近火种，否则会引起严重的灼伤事故。

（4）吸水性低。涤纶是一种疏水性纤维，在相对湿度为35%、65%、70%、100%条件下，它的回潮率相应为0.25%、0.4%、0.5%、1%；做内衣时有闷热感，但是其有利的一面是易洗快干、湿润后不粘贴皮肤，适合制作运动服等大量排汗时穿着的服装。

（5）电绝缘性能好。涤纶表面比电阻高，电荷半衰期长，加上吸水性差，所以，容易产生和积聚静电，导致织物吸灰、易脏。

（6）耐光性佳。涤纶耐光性仅次于腈纶，优于其他天然纤维与合成纤维。

（7）耐化学性。涤纶耐氧化剂、漂白剂、醇类、烃类、酮类及无机酸盐等，在98%甲酸溶液及80%硫酸溶液中都比较稳定。但耐碱性较差，耐稀碱而不耐浓碱，涤纶遭强碱作用时，从纤维外侧向芯部溶解，但残余部分纤维的强度和染色性等保持不变，利用此原理开发了目前广泛使用的“碱减量”后处理工艺。

（8）耐生物性。涤纶与其他合成纤维一样，不发霉，不怕虫蛀。

（9）染色性差。涤纶大分子排列紧密，又不吸水，所以染色性能较差，常规涤纶需要高温高压染色。

涤纶由于上述多项优良性能，自问世以来，发展速度超过了任何一种合成纤维或再生纤维，现在已经一跃成为国内外用量最大的纤维品种之一。现在涤纶的品种和加工技术最丰富，有短纤、长丝、多种变形纱、多种异形纤维、超细纤维、复合纤维等差别化品种，特别是后几种差别化涤纶新纤维，给其织品带来了多项前所未有的新特性和优良品质。(www.xing528.com)

2.聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维（Polytrimethylene Terephthalate Polymer，PTT） 聚对苯二甲酸丙二醇酯是20世纪末工业化生产的新型聚酯（Polytrimethylene Terephthalate Polymer，PTT）。PTT高聚物是对苯二甲酸（PTA）和1，3-丙二醇（PDO）经酯化、缩聚得到的产品。

与弹性纤维和变形丝不同，PTT纤维的弹性取决于其分子结构与排列。PTT的分子结构中存在3个亚甲基单元，这种奇数亚甲基结构表现出较PET、PBT更优良的回弹性，见图2-51。它的空间结构由曲折的亚甲基链段和硬直的对苯二甲酸单元组合而成，结果就形成沿纤维轴向的“Z”弹簧特征与易改变的三亚甲基的空间构型，使其具有较好的螺旋弹簧结构。显然，形成弹簧结构的主要原因是“奇碳效应”。“奇碳效应”提供了更多的空间能使苯环不与3个亚甲基处于同一平面，而临近两个羰基的斥力不能呈180°平面排列，只能以120°错开。PTT弯曲的链段长度是完全伸直的75%，受力时大分子链能比较容易拉伸或压缩，外力去除后，能快速地恢复原状。

PTT纤维的模量和断裂强度较PET纤维降低，刚性减弱，柔性增强。断裂伸长率和卷曲收缩率大于PET、PA，是除氨纶外延伸率最高、弹性最好的一种纤维。还有优良的抗皱性、尺寸稳定性、耐气候性、易染色（115℃染深色）等性能。

更值得一提的是PTT/PET的并列复合长丝，二种同族聚合物的亲和力很好，其并列复合纤维结合牢固、不易开裂，而PTT和PET二聚合物拉伸后的回缩率差异很大，这使得其复合纤维呈现如图2-52所示的三维卷曲结构，形状类似卷簧，这类纤维的弹性更多地来自三维卷曲结构，延伸性类似氨纶包芯纱。但是，弹性回复率、耐高温、耐酸碱、耐氯等性能远优于氨纶。所以，在很多氨纶不能满足工艺或质量要求的面料中，PTT/PET的并列复合长丝是更好的替代纤维。

图2-51　PTT、PET、PBT分子结构

图2-52　PTT/PET并列复合长丝的三维卷曲结构

人类在40多年前就在实验室合成了PTT聚合物，但因为1，3-丙二醇的制造成本一直居高不下，PTT聚合物不能产业化。20世纪90年代，壳牌化学和杜邦公司先后实现了1，3-丙二醇的工业化生产，前者用石油化工技术路线，后者用生物化学技术路线，接着在美国和加拿大建立起数条PTT聚合物的生产线，使PTT纤维和纺织品的开发和应用进入了一个新阶段，表2-16为境外化工、化纤企业生产的PTT高聚物与纤维的商品名，国内企业开发的纤维新品有DTY长丝、棉型及毛型短纤、PTT/PET的并列复合长丝等，每年的用量成倍增长。

表2-16　境外化工、化纤公司生产的PTT产品与商品名