摘要:系统阐述各种弹性纤维,包括弹力丝、氨纶、聚醚酯弹性纤维、聚烯烃弹性纤维、硬弹性纤维、PTT和PBT纤维、复合聚酯弹性纤维等结构和性能,分析比较了它们的结构与弹性的关系,着重从这些纤维的弹性出发,分析含弹性纤维纺织品的染整加工特性。特别要指出的是,这类纺织品在染整加工时容易发生“蠕动”、“应力松弛”和“疲劳”现象(变形和回复不同于常规纺织品),应该合理控制染整加工时的温度、张力和时间,加工时尤其需注意松弛处理的重要性;着重介绍了几种弹性纤维纺织品的染整加工工艺和注意事项。
前言
合成纤维发展已有七八十年之久,最初主要是用于服装,开发的只有几种常用纤维,例如锦纶、涤纶等。自1960年以后,随着合成纤维性能的提高,品种不断扩大,特种纤维、超细纤维、弹性纤维和工业高强纤维有了迅速的发展,其中弹性纤维不仅用于各种高性能的服装,还用于产业和装饰用纺织品。目前合成纤维主要朝可持续发展、可回收、可生物降解,以及纳米功能的方向发展。其主要开发途径如下:
(1)改变基本材料,即聚合物的分子结构;
(2)改变聚合物的超分子或微结构;
(3)将不同聚合物共混或混入适当添加物;
(4)改变纤维形态结构,例如纤维粗细、截面形状、卷曲程度等;
(5)将长丝组分复合或合股,制成双或多组分复合纤维;
(6)对纤维表面改性或改变表面结构;
(7)将长丝加捻或复合,改变纱线股数和形态。
上述途径都可以改变纤维材料的性能(包括弹性功能)。
其中最主要的途径:一是改变纤维的基本组成,即聚合物分子结构。为此,近年来开发了许多新聚合物,并纺制了一大批不同分子结构的纤维。本文介绍几种重要的弹性纤维,它们都有特别的分子结构。二是将不同的聚合物共混或复合,藉纤维含多种聚合物以改变性能(包括弹性),再通过改变复合或混合方式,改变各组分的混合比,以进一步改变其性能。例如,使双组分复合纤维呈卷曲状后可大大提高弹性。三是改变纤维的截面形状或对表面进行改性或改变表面结构,也可以改变其性能,包括改善纺织品的弹性。四是将纤维复丝合股,改变股数结构,或对纱线加捻变形等,均可提高纺织品的弹性。
目前,纺织品主要朝强韧、安全、耐用、精细、环保、舒适、美观和易护理等方向发展,其中安全、环保和舒适尤为重要,而这些功能与纤维的弹性关系密切。纺织品的弹性是一项重要的服用性能指标,弹性纤维是指具有高延伸性和高回弹性的纤维或丝束,但不同国家或地区有不同的定义。按美国材料试验协会对弹性体定义,是指在室温下材料反复拉伸至原长2倍以上,释放拉力后能迅速回复至原长的材料;对聚氨酯弹性纤维,则是拉伸至原长3倍后,释放拉力能迅速回复原长的纤维。近年来,纺织品对弹性的要求愈来愈高,为了适应需要,目前开发了许多新的弹性纤维和纺织品,这些新型弹性纤维纺织品的加工要求很高,特别是其染整加工难度非常大。为此,本文首先介绍弹性纤维的结构和弹性,然后讨论弹性纤维纺织品的染整加工。
1弹性纤维或丝的类别和弹性
纺织品的弹性主要决定于其结构,包括纤维的化学结构、纤维的超分子或微结构、纤维或纱线的形态结构,以及纺织品的组织结构。通过改变或控制上述结构,就可以提高纺织品的弹性。普通纺织品的纤维、纱线和其本身的结构一般,虽然具有一定弹性,但弹性不高;而对于弹性纺织品,由于选用了弹性纤维或纱线,并且织成特定的组织结构,所以弹性良好。纤维或纱线的弹性主要决定于纤维的聚合物分子结构,也就是说,目前市场上的弹性纤维或纱线,主要是由弹性聚合物组成。
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