【集萃网观察】人们对纺织品的服用性能要求因生活水平的提高,而愈来愈高。近年来,弹性织物逐渐受到人们的喜爱,是当前发展最快的一类纺织品。现今所指的弹性纤维,是指能伸缩或弹性回复的一类纤维,大致可分为:在低(或无)负荷条件下能伸展收缩的低张力舒适弹性纤维,以及带来轻微压迫感的有张力弹性纤维两大类,它们分别适合织造不同的弹性纺织品。
l 弹性纤维纺织品的结构和类别
弹性纤维按弹性伸长率大小,可分为高弹性丝(弹性伸长率400% 一800%)、中弹性丝(弹性伸长率150% 一390%)、微弹性丝(弹性伸长率20%一150%)和低弹性丝(弹性伸长率小于20%)。按品种和组成主要分为:氨纶弹性纤维(Spandex)、聚醚一酯类弹性纤维、PBT纤维、PTT纤维、双组分复合卷曲纤维、假捻变形弹力丝、弹性纤维复合纱,以及强捻丝等弹性纤维或弹性复合丝。
上述弹性纤维可加工成弹性纱线和弹性织物,不同弹性纤维适合制成不同弹性要求的纺织品。
1.1 弹性纤维
通过不同方法将具有特殊分子结构的,或经分子改性组合得到的高分子物,纺制成具有弹性回复功能的纤维,即弹性纤维。其主要有以下几种:
1.1.1 氧纶弹性纤雏⋯
氨纶是一种高弹性合成纤维,主要化学组成是聚氨基甲酸酯,它具有由软链段和硬链段组成的嵌段共聚物形成的网络结构,即具有“区段”网络结构。其主要链段组成如下:
1.1.2 聚醚一酯类弹性纤维
这是一类由聚酯、聚醚(或聚酰胺)等聚合物改性得到的弹性体,主要由硬链段(PBT等)和软链段(聚醚多元醇等)所组成,有较高的弹性,而且具有结晶性,熔点较高。因此,其耐热性较氨纶弹性纤维好,可与PET纤维制成织物,并可在高温下用分散染料染色。
1.1.3 聚酯类弹性纤维
聚酯类弹性纤维近年来发展很快,主要品种有PBT(聚对苯二甲酸丁二酯)纤维和PTT(聚对苯二甲酸丙二酯)纤维。这类弹性纤维的弹性比氨纶低。PBT于1970年由美国Celanese公司首次作为工程塑料投放市场,商品名为“X一917”;20世纪70年代后期,日本帝人公司首先推出了商品名为“Fe?neceU”的PBT纤维。PTT纤维则是美国SheH Chemical公司于1995年研制开发的新型纤维。
这两种纤维的结构和PET相似,所不同的是二元醇的烷烃链较长。二元醇的碳链增长后,聚酯分子链柔顺性增加,分子链中硬链段和软链段的“区段”结构特性也逐渐明显,因此聚合物或纤维的弹性也就增强。当然,它们的弹性比氨纶低得多。
PBT的玻璃化温度为22~24"C,m 为45?65~C,两者玻璃化温度均比PET低,因此纤维柔软而富有弹性。聚酯类弹性纤维的染色温度也较低,可以在常压IOO~C下染色。
上述这些具有硬软链段特征的高分子物,由于形成的超分子结构具有弹性网络结构特点,在受到应力作用时,硬链段或结晶区成为结点,不易滑动,软链段或无定形区分子链问作用力弱,分子链段容易卷曲收缩或伸长,使纤维具有伸缩弹性。由于纤维的分子结构和超分子结构不同,纤维弹性和特征各不相同。有关它们的弹性和机理模型可参看有关文献 ]。
1.1.4 共轭复合自卷曲弹性纤维
这是一类由结构和性能不同的两种聚合体,通过双组分复合纺丝制成的卷曲弹性纤维。两种不同特性的高聚物,按一定比例通过共轭纺丝形成双组分复合丝。由于纤维内平行排列的两组分具有不同的收缩性和初始模量,热处理后,纤维在内应力作用F形成螺旋或波浪状卷曲,这种卷曲状的纤维像弹簧一样,具有不同程度的伸缩性和弹性。
这种双组分卷曲弹性纤维和天然羊毛的卷曲弹性非常相似。例如,羊毛的皮质层就是由两种不同结构的皮质细胞组成的,这两种皮质细胞被称为正和偏皮质细胞,呈双侧分布,它们的紧密性、吸湿性、溶胀性和反应性均不同,这是羊毛呈卷曲状态和富有弹性的主要原因。
共轭复合卷曲弹性纤维的弹性,随两种聚合物的化学组成、分子结构、在纤维中的分布状态,以及两种组分比例不同而不同。若两组分是并列复合或偏芯芯鞘型复合,则其截面呈对称或不对称复合结构。