2 弹性纤维纺织品的弹性

　　弹性纤维的基本性能已有大量文献介绍，不同组成的纤维有不同的化学性能。常见的弹性纤维，它们的化学稳定性相差很大。例如，氨纶加工时要特别注意强碱和氯的作用，一些溶胀性的有机溶剂也会损伤它的弹性和机械性能；聚酯类的弹性纤维则要特别注意碱剂的作用。由于所有弹性纤维的弹性和机械性能都对热敏感，所以高温处理的温度和时间应严格控制。本文重点讨论弹性纺织品的弹性及影响因素，特别是与弹性有关的力学性能，例如蠕变、应力松弛和疲劳性能。

　　通常，纺织品的力学性能兼有弹性固体和粘性流体的变形特征，即它是一种粘弹体。它具有蠕变、应力松弛和疲劳的特征，与一般刚性物体的力学性能有很大不同。纤维和纱线在一定拉力作用下，发生伸长变形，在拉力连续作用下，变形量随时问不断变化，直至断裂。当拉力在某时间去除时，纤维或纱线部分变形会立即回缩，即存在急弹性变形；部分变形不能立即回缩，而是需要足够长的时间才能回缩。这部分变形属缓弹性变形，此外，还有部分变形不能回缩，属塑性变形。

　　在一定拉伸力作用下，变形随时间而变化的现象，称为蠕变。而在拉伸变形恒定的条件下，纤维内部应力随时间延长而不断降低的现象，称谓应力松弛。出现蠕变和应力松弛现象的根本原因是纤维的内部结构。

　　在恒定拉力作用下。纤维内的结构单元，包括原纤、微原纤、大分子链的弯曲状态发生变化，在不同作用力或不同时间会发生不同的伸展。对弹性纤维来说，特别是大分子的软链段会发生伸展，这种变形需要的时间短，基本属急弹性变形。但是随着作用时间延长，纤维内一些较难伸展的单元或部位也会逐渐变形。这包括分子链局部旋转、硬链段的局部变形、原纤或微原纤间的位置调整和取向、硬链段内分子链的滑动，甚至部分结晶区内分子链的伸展和滑移，使纤维在一定应力下仍然不断伸长，这就是发生蠕变的原因。当外力消除时，蠕变产生的变形部分可逐渐回复（回缩），即缓弹性变形。部分不能回复，即塑性变形。

　　同样道理，在保持变形量不变的条件下。纤维受到的应力会因蠕变而不断变小，即发生应力松弛。纱线的蠕变和应力松弛原理基本相同，但除了纤维变形外，纱线内纤维间滑移和错位也会影响蠕变和应力松弛。纤维的蠕变和应力松弛主要是纤维内分子问的滑移，对弹性纤维来说，软链段容易变形，即伸长和回缩，表现出良好的弹性，特别是急弹性。但是它们的弹性是基于部分的链段伸展和回缩，而不是整个大分子链。此时，硬链段在拉伸时只允许位置的凋整，分子链段不能发生滑移，起节点固定作用。

　　氨纶分子链中的软链段是聚醚或聚酯。特别是聚醚，其分子链段柔软，分子链间作用力很弱，而且分子链段长，所以弹性好，因此弹性伸长率高。虽然PTT 、PBT等聚酯中脂肪链段仍比PET长，也容易伸长和回缩，但脂肪链段比较短，所以弹性虽比PET强，却比氨纶低得多。氨纶品种不同，弹性差异很大。由此可知，影响弹性纤维弹性的因素，除了其本身结构外，还与其它许多因索有关，包括温度、作用力、含湿量或溶胀剂、纤维表面的状态和固着的物质。由于具有蠕变和应力松弛的特点。其弹性也与外力作用的时问和频率有关。染整加工时，各种作用会有累积效果，影响缓弹性变形和塑性变形。此外，纱线结构、织物组织结构对上述变形也均有影响。

　　如果弹性纤维纺织品在加工过程中，反复受到拉伸、摩擦等作用，其变形不断累积，当内部结构的破坏累积到承受不住时，纤维就被拉断，出现所谓疲劳现象。由于弹性纤维急弹性变形强、缓弹性变形弱，所以比普通纤维纺织品的耐疲劳性好。纺织品中加入弹性纤维后，可以提高其耐疲劳性。由此可知，弹性纤维纺织品的弹性、耐疲劳性好。但是这些性能对温度、化学作用和染整加工时的张力及作用方式很敏感，据此，应该仔细设计和控制染整加工工艺。