各種差別化長絲的性能和用途

剛?cè)峄ビ?/a> 2016-05-02

差別化纖維一般是指經(jīng)化學(xué)改性或物理變形的化學(xué)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(fù)合、中空、異形、異縮、異材、異色、細(xì)旦、超細(xì)旦、特粗旦、粗細(xì)節(jié)、三維卷曲、交絡(luò)、混纖、混絡(luò)、混色、包復(fù)（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?，F(xiàn)將其中幾種常用的差別化纖維作一概略介紹。

錦綸長絲

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(jié)晶度、取向度以及分子間作用力大，強度較高。一般紡織用聚酰胺長絲的斷裂強度為4.4～5.7cN/dtex，濕態(tài)強度是干態(tài)的85%～90%。斷裂伸長率隨品種而異，強力絲要低一些，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(shù)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最好的纖維，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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)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，一般可用酸性染料、分散染料及其他染料染色。

用途

聚酰胺纖維的用途有民用和工業(yè)用。

民用包括衣著用及家用，一般可分為機織、針織、經(jīng)編織物等。聚酰胺纖維可用來制作襪子、內(nèi)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(yè)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(wǎng)、纜繩、篷帆基布、縫紉線、過濾布、不織布等，涉及交通運輸、漁業(yè)、軍工等領(lǐng)域。

丙綸長絲

性能

等規(guī)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(yè)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(yōu)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(dāng)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(guī)合成纖維中最小的，其回潮率為0.03％，密度為0.90～0.92g/cm3。聚丙烯分子中不含極性基團或反應(yīng)性官能團，纖維結(jié)構(gòu)中又缺乏適當(dāng)容納染料分子的位置，故聚丙烯纖維染色非常困難，一般用紡前著色法制取有色纖維。

用途

聚丙烯纖維具有高強度、高韌度、良好的耐化學(xué)性以及價格低廉等特點，因此在產(chǎn)業(yè)和裝飾領(lǐng)域有廣泛的用途。

聚丙烯纖維可用于針織，其織物可制成內(nèi)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(xì)線密度聚丙烯纖維具有優(yōu)異的芯吸效應(yīng)，透氣、導(dǎo)濕性能極好，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(nèi)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(dāng)今聚丙烯纖維的重要應(yīng)用領(lǐng)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(fā)展最快，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(tǒng)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(yōu)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(fù)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(yī)療衛(wèi)生用品等。

腈綸長絲

性能

腈綸很像羊毛，故以“人造羊毛”著稱，其主要特點是質(zhì)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(yīng)于非晶相低序區(qū)和非晶相中序區(qū)。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(gòu)象，主要由極性較強、體積較大的側(cè)基——氰基(cN)所決定。氰基中碳和氮原子間以三價鍵連接(一個σ鍵和兩個π鍵)，這種結(jié)構(gòu)可吸收能量較多的光子(紫外光)，并能轉(zhuǎn)化為熱能，從而保護主鍵，使其不易發(fā)生降解。所以腈綸對日光及大氣作用的穩(wěn)定性很好。經(jīng)日光和大氣作用一年后，大多數(shù)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(huán)負(fù)荷彈性優(yōu)于腈綸所致。

聚丙烯腈具有較高的熱穩(wěn)定性，加熱到170～180℃時，其纖維的顏色不應(yīng)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(fā)生環(huán)化，使聚合物顏色轉(zhuǎn)變成黃色，最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。

用途

腈綸具有很多優(yōu)良性能，廣泛用于混紡或純紡，制成嗶嘰、華達(dá)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(jīng)過預(yù)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(lǐng)域。

氨綸能和用途

性能

氨綸纖維有很大的彈性，其伸長率可大于400%，甚至高達(dá)800%，伸長500%時其回彈率為95%～99%。一般來說，氨綸纖維的分子結(jié)構(gòu)中，軟鏈段部分的相對分子質(zhì)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(shù)纖維在95～150℃時短時間存放無損傷；氨綸的吸濕率一般為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(nèi)，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(shù)的酸、堿和化學(xué)溶劑，但有些品種的耐熱堿性較差，如聚酯型在熱堿中會發(fā)生分解，次氯酸鈉等漂白劑會使纖維變黃、強力下降。

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(wǎng)、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(shù)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(jīng)其他品種短纖維紗線包裹而成(如圖18—5)。經(jīng)拉伸的氨綸絲進入精紡機，短纖維紗線也經(jīng)拉伸和加捻進入精紡機，從而在紡成的紗線中心形成一連續(xù)的紗芯，并在緊張的狀態(tài)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(yōu)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(chǎn)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(jīng)編和緯編)、窄幅織物(即帶類織物)等品種。

維綸長絲

性能

普通維綸長絲的干態(tài)斷裂強度為2.6～3.5cN/dtex，濕態(tài)強度為1.9～2.8cN/dtex；強力絲的干態(tài)強度為5.3～10.6cN/dtex，濕態(tài)強度為4.4～9.3cN/dtex；密度為1.26～1.30g/cm3。

維綸的主要優(yōu)點是吸濕性好，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(20℃，RH 65％)的回潮率為2.5％～4.5％，是常規(guī)合成纖維品種中最好的。

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(yōu)于聚酰胺纖維、棉和粘膠纖維。

維綸的主要缺點是染色性差，一方面是染著量不高，另一方面是色澤不鮮艷。這是由于纖維具有皮芯層結(jié)構(gòu)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(tài)時溫度超過110～115℃，就會發(fā)生顯著的收縮和變形。維綸織物在沸水中放置2～4h，部分發(fā)生溶解。

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，故一般不用于高級衣料。隨著聚乙烯醇縮醛纖維生產(chǎn)的發(fā)展，它在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、漁業(yè)等方面的應(yīng)用日見擴大。其中一個重要用途是維綸增強材料，主要用于兩方面，一是塑料的增強，二是水泥、石棉板和陶瓷的增強。維綸纖維還可用于漁網(wǎng)、纜繩、帆布、簾子線和包裝材料等。

粘膠纖維

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(huán)境中不蓄積，燃燒后無毒氣發(fā)生，是對資源環(huán)境極為有利的纖維材料。在人類日益重視可持續(xù)發(fā)展的今天，像粘膠纖維這樣的再生纖維越來越受到關(guān)注。

粘膠纖維具有許多優(yōu)異性能，其突出優(yōu)點是：吸濕性優(yōu)良，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(20℃，RH 65%)下，粘膠纖維的回潮率為12%～14%，僅次于羊毛(14%)而優(yōu)于棉(6%～7%)；染色性優(yōu)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(yōu)于棉；因纖維素纖維沒有熱塑性，當(dāng)溫度升高時，不變軟、不粘連；當(dāng)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(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)，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(chǎn)出各種特殊用途的纖維。粘膠纖維的缺點是尺寸穩(wěn)定性差、濕強度低。

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(zhì)地細(xì)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(nèi)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(guī)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(wèi)生性，并在一定程度上改善了紡織加工性。

2．產(chǎn)業(yè)和其他應(yīng)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(yīng)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(shù)領(lǐng)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(yī)用床單、被服等，在醫(yī)療衛(wèi)生部門有著廣泛用途。

PBT纖維

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(jié)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(fù)率為100%，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(fā)黃和不耐氯的缺點。

PBT大分子鏈中具有酯基和苯環(huán)結(jié)構(gòu)，這是使它具有優(yōu)良的彈性回復(fù)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(xué)品性和尺寸穩(wěn)定性的原因。

因PBT分子鏈節(jié)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極好的壓縮彈性和拉伸彈性。

PBT纖維的結(jié)晶結(jié)構(gòu)中具有結(jié)晶變體，彩伸長熱處理，分子鏈成伸長的β型結(jié)晶變體，彩松馳熱處理，分子鏈則成為α型結(jié)晶變體。由于這種變體在室溫下也容易產(chǎn)生，所以PBT纖維的熱定型性能不太好，編織物的尺寸穩(wěn)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(fù)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。

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(wěn)定性，彈性介于氨綸和錦綸之間。通過共混、共聚、復(fù)合等手段改性的PBT長絲可進一步改善其性能、降低成本。它主要可用于加工絲綢型織物、色織布、經(jīng)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

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，是一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(jié)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(jié)晶度高、結(jié)構(gòu)緊密、染料分子不易進入纖維內(nèi)部，使染色困難、色澤單調(diào)。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(xué)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。

用途

陽離子可染滌綸的長絲和腈綸、常夫滌綸、羊毛、粘膠混紡交織一浴染色（同浴染色），可達(dá)到留白、深淺異色等特殊效果。產(chǎn)品風(fēng)格獨異、品種敏多，適用于毛紡、色織、針織、絲綢等行業(yè)。

異形長絲

性能

隨著滌綸長絲及其織物新品種的不斷開發(fā)，異形長絲的發(fā)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(yōu)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?qū)饩€反射分散，故可起消光作用。一般來說，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(shù)難度并不大。

用途

根據(jù)品種和截面形狀的不同，主要用于（1）緞型織物和縐型織物，制作高檔女式服裝。（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。