【集萃網(wǎng)觀察】人們對紡織品的服用性能要求因生活水平的提高,而愈來愈高。近年來,彈性織物逐漸受到人們的喜愛,是當(dāng)前發(fā)展最快的一類紡織品。現(xiàn)今所指的彈性纖維,是指能伸縮或彈性回復(fù)的一類纖維,大致可分為:在低(或無)負(fù)荷條件下能伸展收縮的低張力舒適彈性纖維,以及帶來輕微壓迫感的有張力彈性纖維兩大類,它們分別適合織造不同的彈性紡織品。
l 彈性纖維紡織品的結(jié)構(gòu)和類別
彈性纖維按彈性伸長率大小,可分為高彈性絲(彈性伸長率400% 一800%)、中彈性絲(彈性伸長率150% 一390%)、微彈性絲(彈性伸長率20%一150%)和低彈性絲(彈性伸長率小于20%)。按品種和組成主要分為:氨綸彈性纖維(Spandex)、聚醚一酯類彈性纖維、PBT纖維、PTT纖維、雙組分復(fù)合卷曲纖維、假捻變形彈力絲、彈性纖維復(fù)合紗,以及強(qiáng)捻絲等彈性纖維或彈性復(fù)合絲。
上述彈性纖維可加工成彈性紗線和彈性織物,不同彈性纖維適合制成不同彈性要求的紡織品。
1.1 彈性纖維
通過不同方法將具有特殊分子結(jié)構(gòu)的,或經(jīng)分子改性組合得到的高分子物,紡制成具有彈性回復(fù)功能的纖維,即彈性纖維。其主要有以下幾種:
1.1.1 氧綸彈性纖雛⋯
氨綸是一種高彈性合成纖維,主要化學(xué)組成是聚氨基甲酸酯,它具有由軟鏈段和硬鏈段組成的嵌段共聚物形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),即具有“區(qū)段”網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其主要鏈段組成如下:
1.1.2 聚醚一酯類彈性纖維
這是一類由聚酯、聚醚(或聚酰胺)等聚合物改性得到的彈性體,主要由硬鏈段(PBT等)和軟鏈段(聚醚多元醇等)所組成,有較高的彈性,而且具有結(jié)晶性,熔點較高。因此,其耐熱性較氨綸彈性纖維好,可與PET纖維制成織物,并可在高溫下用分散染料染色。
1.1.3 聚酯類彈性纖維
聚酯類彈性纖維近年來發(fā)展很快,主要品種有PBT(聚對苯二甲酸丁二酯)纖維和PTT(聚對苯二甲酸丙二酯)纖維。這類彈性纖維的彈性比氨綸低。PBT于1970年由美國Celanese公司首次作為工程塑料投放市場,商品名為“X一917”;20世紀(jì)70年代后期,日本帝人公司首先推出了商品名為“Fe?neceU”的PBT纖維。PTT纖維則是美國SheH Chemical公司于1995年研制開發(fā)的新型纖維。
這兩種纖維的結(jié)構(gòu)和PET相似,所不同的是二元醇的烷烴鏈較長。二元醇的碳鏈增長后,聚酯分子鏈柔順性增加,分子鏈中硬鏈段和軟鏈段的“區(qū)段”結(jié)構(gòu)特性也逐漸明顯,因此聚合物或纖維的彈性也就增強(qiáng)。當(dāng)然,它們的彈性比氨綸低得多。
PBT的玻璃化溫度為22~24"C,m 為45?65~C,兩者玻璃化溫度均比PET低,因此纖維柔軟而富有彈性。聚酯類彈性纖維的染色溫度也較低,可以在常壓IOO~C下染色。
上述這些具有硬軟鏈段特征的高分子物,由于形成的超分子結(jié)構(gòu)具有彈性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特點,在受到應(yīng)力作用時,硬鏈段或結(jié)晶區(qū)成為結(jié)點,不易滑動,軟鏈段或無定形區(qū)分子鏈問作用力弱,分子鏈段容易卷曲收縮或伸長,使纖維具有伸縮彈性。由于纖維的分子結(jié)構(gòu)和超分子結(jié)構(gòu)不同,纖維彈性和特征各不相同。有關(guān)它們的彈性和機(jī)理模型可參看有關(guān)文獻(xiàn) ]。
1.1.4 共軛復(fù)合自卷曲彈性纖維
這是一類由結(jié)構(gòu)和性能不同的兩種聚合體,通過雙組分復(fù)合紡絲制成的卷曲彈性纖維。兩種不同特性的高聚物,按一定比例通過共軛紡絲形成雙組分復(fù)合絲。由于纖維內(nèi)平行排列的兩組分具有不同的收縮性和初始模量,熱處理后,纖維在內(nèi)應(yīng)力作用F形成螺旋或波浪狀卷曲,這種卷曲狀的纖維像彈簧一樣,具有不同程度的伸縮性和彈性。
這種雙組分卷曲彈性纖維和天然羊毛的卷曲彈性非常相似。例如,羊毛的皮質(zhì)層就是由兩種不同結(jié)構(gòu)的皮質(zhì)細(xì)胞組成的,這兩種皮質(zhì)細(xì)胞被稱為正和偏皮質(zhì)細(xì)胞,呈雙側(cè)分布,它們的緊密性、吸濕性、溶脹性和反應(yīng)性均不同,這是羊毛呈卷曲狀態(tài)和富有彈性的主要原因。
共軛復(fù)合卷曲彈性纖維的彈性,隨兩種聚合物的化學(xué)組成、分子結(jié)構(gòu)、在纖維中的分布狀態(tài),以及兩種組分比例不同而不同。若兩組分是并列復(fù)合或偏芯芯鞘型復(fù)合,則其截面呈對稱或不對稱復(fù)合結(jié)構(gòu)。