標籤:紡織

彈性體纖維 elastomeric fibre 具有高斷裂伸長(400%以上)、 低模量和高彈性回復率的合成纖維。

1種類

按化學結構分為
天然乳膠絲、多嵌段聚氨酯纖維以及其他合成共聚物纖維。多嵌段聚氨酯纖維常被稱為彈性纖維(spandex),中國的商品名為氨綸。

2特點

聚氨酯纖維的高彈性質和一般的彈力絲(見變形纖維)不同,它是由聚合物大分子組成和超分子結構的特點決定的。聚氨酯嵌段共聚物的大分子是由柔性很大的長鏈段(軟鏈段)和剛性的短鏈段(硬鏈段)交替組成的。以軟鏈段為基體,而硬鏈段分散嵌在其中,其分子結構如圖所示。柔性軟鏈段由脂肪族聚酯或聚醚組成,可以看作是一個容易伸展的彈簧;而剛性鏈段則是由氨基甲酸酯和脲基所組成,如同一個剛性小球。由小球把彈簧相互連接起來組成的網,是一個具有一定強度的彈性體。這兩種鏈段以共價鍵連結在一起。由於軟鏈段中每個單鍵圍繞其相鄰的單鍵作不同程度的內旋轉,因而外形彎彎曲曲的長鏈段象一個雜亂的線團,它的形態不斷地變化。大分子在外力作用下有很大的適應性並且長度也有很大的伸展餘地,從而賦於纖維以高伸長和高彈性回復的特性。在硬鏈段中含有極性基團。分子間因氫鍵的作用而形成「區域」結構或結晶,在大分子鏈間起著物理交聯作用,使纖維具有一定的強度。
聚氨酯纖維具有高延伸性(500~700%)、低彈性模量(200%伸長,0.04~0.12克/旦)和高彈性回復率(200%伸長,95~99%)。除強度較大外,其他物理機械性能與天然乳膠絲十分相似。它比乳膠絲更耐化學降解,具有中等的熱穩定性,軟化溫度約在200℃以上。用於合成纖維和天然纖維的大多數染料和整理劑,也適用於聚氨酯彈性纖維的染色和整理。聚氨酯彈性纖維耐汗、耐海水並耐各種乾洗劑和大多數防晒油。長期暴露在日光下或在氯漂白劑中也會褪色,但褪色程度隨聚氨酯纖維的類型而不同,差異很大。
聚氨酯彈性纖維一般不單獨使用,而是少量地摻入織物中。它通常有三種主要形式:①裸絲;②單層或雙層包線紗;③皮芯紗或皮芯合股紗。這種纖維既具有橡膠性能又具有纖維的性能,易於紡制25~2500旦不同粗細的絲,因此廣泛被用來製作彈性編織物,如襪口、傢具罩、滑雪衣、運動服、醫療織物、帶類、軍需裝備、宇航服的彈性部分等。隨著人們對織物提出新的要求,如重量輕、穿著舒適合身、質地柔軟等,低纖度聚氨酯彈性絲織物在合成纖維織物中所佔的比例也越來越大。

3嵌段共聚物的合成

一般分三個步驟:
①線型柔性大分子二醇的合成,即製備分子量為500~4000末端含有羥基的低聚物(脂肪族聚酯或聚醚);
②聚酯或聚醚同過量的芳香族二異氰酸酯反應生成末端含有異氰酸酯的預聚物;
③硬鏈段形成,即將預聚物溶於適當的溶劑中(如二甲基甲醯胺)與低分子的二胺或二醇進行鏈伸展反應,由此得到嵌段聚氨酯紡絲溶液。可採用一般的干紡、濕紡或熔紡進行紡絲,有時也可採用反應紡絲。
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