1、第五節(jié) 氨綸,一.概述 二.氨綸的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu) 三.氨綸的性能 四.氨綸的用途,主講人：周偉濤,一. 氨綸的概述,是以聚氨基甲酸酯為主要成分的一種嵌段共聚物制成的纖維。簡(jiǎn)稱氨綸,“萊卡（Lycra ）” “尼奧綸（Neolon、日本） ” “多拉斯坦（Dorlastan、德國(guó)） ”,1.定義,氨綸長(zhǎng)絲,氨綸纖維共有兩個(gè)品種： 1）由芳香二異氰酸酯和含有羥基的聚酯鏈段的嵌段共聚物（簡(jiǎn)稱聚酯型氨綸）； 2）由芳香二異氰酸酯與含有羥基的聚醚鏈段的嵌段共聚物（簡(jiǎn)稱聚醚型氨綸）。,2.品種,聚酯型氨綸,先取過量的二元醇與己二酸反應(yīng)，生成相對(duì)分子量10005000，端基為羥基的聚酯,芳香二異氰酸酯,MD

2、I or TDI,含N=C=O的預(yù)聚物,擴(kuò)鏈劑,嵌段共聚物,聚氧乙烯、聚氧丙烯、四氫呋喃,聚醚型氨綸,開環(huán)聚合,相對(duì)分子量15003500的聚醚,芳香二異氰酸酯,含N=C=O的預(yù)聚物,擴(kuò)鏈劑,嵌段共聚物,常用的是乙二胺、丙二胺和 環(huán)己二胺,二、氨綸的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu),作用力主要為范德華力，不能形成氫 鍵，作用很弱,分子鏈間的亞氨基和碳基可形成較強(qiáng)的氫鍵結(jié)合,1.化學(xué)組成,2.聚集態(tài)結(jié)構(gòu),分子聚集態(tài)剛性鏈段形成的結(jié)晶區(qū)分布在柔性鏈段形成的無定形區(qū)之中。,3.結(jié)構(gòu)和彈性,氨綸彈性很高，伸長(zhǎng)率大于400%,聚合物是由脲基結(jié)構(gòu)的硬鏈段通過氨基甲酸酯(-NHCO-O-)與軟鏈段交替相接的大分子,硬鏈段短，

3、軟鏈段長(zhǎng)。 硬鏈段起結(jié)點(diǎn)作用，阻止受力時(shí)分子鏈產(chǎn)生滑移； 軟鏈段間分子作用力小，易運(yùn)動(dòng)，鏈段往往彎曲不規(guī)則，是產(chǎn)生彈性的必要條件之一。,氨 綸 的 彈 性 結(jié) 構(gòu) 模型(伸長(zhǎng)200%),分子鏈中的硬鏈段相互整齊排列，形成晶區(qū); 軟鏈段的分子鏈未受到外力作用的部分呈松弛狀態(tài)(彎曲或卷曲)，在受到外力作用后，纖維伸長(zhǎng)200%的狀態(tài)下，部分軟鏈段分子鏈段被拉伸，也整齊排列，甚至發(fā)生結(jié)晶，不過這種狀態(tài)，當(dāng)外力消除后，由于分子鏈間作用力弱，這種被拉伸的分子鏈又會(huì)自由滑動(dòng)變成松弛狀，回縮到應(yīng)力最小狀態(tài)，表現(xiàn)出高彈性。,4.彈性結(jié)構(gòu)模型,5.紡絲方法,熔體紡絲由于一般聚氨酯在高溫停留時(shí)間稍長(zhǎng)就會(huì)發(fā)生過量交聯(lián)

4、生成凝膠，還會(huì)發(fā)生異氰酸酯逆反應(yīng)，使產(chǎn)品物理機(jī)械性能變差，因此很少被采用。 反應(yīng)紡絲也稱化學(xué)紡絲，在紡絲液轉(zhuǎn)化成固態(tài)纖維時(shí)，必須經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)，由單體或預(yù)聚物形成高聚物的過程與成纖過程同時(shí)進(jìn)行，目前世界采用該法生產(chǎn)氨綸占總產(chǎn)量的10% 左右。 濕法紡絲和腈綸濕法紡絲類似，生產(chǎn)氨綸較少使用,不常用,干法紡絲：是目前被廣泛采用的方法，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的80%。生產(chǎn)的氨綸質(zhì)量?jī)?yōu)良。其生產(chǎn)流程示意圖如下：,6.形態(tài)結(jié)構(gòu),截面： 圓形 蠶豆形 縱向： 表面暗深 呈不清晰骨形條紋,1 吸濕性： 在20和65%的相對(duì)濕度下，聚氨酯的彈性纖維的回潮率為1.1%，比棉、羊毛和錦綸（4%）小，但優(yōu)于滌綸（0.4%）

5、、丙綸（0.03%）,三、氨綸的性能,2 機(jī)械性質(zhì)： 斷裂強(qiáng)度干態(tài)為0. 44 0. 88 cN /tex, 濕態(tài)為0. 35 0. 88 cN / tex。 高伸長(zhǎng)，高彈性，彈性恢復(fù)性好 是橡膠絲的35 倍。 耐磨性好，比錦綸還要好！,當(dāng)纖維受到拉伸, 伸長(zhǎng)到最大長(zhǎng)度時(shí), 纖維變細(xì),在這個(gè)細(xì)度下測(cè)出的強(qiáng)度為有效強(qiáng)度,3 彈性： 氨綸的彈性模量較小，絲的柔軟性較好。隨著軟鏈段部分分子量的增大, 其伸長(zhǎng)率可達(dá)400 % 800 % , 伸長(zhǎng)500 % 的回彈率為95 % 99 %。,第三節(jié) 氨綸的結(jié)構(gòu)和性能,4 耐熱性： 氨綸的軟化點(diǎn)為205 210 , 在95150時(shí)纖維不會(huì)被損，超過150

6、時(shí)纖維變黃，190 發(fā)粘，強(qiáng)度下降。,氨綸織物一般的定形溫度以不超過175180為宜,5 化學(xué)穩(wěn)定性： 氨綸的化學(xué)穩(wěn)定性一般較好，對(duì)氧穩(wěn)定，也較耐酸，加有改性劑多胺化合物的氨綸，不論是聚醚類或聚酯類均有吸酸的能力。 聚酯型的不耐強(qiáng)堿，在熱堿溶液中快速水解降解，這在染整加工時(shí)要特別注意。 氨綸耐氧化劑性因氧化劑不同而異，一般來說，它們只能在稀的過氧化物溶液中漂白，或進(jìn)行還原漂白，而不耐氯漂白劑，在次氯酸鹽溶液中會(huì)形成氮一氯結(jié)合而使纖維損傷，聚醚型的損傷更嚴(yán)重。,第三節(jié) 氨綸的結(jié)構(gòu)和性能,6 染色性能 對(duì)于包芯紗、包覆紗以及合捻紗, 因?yàn)槿旧蟀本]幾乎全部被外相纖維所覆蓋, 所以一般不用考慮氨綸的

7、染色與否, 但氨綸本身可用直接染料、還原染料、酸性染料、分散染料、鉻媒染料、金屬絡(luò)合染料、活性染料等染色。 大生產(chǎn)中使用較多的是金屬絡(luò)合染料, 用它染色的氨綸織物各項(xiàng)性能均優(yōu)于其他染料.,第三節(jié) 氨綸的結(jié)構(gòu)和性能,包芯紗,包覆紗,合捻紗,7、耐光性,氨綸的耐光性雖然比常規(guī)合成纖維差，但比橡膠絲的穩(wěn)定性要好。氨綸絲越細(xì)，損傷越大。,第三節(jié) 氨綸的結(jié)構(gòu)和性能,四、氨綸的用途,應(yīng)用領(lǐng)域：聚氨酯彈性纖維在針織或機(jī)織的彈力織物中得到廣泛應(yīng)用。 應(yīng)用形式主要有以下四種： 裸絲 包芯紗 包覆紗 合捻紗,裸絲 裸絲是最早開發(fā)的聚氨酯彈性纖維品種。裸絲的拉伸與回復(fù)性能好，且不用紡紗加工便可用于生產(chǎn)，因此具有成本

8、低的優(yōu)點(diǎn)。 由于裸絲的摩擦系數(shù)大，滑動(dòng)性差，直接用于織造織物的不多，一般適宜在針織機(jī)上與其它化纖長(zhǎng)絲交織。 主要紡織產(chǎn)品有：緊身衣、運(yùn)動(dòng)衣、護(hù)腿襪、外科用繃帶和襪口、袖口等。,包芯紗 以聚氨酯彈性纖維為芯紗，外包一種或幾種非彈力短纖維(棉、毛、腈綸、滌綸等)紡成的紗線。 芯層提供優(yōu)良的彈性，外圍纖維提供所需要的表面特征。 例如棉包芯紗，除了彈性好以外，還保持了一般棉紗的手感和外觀，其織物具有棉布的風(fēng)格、手感和性能，可以制出多種棉型織物。 毛包芯紗的服裝面料不僅具有一般毛織物的外觀和良好的保暖性，而且織物的回彈性好，穿著時(shí)伸縮自如，增強(qiáng)了舒適感，并能顯現(xiàn)出優(yōu)美的體型。 包芯紗是聚氨酯彈性纖維中應(yīng)

9、用最廣泛的紗線品種。,包覆紗 包覆紗又稱包纏紗。它是以聚氨酯彈性纖維為芯，用合成纖維長(zhǎng)絲或紗線以螺旋形的方式對(duì)其予以包覆而形成的彈力紗。 包覆紗的手感比較硬挺，紗線較粗，織造的面料比較厚實(shí)。 包覆紗又可分為單包覆紗和雙包覆紗。單包覆紗是在聚氨酯彈性纖維外層包上一層長(zhǎng)絲或紗線。由于施加于芯紗上的包覆圈數(shù)較少，在高伸長(zhǎng)的彈性織物上有時(shí)會(huì)出現(xiàn)露芯現(xiàn)象，主要用于襪子、緯編內(nèi)衣等彈力織物。 雙包覆紗是在聚氨酯彈性纖維外層包覆兩層長(zhǎng)絲或紗線，且兩層包裹方向相反。由于外層纖維以相反的螺旋角對(duì)稱包裹，紗線不用再加捻就可以達(dá)到成紗彈力的平衡。 雙包覆紗的加工費(fèi)用較高，主要用于護(hù)腿、彈力帶、襪子口、連襪褲等彈力織物。,合捻紗 合捻紗又稱合股紗。它是在對(duì)聚氨酯彈性纖維牽伸的同時(shí)，與其它無彈性的兩根紗并合加捻而成。 退捻這種紗線，在使張力減弱的同時(shí)對(duì)整個(gè)紗線施加較輕的沖擊，使各紗線間相對(duì)移動(dòng)達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，最后導(dǎo)致彈性纖維進(jìn)入紗芯中，其它無彈性的紗成為外包層。 合捻紗多用于織造粗厚織物，如彈力勞動(dòng)布、彈力單面華達(dá)呢等。優(yōu)點(diǎn)是條干均勻，產(chǎn)品潔凈。 缺點(diǎn)