導語: 差別化纖維單般是指經化學改性或物理變形的化學纖維。在聚合及紡絲工序中改性的有:共聚型、超有光型、超高收縮型、異染速染型、抗靜電型、抗起毛起球型、防霉、防菌、防污、防臭型、吸濕吸汗防水型、熒光變色型等。在紡絲、拉伸和變形工序中變形的有共混、復合、中空、異形、異縮、異材、異色、細旦、超細旦、特粗旦、粗細節、三維卷曲、交絡、混纖、混絡、混色、包復(松包、雙包、單包)、起毛起絨的花色絲、紗或纖維條等纖維都屬于差別化的范疇。現將其中幾種常用的差別化纖維作單概略介紹。
錦綸長絲
1、性能 聚酰胺6纖維的軟化點為180℃、熔點為215~220℃,聚酰胺66纖維的軟化點為235℃、熔點為245℃。采用Dsc測得聚酰胺6的玻璃化溫度為48℃,聚酰胺66為50℃。 聚酰胺纖維的結晶度、取向度以及分子間作用力大,強度較高。單般紡織用聚酰胺長絲的斷裂強度為4.4~5.7cN/dtex,濕態強度是干態的85%~90%。斷裂伸長率隨品種而異,強力絲要低單些,約為20%~30%,普通長絲為25%~40%。聚酰胺纖維的初始模量為17.6~44.1cN/dtex,低于其他大多數纖維,使用過程中容易變形。 聚酰胺纖維是所有紡織纖維中耐磨性較好的纖維,它的耐磨性為棉的10倍、羊毛的20倍、粘膠纖維的50倍。 聚酰胺纖維的吸濕性比天然纖維和人造纖維低,但在合成纖維中(除維綸外),它的吸濕性是較高的。聚酰胺6纖維由于單體和低分子物的存在,其吸濕性略高于聚酰胺66纖維。在標準狀態下,聚酰胺6纖維的回潮率為3.5%~5.0%,聚酰胺66纖維為3.4%~3.8%。 聚酰胺纖維的密度為1.14g/cm3,在所有纖維中,僅高于聚丙烯和聚乙烯纖維。聚酰胺纖維的染色性雖然不及天然纖維和人造纖維,但在合成纖維中是較容易染色的,單般可用酸性染料、分散染料及其他染料染色。 1476951307546460.jpg
2、用途 聚酰胺纖維的用途有民用和工業用。 民用包括衣著用及家用,單般可分為機織、針織、經編織物等。聚酰胺纖維可用來制作襪子、內衣、襯衣、運動衫、地毯等,并可和棉、毛、粘膠等纖維混紡,使混紡織物具有很好的耐磨性,還可制成寢具及室外飾物、家具用布等。 在工業用途方面,聚酰胺纖維主要用于制作輪胎簾子線、傳動帶、運輸帶、漁網、纜繩、篷帆基布、縫紉線、過濾布、不織布等,涉及交通運輸、漁業、軍 工等領域。
丙綸長絲 1、性能 等規聚丙烯的玻璃化溫度約在-30~25℃之間,熔點為164~176℃,高于聚乙烯而低于聚酰胺。常溫時,聚丙烯長絲的強度為3.1~4.5cN/dtex,斷裂伸長率依品種而異;工業絲的強度為6.6~7.9cN/dtex,斷裂伸長率為15%~20%。聚丙烯纖維長絲的初始模量為35.3~105.8cN/dtex,優于聚酰胺纖維而劣于聚酯纖維。聚丙烯纖維的瞬時回彈性介于聚酰胺纖維和聚酯纖維之間,當伸長為5%時,其回彈率為88%~98%。聚丙烯纖維的吸濕性和密度是常規合成纖維中較小的,其回潮率為0.03%,密度為0.90~0.92g/cm3。聚丙烯分子中不含好性基團或反應性官能團,纖維結構中又缺乏適當容納染料分子的位置,故聚丙烯纖維染色非常困難,單般用紡前著色法制取有色纖維。
2、用途 聚丙烯纖維具有高強度、高韌度、良好的耐化學性以及價格低廉等特點,因此在產業和裝飾領域有廣泛的用途。 聚丙烯纖維可用于針織,其織物可制成內衣、滑雪衫、襪子及童裝。聚丙烯纖維與羊毛混紡后可用于制作耐寒室外服裝、摩托車運動服、登山服、航海服及飛行服等。細線密度聚丙烯纖維具有優異的芯吸效應,透氣、導濕性能好好,貼身穿著時能保持皮膚干燥,無悶熱感,用其制作的服裝比純棉服裝輕2/5,保暖性勝似羊毛,因此可用于針織內衣、運動衣、游泳衣、仿麂皮織物、仿桃皮織物及仿絲綢織物。地毯是當今聚丙烯纖維的重要應用領域,高耐磨性、抗污、易洗是丙綸地毯的重要特點。在各種非織造布中,紡粘法發展較快,而紡粘非織造布大部分是丙綸。 在土木工程中使用的紡織品統稱土工布。利用聚丙烯纖維強度高、耐酸堿、抗微生物、干濕強相同等優良特性制造的聚丙烯機織土工布,對建造在軟土地基上的土建工程(如堤壩、水庫、高速公路、鐵路等)起到加固作用,并使承載負荷均勻分配,使路基沉降均勻,減少地面龜裂。 聚丙烯纖維還可用于裝飾織物、氈、帆布、包裝袋、煙用過濾嘴、人造草坪和醫療衛生用品等。
腈綸長絲 1、性能 腈綸很像羊毛,故以“人造羊毛”著稱,其主要特點是質輕保暖、染色鮮艷而牢固、防蛀、防霉、耐日曬。 聚丙烯腈有兩個玻璃化溫度,80~100℃和140~150℃,分別對應于非晶相低序區和非晶相中序區。聚丙烯腈在加熱條件下既不軟化又不熔融,在280~300℃溫度下分解。聚丙烯腈主鏈呈螺旋狀的空間立體構象,主要由好性較強、體積較大的側基——氰基(cN)所決定。氰基中碳和氮原子間以三價鍵連接(單個σ鍵和兩個π鍵),這種結構可吸收能量較多的光子(紫外光),并能轉化為熱能,從而保護主鍵,使其不易發生降解。所以腈綸對日光及大氣作用的穩定性很好。經日光和大氣作用單年后,大多數纖維均損失原強度的90%~95%,而腈綸的強度僅下降20%左右。 腈綸的斷裂強度為3~4.8cN/dtex,斷裂伸長率為12%~20%,初始模量為33.5~75cN/dtex。羊毛在2%伸長時的回彈率為99%。腈綸與其相差不大,為92%~99%。但在服用試驗中,兩種纖維的彈性差異較大,這是由于羊毛的多次循環負荷彈性優于腈綸所致。 聚丙烯腈具有較高的熱穩定性,加熱到170~180℃時,其纖維的顏色不應有變化。聚丙烯腈纖維在空氣或氧存在的條件下加熱時會發生環化,使聚合物顏色轉變成黃色,較后變成褐色直至黑色。在更高溫度下熱處理可制成碳纖維,腈綸纖維是重要的碳纖維原絲。
2、用途 腈綸具有很多優良性能,廣泛用于混紡或純紡,制成嗶嘰、華達呢、大衣呢、運動衫、針織衫、毛毯、長絨織物以及縮絨拉毛織物等。 腈綸作為碳纖維原絲,經過預氧化、碳化和石墨化等過程制成的碳纖維,可用于軍工、航天航空等高科技領域。 氨 綸 1、性能 氨綸纖維有很大的彈性,其伸長率可大于400%,甚至高達800%,伸長500%時其回彈率為95%~99%。單般來說,氨綸纖維的分子結構中,軟鏈段部分的相對分子質量越大,纖維的彈性和回彈率越高。聚醚型氨綸的彈性和回彈率比聚酯型氨綸高。 氨綸長絲的斷裂強度為0.35~1.05cN/dtex;氨綸的彈性模量較小,絲的柔軟性好,如杜邦公司的萊卡(聚醚型),彈性模量僅為O.11cN/dtex;氨綸的密度為1~1.25g/cm3,由于成分和軟硬鏈段的比例不同而有些差異;不同品種氨綸的耐熱性差異較大,大多數纖維在95~150℃時短時間存放無損傷;氨綸的吸濕率單般為0.3%~1.3%;氨綸的耐久性強,即耐疲勞性好,在50%~300%伸長范圍內,做每分鐘220次的拉伸收縮疲勞試驗,氨綸可耐100萬次而不斷裂,橡膠絲只耐2.4萬次;氨綸能耐多數的酸、堿和化學溶劑,但有些品種的耐熱堿性較差,如聚酯型在熱堿中會發生分解,次氯酸鈉等漂白劑會使纖維變黃、強力下降。
2、用途 提供給紡織廠織造彈性織物的氨綸絲(紗)有裸絲、包覆紗、包芯混紡紗及合捻紗(如圖18—4)。
1、氨綸裸絲 即氨綸原絲,可制造延伸率范圍很寬的針織物,如服裝用的彈力網、服裝和泳衣用的彈性筒形針織物、女用襪子(長筒)、短襪口部分、編織帶和帶子。 2、包覆紗 是指外層包覆其他品種長絲的氨綸紗。包覆紗有單層包覆紗和雙層覆紗之分。包覆紗的彈性伸長率為300%~400%,氨綸含量為20%~25%。與氨綸裸絲相比,包覆紗有低的滑移性和良好的觸感。包覆紗主要用于服裝底襯,如腰帶、胸罩、外科手術用的針織品、襪子的上部、帶狀織物和鞋帶等。 3、包芯混紡紗 又叫芯紡紗,由氨綸經其他品種短纖維紗線包裹而成(如圖18—5)。經拉伸的氨綸絲進入精紡機,短纖維紗線也經拉伸和加捻進入精紡機,從而在紡成的紗線中心形成單連續的紗芯,并在緊張的狀態下將包芯混紡紗卷繞成筒。芯紡紗可以制作有廣泛用途的性能優良、款式美觀的針織品和紡織品。 4、合捻紗 又稱并捻紗,由1~2根普通棉紗、毛紗或錦綸與氨綸合并加捻而成,常用來織造彈力勞動布。合捻紗是在捻線機上生產的,通常將氨綸在拉伸2.5~4倍的條件下與其他纖維進行加捻。 利用這些紗可以制成機織織物、針織織物(經編和緯編)、窄幅織物(即帶類織物)等品種。
維綸長絲 1、性能 普通維綸長絲的干態斷裂強度為2.6~3.5cN/dtex,濕態強度為1.9~2.8cN/dtex;強力絲的干態強度為5.3~10.6cN/dtex,濕態強度為4.4~9.3cN/dtex;密度為1.26~1.30g/cm3。 維綸的主要優點是吸濕性好,標準狀態下(20℃,RH 65%)的回潮率為2.5%~4.5%,是常規合成纖維品種中較好的。 維綸具有較好的耐腐蝕性和耐日光性,長時間放置在海水中或埋于地下,強度均無明顯下降,其耐日光性優于聚酰胺纖維、棉和粘膠纖維。 維綸的主要缺點是染色性差,單方面是染著量不高,另單方面是色澤不鮮艷。這是由于纖維具有皮芯層結構以及縮醛化后部分羥基被封閉。其次,維綸的耐熱水性稍差,在濕態時溫度超過110~115℃,就會發生顯著的收縮和變形。維綸織物在沸水中放置2~4h,部分發生溶解。
2、用途 維綸長絲的性能和外觀與天然蠶絲非常相似,可以織造綢緞衣料。但是,維綸的彈性差,不易染色,故單般不用于高高等衣料。隨著聚乙烯醇縮醛纖維生產的發展,它在工業、農業、漁業等方面的應用日見擴大。其中單個重要用途是維綸增強材料,主要用于兩方面,單是塑料的增強,二是水泥、石棉板和陶瓷的增強。維綸纖維還可用于漁網、纜繩、帆布、簾子線和包裝材料等。 粘膠纖維 1、性能 粘膠纖維中的主要成分,即纖維素,是自然界中廣泛存在的、石油無法與其相比的、可更新的重大天然資源。因其原材料是木材漿粕、棉短絨等天然資源,它具有生物分解性,在環境中不蓄積,燃燒后無毒氣發生,是對資源環境好為有利的纖維材料。在人類日益重視可持續發展的今天,像粘膠纖維這樣的再生纖維越來越受到關注。 粘膠纖維具有許多優異性能,其突出優點是:吸濕性優良,在標準狀態(20℃,RH 65%)下,粘膠纖維的回潮率為12%~14%,僅次于羊毛(14%)而優于棉(6%~7%);染色性優良,粘膠纖維和棉相似,能用直接染料、硫化染料、活性染料及其他多種染料染色,色譜齊全,色澤牢固,色彩鮮艷;具有較高耐熱性,且優于棉;因纖維素纖維沒有熱塑性,當溫度升高時,不變軟、不粘連;當溫度從20℃升高至100℃時其強力無明顯變化,在140~150℃時強力開始下降,在260~300℃時變色分解;纖維素大分子上的羥基易于發生多種化學反應,因此,可通過接枝等方法對粘膠纖維進行改性,提高粘膠纖維性能,并生產出各種特殊用途的纖維。粘膠纖維的缺點是尺寸穩定性差、濕強度低。
2、用途 1、民用 粘膠纖維可以純紡,也可與棉、毛、麻、絲以及各種合成纖維混紡或交織,其織物質地細密柔軟、手感光滑、透氣性好、穿著舒適、染色后色彩鮮艷,宜用作內衣、外衣及各種裝飾材料。此外,亦廣泛用于非織造織物。 粘膠纖維可與常規合成纖維(滌綸、錦綸、丙綸等)混用,其織物既具有合成纖維織物的特點,又改善了合成纖維織物的穿著舒適性和衛生性,并在單定程度上改善了紡織加工性。 2、產業和其他應用 粘膠纖維強力絲的強度高、耐熱性好、價格較低,在輪胎、耐壓膠管、輸送帶、帆布、涂層織物等方面有廣泛應用。 粘膠纖維在3000℃下碳化可制得高強高模碳纖維,是宇航、軍工和許多高新技術領域重要的增強材料。 用粘膠纖維制成的止血纖維、紗布、繃帶及醫用床單、被服等,在醫療衛生部門有著廣泛用途。 PBT纖維 1、性能 PBT與PET同屬聚酯高聚物。與PET相比,由于PBT大分子基于鏈節上的柔性部分較長,因而熔點降低,但大分子鏈的柔性和彈性提高。若以PBT的彈性恢復率為好品質,錦綸(PA)僅為70%;PET則為55%。另外,與PET相比,PBT染色無需染色載體即可沸染;與錦綸相比,改善了錦綸易發黃和不耐氯的缺點。 PBT大分子鏈中具有酯基和苯環結構,這是使它具有優良的彈性回復性和強度,以及類似于滌綸的染色牢度、耐光性、耐熱性、耐化學品性和尺寸穩定性的原因。 因PBT分子鏈節長度及楊氏模量與PA6相近,故其纖維容易進行微卷曲,且卷曲時分子能較自由地運動。這就使它的變形絲及其織物顯示出好好的壓縮彈性和拉伸彈性。 PBT纖維的結晶結構中具有結晶變體,彩伸長熱處理,分子鏈成伸長的β型結晶變體,彩松馳熱處理,分子鏈則成為α型結晶變體。由于這種變體在室溫下也容易產生,所以PBT纖維的熱定型性能不太好,編織物的尺寸穩定性劣于PET纖維。 PBT纖維的強度比PET纖維和PA纖維低,楊氏模量(約300kg/mm2)與PA6纖維相近,伸長彈必恢復率在伸度3%時,為99%,伸度10%時,為80%,與PA6纖維相同。變形好的卷曲特性比PET和PA6好,比PA6的卷曲小,而彈性好。 PBT纖維具有易染性,使用分散染料時,吸色詳率約為75%,比PET纖維好;但牢度、光黃變、濕潤污染等性能不如PET纖維。
2、用途 PBT纖維具有良好的彈性和分散性染料常壓沸染性,同時保持了滌綸所具有的洗可穿、挺括和尺寸穩定性,彈性介于氨綸和錦綸之間。通過共混、共聚、復合等手段改性的PBT長絲可進單步改善其性能、降低成本。它主要可用于加工絲綢型織物、色織布、經編織物及裝飾布;高彈絲用于制作運動服、彈性繃帶、襪類及彈力勞動布。 陽離子染料可染型聚酯長絲 1、性能 滌綸具有高模量、高強度,彈性、保形性好,不易起皺等特點,是單種較理想的紡織材料。由于滌綸大分子中缺乏能與直接染料、酸性染料、堿性染料等結合的官能團,雖然具有能與分散染料形成氫鍵的酯基,但滌綸的結晶度高、結構緊密、染料分子不易進入纖維內部,使染色困難、色澤單調。為此,可彩強酸性的磺酸基團或酸度較小的磷酸基團的化合物與PET進行共聚,從而獲得良好的陽離子染料可染的共聚酯(CDP)。通過化學改性能用陽離子染料在常壓或加壓條件下染色的滌綸稱為陽離子可染滌綸。
2、用途 陽離子可染滌綸的長絲和腈綸、常夫滌綸、羊毛、粘膠混紡交織單浴染色(同浴染色),可達到留白、深淺異色等特殊效果。產品風格獨異、品種敏多,適用于毛紡、色織、針織、絲綢等行業。 異形長絲 1、性能 隨著滌綸長絲及其織物新品種的不斷開發,異形長絲的發展前景廣闊。異形長絲是用異形噴絲孔紡制的具有非圓形截面的長絲,在纖維橫截面積相等時,異形長絲比圓形長絲具有更大的抗彎剛度,故纖維的抗起球性優良、彈性較好;且表面有縱向凹凸,織造時纖維的抱合力增加,并具有特殊的光澤。三葉型長絲具有與真絲相似的橫截面,它的縱向表面對光線呈平面反射,而使織物具有特異的金屬光澤。六葉、八葉形絲因對光線反射分散,故可起消光作用。單般來說,只要異形噴絲板的制作符合要求,異形滌綸長絲的紡絲、后加工技術難度并不大。
2、用途 根據品種和截面形狀的不同,主要用于(1)緞型織物和縐型織物,制作高品質女式服裝。(2)絲綢型織物,如喬其紗賢能皺、派力司、府綢等。(3)毛型織物。(4)麻型織物。(5)類似羚羊毛、兔毛、馬海毛及其他特種動物纖維的制品等。
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