2 彈性纖維紡織品的彈性
彈性纖維的基本性能已有大量文獻介紹，不同組成的纖維有不同的化學性能。常見的彈性纖維，它們的化學穩(wěn)定性相差很大。例如，氨綸加工時要特別注意強堿和氯的作用，一些溶脹性的有機溶劑也會損傷它的彈性和機械性能；聚酯類的彈性纖維則要特別注意堿劑的作用。由于所有彈性纖維的彈性和機械性能都對熱敏感，所以高溫處理的溫度和時間應嚴格控制。本文重點討論彈性紡織品的彈性及影響因素，特別是與彈性有關的力學性能，例如蠕變、應力松弛和疲勞性能。
通常，紡織品的力學性能兼有彈性固體和粘性流體的變形特征，即它是一種粘彈體。它具有蠕變、應力松弛和疲勞的特征，與一般剛性物體的力學性能有很大不同。纖維和紗線在一定拉力作用下，發(fā)生伸長變形，在拉力連續(xù)作用下，變形量隨時問不斷變化，直至斷裂。當拉力在某時間去除時，纖維或紗線部分變形會立即回縮，即存在急彈性變形；部分變形不能立即回縮，而是需要足夠長的時間才能回縮。這部分變形屬緩彈性變形，此外，還有部分變形不能回縮，屬塑性變形。
在一定拉伸力作用下，變形隨時間而變化的現(xiàn)象，稱為蠕變。而在拉伸變形恒定的條件下，纖維內部應力隨時間延長而不斷降低的現(xiàn)象，稱謂應力松弛。出現(xiàn)蠕變和應力松弛現(xiàn)象的根本原因是纖維的內部結構。
在恒定拉力作用下。纖維內的結構單元，包括原纖、微原纖、大分子鏈的彎曲狀態(tài)發(fā)生變化，在不同作用力或不同時間會發(fā)生不同的伸展。對彈性纖維來說，特別是大分子的軟鏈段會發(fā)生伸展，這種變形需要的時間短，基本屬急彈性變形。但是隨著作用時間延長，纖維內一些較難伸展的單元或部位也會逐漸變形。這包括分子鏈局部旋轉、硬鏈段的局部變形、原纖或微原纖間的位置調整和取向、硬鏈段內分子鏈的滑動，甚至部分結晶區(qū)內分子鏈的伸展和滑移，使纖維在一定應力下仍然不斷伸長，這就是發(fā)生蠕變的原因。當外力消除時，蠕變產生的變形部分可逐漸回復（回縮），即緩彈性變形。部分不能回復，即塑性變形。
同樣道理，在保持變形量不變的條件下。纖維受到的應力會因蠕變而不斷變小，即發(fā)生應力松弛。紗線的蠕變和應力松弛原理基本相同，但除了纖維變形外，紗線內纖維間滑移和錯位也會影響蠕變和應力松弛。纖維的蠕變和應力松弛主要是纖維內分子問的滑移，對彈性纖維來說，軟鏈段容易變形，即伸長和回縮，表現(xiàn)出良好的彈性，特別是急彈性。但是它們的彈性是基于部分的鏈段伸展和回縮，而不是整個大分子鏈。此時，硬鏈段在拉伸時只允許位置的凋整，分子鏈段不能發(fā)生滑移，起節(jié)點固定作用。
氨綸分子鏈中的軟鏈段是聚醚或聚酯。特別是聚醚，其分子鏈段柔軟，分子鏈間作用力很弱，而且分子鏈段長，所以彈性好，因此彈性伸長率高。雖然PTT 、PBT等聚酯中脂肪鏈段仍比PET長，也容易伸長和回縮，但脂肪鏈段比較短，所以彈性雖比PET強，卻比氨綸低得多。氨綸品種不同，彈性差異很大。由此可知，影響彈性纖維彈性的因素，除了其本身結構外，還與其它許多因索有關，包括溫度、作用力、含濕量或溶脹劑、纖維表面的狀態(tài)和固著的物質。由于具有蠕變和應力松弛的特點。其彈性也與外力作用的時問和頻率有關。染整加工時，各種作用會有累積效果，影響緩彈性變形和塑性變形。此外，紗線結構、織物組織結構對上述變形也均有影響。
如果彈性纖維紡織品在加工過程中，反復受到拉伸、摩擦等作用，其變形不斷累積，當內部結構的破壞累積到承受不住時，纖維就被拉斷，出現(xiàn)所謂疲勞現(xiàn)象。由于彈性纖維急彈性變形強、緩彈性變形弱，所以比普通纖維紡織品的耐疲勞性好。紡織品中加入彈性纖維后，可以提高其耐疲勞性。由此可知，彈性纖維紡織品的彈性、耐疲勞性好。但是這些性能對溫度、化學作用和染整加工時的張力及作用方式很敏感，據(jù)此，應該仔細設計和控制染整加工工藝。
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