纺织导报-国内外弹性纤维的现状与发展.pdf
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1、譬蓄蓄叠誓盈正l 三蓄纤维技术I F 。b e rT e c h n 。0 9 y 一 I P 文简述了弹性纤维的发展过程简要介绍了几种主要弹性纤维种类及其性能特点。同时以氨纶为例讨 乒- N 论了我国弹性纤维的生产现状,并对我国氨纶市场的发展提出了建设性意见。 T h ed e v e l o p m e n to fe l a s t i cf i b e ra r o u n dt h ew o r l di sd i s c u s s e di nt h i sa r t i c l e ,a n ds o m ep r i m a r yk i n d so fe l a s t
2、i c f i b e ra r ea l s op r e s e n t e d T a k i n gP Uf i b e ra sa l le x a m p l e ,s t a t u s q u oo fC h i n e s ee l a s t i cf i b e ri n d u s t r yi sd i s c u s s e d F u r t h e r m o r e ,t h ea u t h o r sp u tf o r w a r ds o m es u g g e s t i o n so nt h ed e v e l o p m e n to fP
3、 Uf i b e ri n d u s 时a th o m e 国内外弹性纤维的现状与发展 S t a t u s q u oa n dn e V e l 0 m e n t0 fE l a s t i cF i b e ra tH 0 m ea n d A b r o a d 通常,弹性纤维是指具有高断 裂伸长、低模量和高回弹性的合成纤 维。一般来说,可从3 个方面来衡量 纤维的弹性:一是较低的模量,即发 生形变所需的外力较小,二是较大的 伸长率;三是较高的弹性回复性能。 现在市场上的弹性纤维种类很 多,总体可分为:氯纶弹性纤维、聚醚 酯类弹性纤维、聚烯烃类弹性纤维, P T T 纤维、双
4、组分复合卷曲纤维、硬 弹性纤维等。这些弹性纤维有诸多优 点,但同时也存在着不足,需要进一步 的改进。随着人们对舒适性要求的提 高,弹性纤维逐渐成为纤维领域的佼 佼者,应用领域也从传统的织袜、内 衣、运动服等拓展到休闲装、高弹力 时装、高档成衣等新兴领域,并继续 向汽车装饰领域、医用领域等拓展。 1 几种典型的新型弹性纤维 1 1 熔纺氨纶 作者简介:黄庆男,1 9 6 2 年生,研究 员,北京,1 0 0 0 2 5 。 作者单位:黄庆,高绪珊,四川大学轻纺 学院;崔宁崔华帅,中国纺织科学研完 院。 文黄庆崔宁崔华帅高绪珊 氯纶是弹性纤维中最早开发且应 用最为广泛、生产技术最为成熟的品 种。目
5、前,世界上大部分的氯纶生产采用 传统的溶剂纺丝工艺( 如表l 所示) 。 在纺丝过程中,需要使用大量的溶剂 如D M F 或D M A c ,这些溶剂的使用会 造成环境和人体缝康方面的问题。因 公司名称 I N V I S 1 1 A 【英威达) D u P o n t ( 杜邦) 环球氯纶 此,寻找一种健康环保的纺丝工艺成 为行业的研究目标,熔纺氨纶应运而 生,它以设备投资少、投产周期短,生 产流程简单、产量高、成本低、尤其是 无污染的优势受到关注。 熔融纺丝氯纶产品是由纤维级聚 氨酯切片,即线性聚醚( 酯) 型热塑性 表1世界主要氨纶生产企业的产能情况万t a 现有产能 8 2 0 6 6
6、 7 0 9 0 工艺路线 工厂所在地 化学反应法 中国及全球其它地区 干法( 连续聚合)美国新加坡中国韩国等 化学反应 一 H y o s u n g 氯纶 3 9 0 干法( 连续聚合中国大陆 H y o s u n g 氯纶 6 5 0 干法( 聚醚)韩国 H y o s u n g 1 5 0 干法( 连续聚合) 土耳其( 2 0 0 9 年全部建成投产) H y o s u n g 1 5 0 干法( 连续聚合)越南( 2 0 0 8 下半年建成投产) 泰光产业 2 1 6 干法( 间歇聚合)韩国 东国 I 舳 干法( 间歇聚合)韩国 R a d i c i ( 兰蒂奇) 1 3 0
7、 化学反应法美国 拜耳朗盛 1 7 0 干法( 连续聚合)美国德国 旭化成 1 9 5 干法 日本中国大陆中国台湾 F i l l a t t i c e0 6 5 干湿法意大利 可乐丽024熔纺日本 东洋纺 0 5 5 干法I 间歇聚合)日本 日清纺 O 2 2 熔纺日本 富士纺022湿法( 聚醚1日本 钟纺氯纶0 1 0 熔纺( 聚醚)日本 山东烟台氯纶 2 0 0 干法( 间歇聚合l中国大陆 杜钟氯纶070干法( 间歇聚台中国大陆 浙江华峰氩纶 I 舳 干法l 间歇聚合)中国大陆 英威达佛山氨纶 1 2 0 化学反应中国大陆 注:表I 中数据来源于z o o g 中目( 张李港) 氯纶厦
8、氯纶纱产业链槛术与市场论坛。 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 7 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纤维技术IF i b e rT e c h n o l o g y 聚氯酯弹性体( T P U ) 经干燥、熔融、 计量纺丝、卷绕、上油、平衡等工序 得到。所以合成纤维级聚氯酯切片是 实现熔纺氯纶的关键。目前,纤维级 聚氯酯切片的合成主要采用一步法工 艺生产,即将二异氖酸酯,聚醚( 酯)
9、 二醇、扩链剂助剂等经过计量后直 接加入双螺杆反应器中聚合而成。最 初,熔纺氨纶产品在弹性回复率耐 水解性、耐热性等方面还不如传统的 干纺氨纶,但随着纤维级聚氯酯切片 技术的E t 益成熟以及熔融纺丝技术的 完善,熔融纺丝氯纶产品已经可以和 干纺氯纶产品相媲美。 1 2 聚醚酯纤维 聚醚酯弹性纤维首先由帝人公司 在1 9 9 0 年通过T P E E 熔融纺丝制得。与 聚氯酯相比,聚醚酯弹性纤维具有原 料便宜工艺简便、加工成本低廉,使 用设备简单熔融纺丝法即可制取等 特点,而且聚醚酯热稳定性、耐热性、 耐氯漂性优良。 聚醚酯弹性纤维的性能与其化 学组成密切相关,研究报道较多的是 以P E T
10、为硬链段,以P E O 为软段,记 为P E T P E O ,或以P B T 为硬链段,以 P T M 0 为软段,记为P B T ,P T M O 。聚 醚酯弹性纤维可以分为普强弹性、中 强弹性及高强弹性等类型,可根据产 品用途的不同来设计合成不同大分子 结构的纤维。各种聚醚酯弹性纤维的 性能如表2 所示。 性能 抗拉强度l c N d t c x ) 断裂伸长( ) 伸长弹性率( )1 5 0 伸长时) 密度( e , c m 3 l 熔点( ) 耐光性 化学药品性 耐热温度l 1 日本帝人有限公司研制的聚醚酯 弹性纤维R e x e 。已经实现商品化,该纤 维具有很高的弹性,断裂伸长率
11、超过 6 0 0 ,其湿热耐久性好,可以和聚酯 纤维混纺,并可在1 2 0 1 3 0 下染 色,使得涤纶应用于弹性织物中。同 时,R e x e 纤维又具有良好的抗氯性、 抗碱性,织成的面料能够承受碱减量 加工,增加了织物的悬重性,从而使纤 维有望在仿丝绸服装中广泛运用。 1 3 聚烯烃类弹性纤维 L a s t o l 纤维商品名为D o wX L A T M , 是一种独特的聚烯烃弹性纤维,由D c I 、v ( 陶氏) 化学公司于2 0 0 2 年推出。D o w X L A r M 纤维采用D o w 的专利技术在低 结晶度时生产,先由聚合物熔融纺丝法 纺成单丝或多丝。为了使D o
12、wX L A T M 纤维在较高温度下具有尺寸稳定性, 又对纤维进行了共价交联反应。 D o wX L A 纤维的平均结晶度 为1 4 ,断裂伸长率达5 0 0 ,可伸长 回复,并可承受2 2 0 高温,耐氯漂 和强酸强碱,具有很强的抗氙光和紫 外线降解性能。而普通聚烯烃纤维的 平均结晶度为5 0 ,断裂伸长率仅为 3 3 ,且不可伸长回复。D o wX L A r M 纤维适合与其他各种天然和合成纤 维共用,能改善基布织物的悬垂性和 手感。用L a s t o l 纤维制成的弹力织物 能在不损失弹性穿着舒适的条件下 具有可洗、可漂、可转筒缩绒、耐蒸汽 烫、可干洗等特征。 表2 聚醚酯弹性纤维
13、的特性 普通弹性中强弹性高强弹性 0 4 5 0 8 92 6 7 35 67 1 2 80 0 3 0 0 一8 0 08 0 0 一l0 0 07 0 1 0 0 舳一9 09 5 9 7 一 I 0 I 31 0 I 31 0 1 3 2 0 0 2 2 02 0 0 一2 加 2 3 0 以上 良 耐氯系漂白剂、耐酸碱及其它化学药品性良好 纺织导报C h i n aT e x t i l eL e a d e r 2 0 0 9N o 7 聚烯烃基共聚物的弹性来源于 大分子柔性链的网状结构,结晶区及 大分子共价健的粘连点。结晶区是热 转换区,在熔点下赋予纤维强力;非 晶体中的柔性链形成
14、的交联网络,与 高分子的结晶并存起着物理连接的 作用。结晶度、柔性链长度和交联网 络的多少共同决定了聚烯烃纤维的弹 性。 1 4 双组分复合卷曲纤维 近几年,聚酯类弹性纤维发展很 快,它们的结构和P E T 相似,但二元 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强,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,但这类弹性纤维的弹 性比氯纶低,其主要品种有P B T 纤维 和P T T 纤维。虽然这两种纤维可以直 接进行织造,也能满足一般纺织品的 要求,但由于存在受热易变形、易燃 烧、机械强力较低、织物形态不稳定 等缺点,因此人们又将注
15、意力转向了 双组分复合纤维的开发,并获得了一 定的进展。 双组分复合卷曲纤维是一种由 结构和性能不同的两种聚合体,按照 定比例通过共轭纺丝形成双组分复 合丝制成的卷曲弹性纤维。其弹性不 是基于分子链中硬和软组分的运动, 而是纤维中两种组分的收缩或伸长 的差异,经热处理后,纤维在内应力 作用下形成螺旋或波浪状卷曲。这种 卷曲状的纤维具有不同程度的伸缩 性和弹性,其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弹性不 同。 目前研究较为成熟的双组分复合 弹性纤维为P 1 W P E T 并列复合纤维, 它是由P T T P E T 两种高聚物并列纺 万方数据 P
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