二、合成纤维

二、合成纤维

合成纤维(简称合纤)是以煤、石油、天然气中的简单低分子为原料,经人工聚合形成大分子高聚物,经溶解或熔融形成纺丝液,然后由喷丝孔喷出,凝固而成的纤维。合成纤维具有强度大,弹性好,不霉不蛀,摩擦易产生静电,易沾污等共同特点。常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、丙纶、氨纶等。

(一)涤纶

1.化学名称和商品名称 涤纶学名为聚对苯二甲酸乙二酯,是聚酯纤维的一种。我国商品名称为涤纶,其他国家有特丽纶(Terylene)、达克纶(Dacron)、特多纶(Tetoron)等商品名。目前涤纶应用最广泛,是世界上用量最大的合成纤维。

2.主要品种 涤纶的品种很多,主要有长丝和短纤之分;长丝又有普通长丝(包括帘子线)和变形丝;短纤又可分棉型、毛型和中长型等。

3.结构 普通涤纶纵向平滑光洁;横截面一般为圆形,为改善纤维的吸湿性能、染色性能和表观性能,也可加工成其他形状,如三角形、Y形、中空形和五叶形等。

4.主要性能

(1)弹性。涤纶的弹性比任何纤维都好。涤纶具有优良的弹性和回复性,接近羊毛,而且在干、湿状态下弹性能保持一样。面料挺括、不起皱,保形性好,尺寸稳定。

(2)强度和耐磨性。涤纶大分子的结晶度和取向度较高,所以强度较高,耐磨性、耐冲击性较好,其面料坚牢、挺括、不易变形,有免烫的优势。

(3)耐热性。涤纶具有很好的耐热性和热稳定性,有较高的熔点,因此可通过热定形工艺使涤纶服装形成永久性褶裥和造型。

(4)化学稳定性。在室温下,涤纶不会与弱酸、弱碱、氧化剂发生作用;但涤纶不耐强碱,遇碱容易水解,在高温时尤为显著。可利用浓碱腐蚀涤纶表面,使涤纶重量减轻,细度变细,产生真丝风格,称为碱减量处理。

(5)吸湿性与染色性。涤纶的吸湿性极差,涤纶服装穿着有闷热感,易产生静电使织物易起毛、起球和吸灰,但涤纶织物具有易洗快干的特点。由于吸湿能力差导致纤维染色困难,需采用特殊染料或设备工艺条件,在高温高压下染色。

(6)耐光性。涤纶的耐光性极好,仅次于腈纶,与棉纤维相似。所以涤纶纺织物适合做夏季服装的面料和窗帘装饰布等。

(7)起毛起球性。涤纶面料经常摩擦易起毛、起球。

(二)锦纶

1.化学名称和商品名称 锦纶学名为聚酰胺纤维。常见的商品名有尼龙(Nylon)、卡普纶(Caprolan)、阿米纶(Amilan)等。锦纶是最早的合成纤维品种,由于性能优良,原料资源丰富,因此一直是合成纤维产量最高的品种。

2.主要品种 纺织业中应用最广泛的是锦纶6和锦纶66。锦纶有长丝和短纤维之分。目前锦纶以长丝产品为主,普通锦纶长丝用于针织和机织产品,高弹丝用于针织弹力织物。锦纶短纤维产量小,主要与羊毛或其他毛型化纤混纺,以提高产品的强度和耐磨性。

3.结构 传统锦纶的纵向平直光滑,横截面为圆形,具有光泽。

4.主要性能

(1)密度。锦纶的密度较涤纶、黏胶等纤维要小,织物较轻,穿着轻便,适于做登山服、宇航服、降落伞等。

(2)强度和耐磨性。锦纶最突出的特点是强度高、耐磨性好,其耐磨性是棉的10倍、羊毛的20倍。因此,锦纶适宜制作绳索、袜子等经常受摩擦的制品。

(3)弹性。锦纶弹性好,回复性好,织物不易起皱。但纤维刚度小,与涤纶相比保形性差,织物外观不够挺括,在小负荷下容易变形。

(4)耐光性。锦纶的耐光性差,日光照射下易泛黄、发脆,强力降低,故锦纶织物洗后不宜久晒。

(5)耐热性。锦纶的耐热性较差,不如涤纶,在高温下易变黄,导致强力下降,烘干温度过高会产生收缩和永久的褶皱。

(6)耐酸碱性。锦纶耐碱不耐酸,特别是对无机酸的抵抗能力很差。

(7)吸湿性。锦纶的吸湿性较好,但不如天然纤维和黏胶纤维。

(8)起毛起球性。锦纶面料在经常摩擦之处易起毛、起球。因此,常将锦纶与其他纤维混纺,以提高织物的耐磨性。

(三)腈纶

1.化学名称和商品名称 腈纶学名为聚丙烯腈纤维。常见的商品名奥纶(Orlon)、阿可利纶(Acrilan)、开司米纶(Creslan)等。腈纶外观呈白色,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”。

2.主要品种 目前腈纶以短纤维产品为主,其中大多为毛型短纤维,用于纯纺或与羊毛或与其他毛型短纤维混纺,主要产品有腈纶膨体纱、毛线、针织品、仿毛皮制品。中长型腈纶常用来与涤纶混纺制成中长型织物。少量腈纶棉型短纤维,用于纯纺或混纺针织品制作运动衫。

3.结构 腈纶纵向为平滑柱状,有少许沟槽;横截面呈哑铃形,也可呈圆形或其他形状,无论纵向或截面都可看到空穴的存在。

4.主要性能

(1)密度。腈纶的密度较小,纤维质轻,体积蓬松,相同保暖性下比羊毛轻。

(2)强度和耐磨性。腈纶的强度不如涤纶、锦纶等合成纤维,耐磨性在合成纤维中较差,因此腈纶不适宜制作袜子、手套等经常受摩擦的物品。

(3)弹性。腈纶的弹性比羊毛、涤纶、锦纶差,反复拉伸后弹性下降更多,尺寸稳定性较差,因此腈纶服装在袖口、领口等处易于产生变形。

(4)耐光性和耐气候性。腈纶的耐光性和耐气候性突出,在服用纤维中最好,除用于服装外还适宜作帐篷、窗帘等制品。

(5)耐热性。腈纶具有特殊的热收缩性,将纤维热拉伸后骤然冷却,则纤维的伸长暂时不能恢复,若在松弛状态下高温处理,则纤维会相应地发生大幅度回缩,这种性质称为腈纶的热弹性。将这种高伸腈纶与普通腈纶混纺,经高温处理即成膨松性好、毛型感强的膨体纱。

(6)耐酸碱性。腈纶的化学稳定性较好,耐弱酸碱,但在浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸中会溶解,在冷浓碱、热稀碱中会变黄,在热浓碱中会立即被破坏。

(7)吸湿性与染色性。腈纶的吸湿性优于涤纶,但比锦纶差,易产生静电;由于空穴结构的存在和第二、第三单体的引入,腈纶的染色性较好。

(8)起毛起球性。无论是纯纺还是混纺,腈纶织物都易起毛、起球,这是降低腈纶美观性和舒适性的重要因素,使腈纶一直无法成为高级成衣用料,也无法取代羊毛在服装材料中的地位。

(四)丙纶

1.化学名称和商品名称 丙纶学名为聚丙烯纤维。常见的商品名称有赫克纶(Herculan)、霍斯塔纶(Hostalen)等。其生产工艺简单,成本低,是最廉价的合纤之一。由于丙纶性能优良,所以发展很快。(https://www.daowen.com)

2.主要品种 丙纶主要有长丝和短纤维两种形式。长丝常用来制作仿丝绸织物和针织物;短纤维多为棉型,用于地毯或非织造织物。

3.结构 传统丙纶纵向光滑平直,截面多为圆形。

4.主要性能

(1)密度。丙纶密度较小,仅为0.91g/cm3,比水还轻,是服装用纤维中最轻的。

(2)吸湿性与染色性。吸湿性较差,在使用和保养过程中易起静电和毛球。但丙纶具有较强的芯吸作用,水汽可以通过纤维中的毛细管进行传递。由于分子中没有亲水性基团,因此丙纶的染色性较差,不易上染,且染色色谱不全。

(3)强度、弹性和耐磨性。丙纶的强度、弹性和耐磨性都较好,接近于涤纶,结实耐用,适合制作绳索、袜子、地毯等耐磨物品。

(4)耐热性。丙纶耐热性较差,软化点、熔点比其他纤维都低,较耐湿热,而不耐干热,因此在水洗、干洗和熨烫时温度都不能过高,否则会引起收缩、变形,甚至熔融。

(5)耐光性和耐气候性。丙纶对紫外线敏感,耐光性和耐气候性较差,尤其在水和氧气的作用下容易老化,纤维易在使用、加工过程中失去光泽,强度、延伸度下降,以至纤维发黄变脆,因此对丙纶通常要进行防老化处理。

(6)耐酸碱性。丙纶的化学稳定性优良,对无机酸和碱都很稳定,几乎不受化学试剂的腐蚀。

(五)维纶

1.化学名称和商品名称 维纶学名为聚乙烯醇缩甲醛纤维。常用的商品名称有维尼纶(Vinylon)和仓敷纶(Kuralon)等。维纶洁白如雪,柔软似棉,因而常被用作天然棉花的代用品,又称“合成棉花”。

2.结构 维纶纵向平直,有1~2根沟槽,截面大多为腰圆形,有明显的皮芯结构,皮层结构紧密,芯层结构疏松。

3.主要性能

(1)吸湿性与染色性。维纶的吸湿性是普通合纤中最高的,回潮率为4%~5%。但由于皮芯结构和缩醛化处理,维纶的染色性能较差,染色色谱不全,不易染成鲜艳的色泽。

(2)密度。相对密度小于棉,热导率低,故质量较轻,保暖性好。

(3)强度、弹性和耐磨性。维纶的强度、弹性和耐磨性均优于棉纤维,较棉制品结实耐用,但弹性恢复能力较差,织物容易起皱。

(4)耐热性。维纶耐干热性较好,接近涤纶;耐湿热性较差,在热水中明显变形并发生部分溶解,因此洗涤时水位不宜过高,熨烫时不宜喷水和垫湿布。

(5)耐日光性。维纶耐日光性较好,长期在日光下暴晒强度损失不大。

(6)化学稳定性。维纶的化学稳定性能好,放在一般有机酸、醇、酯及石油等溶剂中都不会溶解;而且有较强的耐腐蚀能力,不霉不蛀,长期放在海水中或埋于地下均影响不大。

(六)氨纶

1.化学名称和商品名称 氨纶学名为聚氨酯纤维,常用的商品名为莱卡(Lycra),也称斯潘德克斯(Spandex)。此外还有埃斯坦(Estane)和奥佩纶(Opelon)等商品名。氨纶以其卓越的高弹性,迎合了追求舒适随意、方便快捷、便于休闲运动的现代生活方式,因此面市以后很快就掀起了席卷全球的弹性浪潮。

2.结构 氨纶截面为圆形或蚕豆形,纵向平直光滑。

3.主要性能

(1)强度和耐磨性。氨纶的强度在服用纤维中最低,耐磨性较差,一般不单独使用。

(2)弹性。氨纶具有高弹性、高伸长,断裂伸长率可达450%~800%,使用氨纶织成的织物穿着舒适,无压迫感。

(3)耐晒性。氨纶具有较好的耐晒性,在日光照射下,稍微发黄,强度稍有下降。

(4)化学稳定性。氨纶有较好的耐酸碱性,而且能抗霉、防蛀,对大多数化学物质和洗涤剂稳定性较好,但氯化物和强碱会造成纤维损伤。

(5)耐热性。氨纶耐热性差,水洗和熨烫温度不宜过高,熨烫时采用低温快速熨烫。

(6)吸湿性。氨纶的吸湿性较差,回潮率较低。

(七)氯纶

1.化学名称和商品名称 氯纶学名为聚氯乙烯纤维。氯纶是最早开发的合成纤维,原料丰富,工艺简单,成本低廉,是目前最廉价的合纤之一,但由于产品的稳定性差等原因,其制品始终处于低谷。氯纶在国外有天美纶(Teviron)、罗维尔(Rhovyl)等商品名,由于我国的氯纶首先在云南研制成功,故又称滇纶。

2.结构 氯纶纵向平直光滑或有1~2根沟槽,横截面近似圆形。

3.主要性能

(1)吸湿性与染色性。氯纶吸湿性差,染色困难,对染料的选择性较窄,电绝缘性强。

(2)强度、弹性和耐磨性。氯纶的强度接近棉纤维,弹性和耐磨性优于棉纤维,但在合成纤维中较差。

(3)燃烧性能。氯纶具有难燃性,是服装用纤维中最不易燃烧的纤维,接近火焰时纤维部分收缩熔融,离开火焰后自动熄灭。因此,在国防工业中具有特殊用途。

(4)保温性。氯纶的保温性较好,比棉纤维和羊毛纤维都高。

(5)化学稳定性。氯纶的化学稳定性好,能耐酸碱和一般的化学试剂。

(6)耐热性。氯纶的耐热性差,在60~70℃时开始收缩,沸水中收缩率更大,因此氯纶织物只能在30~40℃水中洗涤,不能熨烫,不能接近暖气、热水等热源。