二、 合成纤维
合成纤维是用天然的或人工合成的高分子化合物为原料经化学纺丝而制成的纤维。常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、氨纶、芳纶等。
根据纤维的用途,习惯上人们又将合成纤维分为:普通合成纤维、特种合成纤维。普通合成纤维包括涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶等;特种合成纤维有芳纶、氨纶、碳纤维等。
(一)涤纶
涤纶是合成纤维中最重要的品种之一,它是我国聚酯纤维的商品名称。涤纶是以对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)和乙二醇(EG)为原料经酯化或酯交换和缩聚反应而制得的成纤高聚物——聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),经纺丝和后处理制成的纤维。涤纶的用途很广,大量用于制造衣着面料和工业制品。
涤纶具有极优良的热定形性能,涤纶纱线或织物经过定形后生成的平挺、蓬松形态或褶裥等,在使用中经多次洗涤,仍能经久不变。
1. 涤纶的性能
(1)强度高。短纤维强度为2.6~5.7cN/dtex,高强力纤维强度为5.6~ 8.0cN/dtex。由于吸湿性较低,它的湿态强度与干态强度基本相同。耐冲击强度比锦纶高4倍,比粘胶纤维高20倍。
(2)弹性好。弹性接近羊毛,当伸长5%~6%时,几乎可以完全回复。防皱性好,即织物易不折皱,尺寸稳定性好。弹性模数为22~141cN/dtex,比锦纶高2~3倍。
(3)耐热性好。在常规条件下,纤维热性能稳定。
(4)表面光滑。涤纶内部分子排列紧密,分子间缺少亲水结构,因此回潮率很小,吸湿性能差。
(5)耐磨性好。耐磨性仅次于锦纶,比其他天然纤维和合成纤维都好。
(6)耐光稳定性好。耐光性仅次于腈纶。
(7)耐腐蚀。可耐漂白剂、氧化剂、烃类、酮类、石油产品及无机酸。耐稀碱,不怕霉,但热碱可使其分解。
(8)染色性较差。普通涤纶需要高温高压或者热溶染色的方法才能上色。
2. 涤纶的种类
涤纶的大类品种有短纤维、拉伸丝、变形丝、装饰用长丝、工业用长丝以及各种差别化纤维。
(1)涤纶短纤维分类。
①按物理性能分为高强低伸型、中强中伸型、低强中伸型、高模量型、高强高模量型。
②按后加工要求分为棉型、毛型、麻型、丝型涤纶。
③按用途分为服装用、絮棉用、装饰用、工业用涤纶。
④按功能分为阳离子可染、吸湿、阻燃、有色、抗起球、抗静电涤纶。
⑤按纤维截面分为异型丝、中空丝。
(2)涤纶长丝分类。
①初生丝分为未拉伸丝(常规纺丝,UDY)、半预取向丝(中速纺丝,MOY)、预取向丝(高速纺丝,POY)、高取向丝(超高速纺丝,HOY)。
②拉伸丝分为拉伸丝(低速拉伸丝,DY)、全拉伸丝(纺丝拉伸一步法,FDY)、全取丝(纺丝一步法,FOY)。
③变形丝分为常规变形丝(DY)、拉伸变形丝(DTY)、空气变形丝(ATY)。
(二)锦纶
锦纶又叫“耐纶”、“尼龙”,学名为聚酰胺纤维(polyamide fibre)。由于锦州化纤厂是我国首家合成聚酰胺纤维的工厂,因此把它定名为“锦纶”。 它是世界上最早的合成纤维品种,由于性能优良,原料资源丰富,一直被广泛使用。
1. 锦纶的性能
(1)强力、耐磨性好,居所有纤维之首。它的耐磨性是棉纤维的10倍,是干态粘胶纤维的10倍,是湿态纤维的140倍,纤维的耐用性极佳。
(2)弹性及弹性回复性极好,小外力下易变形,故其织物在穿用过程中易皱折。(www.xing528.com)
(3)通风透气性差,易产生静电。
(4)吸湿性在合成纤维中是较好的,因此用锦纶制作的服装比涤纶服装穿着舒适些。
(5)良好的耐蛀、耐腐蚀性能。
(6)耐热、耐光性一般,熨烫温度应控制在140℃以下。在穿着使用过程中须注意洗涤、保养的条件,以免损伤织物。
锦纶的长丝可制成弹力丝,短丝可与棉及腈纶混纺,以提高其强度和弹性。除了在衣着和装饰品方面的应用外,锦纶还广泛应用在工业方面,如帘子线、传动带、软管、绳索、渔网、轮胎、降落伞等。锦纶织物属轻型织物,在合成纤维织物中仅列于丙纶、腈纶织物之后,因此,适合制作登山服、冬季服装等。
2. 锦纶的种类
锦纶的品种很多,有锦纶6、锦纶66、锦纶11等,其中最主要的是锦纶66和锦纶6。各种锦纶的性质不完全相同,其共同的特点是大分子主链上都有酰胺链,能够吸附水分子,可以形成结晶结构,耐磨性能极为优良,都是优良的衣着用纤维。
(三)腈纶
腈纶学名为聚丙烯腈纤维。国外又称奥纶、考特尔、德拉纶等。
腈纶的外观呈白色、卷曲、蓬松、手感柔软,酷似羊毛,多用来和羊毛混纺或作为羊毛的代用品,故又被称为“合成羊毛”。
腈纶的吸湿性不够好,但润湿性却比羊毛、丝纤维好。它的耐磨性是合成纤维中较差的,腈纶的熨烫承受温度在130℃以下。
(四)维纶
维纶的学名为聚乙烯醇缩甲醛纤维。国外又称维尼纶、维纳尔等。
维纶洁白如雪,柔软似棉,因而常常被用作天然棉花的代用品,人称“合成棉花”。维纶的吸湿性是合成纤维中最好的。另外,维纶的耐磨性、耐光性以及耐腐蚀性都较好。
(五)氯纶
氯纶的学名为聚氯乙烯纤维。国外也称之为天美龙、罗维尔等。
氯纶的优点较多,耐化学腐蚀性强,导热性能比羊毛还差,故保温性强;电绝缘性较高,难燃。氯纶的缺点也比较突出,即耐热性极差。
(六)丙纶
丙纶是聚烯烃纤维中的一个出色的品种,学名为聚丙烯纤维。聚丙烯纤维吸湿率低,不能用常规方法染色,常在聚合物里掺入颜料,熔态时纺制成有色纤维。丙纶耐老化性能很差,必须添加防老化剂以改善其耐日光性能。丙纶可用作地毯、大面积的人工草坪、工业用滤布、工作服以及家用织物(如蚊帐)等,还可与其他纤维混纺制成各种针织物和机织物。
(七)氨纶
氨纶的学名为聚氨酯弹性纤维,国外又称莱克拉、莱卡等。它是一种具有特别的弹性的化学纤维,并已成为发展最快的一种弹性纤维。
氨纶弹性优异,而强度比乳胶丝高2~3倍,线密度也很细,并且耐化学降解。氨纶的耐酸碱性、耐汗性、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好。氨纶一般不单独使用,而是被少量地掺入织物中,如与其他纤维合股或制成包芯纱,用于织制弹力织物。氨纶的耐热性、耐氯稳定性较差。
(八)特种纤维
特种纤维指具有耐腐蚀、耐高温、难燃、高强度、高模量等特殊性能的新型合成纤维。特种纤维除作为纺织材料外,广泛用于国防工业、航空航天、交通运输、医疗卫生、海洋水产和通信等部门。主要品种有如下六种。
(1)耐腐蚀纤维:是用四氟乙烯聚合制成的含氟纤维,1954年在美国试制成功,商品名为特氟纶(Teflon),中国称氟纶。聚四氟乙烯熔点为327℃,极难溶解,化学稳定性极好,在王水、酸液和浓碱液中沸煮而不分解,除在高温下经过高度氟化过的试剂外,几乎不溶于任何溶剂。氟纶织物主要用作工业填料和滤布。
(2)耐高温纤维:有聚间苯二甲酰间苯二胺纤维、聚酰亚胺纤维等,其熔点和软化点高,长期使用温度在200℃以上能保持良好的性能。
(3)高强度高模量纤维:如1968年美国研制的凯夫拉尔,是将聚对苯二甲酰对苯二胺制成液晶溶液,通过干-湿法纺丝制成的纤维,中国称芳纶1414,可用作飞机轮胎帘子线和航天、航空器材的增强材料。以粘胶纤维、腈纶、沥青为原料经高温碳化、石墨化可以得到高强度、高模量碳纤维,用碳纤维制成的复合材料,是制造宇宙飞船、火箭、导弹、飞机的结构材料,在原子能、冶金、化工等工业部门和体育运动器材方面也有广泛的应用。
(4)阻燃纤维:芳纶1313纤维(Nomex纤维)、酚醛纤维、PTO纤维等,在火焰中难燃,可用作防火耐热帘子布、绝热材料和滤材等。
(5)功能纤维:改变纤维形状和结构使其具有某种特殊功能,例如,将铜氨纤维或聚丙烯腈纤维制成中空形式,在医疗上可用作人工肾透析血液病毒的材料。聚酰胺66中空纤维用作海水淡化透析器,聚酯中空纤维用作浓缩、纯化和分离各种气体的反渗透器材等。
(6)无机纤维:近代工业的发展需要耐高温、高强度、电绝缘、耐腐蚀的特种材料,为此人们试制出了一系列无机纤维,如玻璃纤维、硅酸铝纤维、硼纤维、钛酸钾纤维、陶瓷纤维、石英纤维、硅氧纤维等。玻璃纤维可用作防火焰、防腐蚀、防辐射以及塑料增强材料,它也是优良的电绝缘材料。钛酸钾、硅酸铝纤维是1200℃高温下的绝缘材料。
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