聚烯烃弹性纤维分子不含极性基团,分子链间的连接靠结晶体和共价键.由于含有高比例的非极性聚烯烃链,无定形区的分子链又较长,且易于自由运动,平均结晶度为14%左右.结晶度、交联密度和柔顺的链长共同决定了这种纤维的弹性,它们在较低应力下就有较大的变形,具有柔软的弹性.
与前述2种热塑性弹性纤维不同,聚烯烃弹性纤维存在结晶节点和共价键交联点,因此随着温度升高到80℃左右,即使结晶体熔化,但共价键仍然存在,直到220℃时,纤维仍可保持形态,当温度降低后,又重新形成结晶网络,纤维可迅速恢复其强力和弹性.这种弹性纤维的强力和耐热性不仅决定于结晶度的高低,还和共价键网络结构有密切关系,即聚烯烃链的长度和共价键的分布、密度对强力和耐热性均有影响,但共价键的分布和密度往往起主导作用.由图3可看出,在25℃时,2种弹性纤维形态完整,表面光洁;而在220℃时,氨纶已断裂分解成碎片,XLA纤维却仍然保持原来的形态,未发生分解断裂.虽然它的物理机械性能已发生了很大变化(因为结晶体在80℃左右已熔化),但由于共价键交联网络结构还未遭到破坏,仍然可以保持纤维形态的完整.结晶体的熔化和重结晶是可逆变化,当温度降到室温时又重新建立结晶体网络,纤维的物理机械性能可基本得到恢复.所以这种弹性纤维适合制耐热的纺织产品,在染整加工时也不易损伤,尺寸稳定性很好,不易伸长变形和起皱.也基于这种微结构,纺织品不需要预热定形加工,其他热塑性纤维的纺织品则需要进行预热定形来提高它们的加工稳定性.所以这种纤维很适合与蚕丝、羊毛、腈纶、锦纶和其他对高温敏感的纤维混纺或交织,当然也适合和需要热定形加工的纤维混纺或交织.
XLA弹性纤维由于微结构特别,它的弹性和其他弹性纤维有明显差异.由图4可知,XLA纤维在较低应力下就有较大的伸长率和回复力,说明它具有更柔软的弹性,即拉伸所需的应力小,回复性很好,所制成的纺织品穿着时更贴身舒适.当然该纤维纺织品染整加工时,张力应小,不宜强拉,以免产生过大的变形.
XLA纤维是疏水性纤维,分子不含极性基团,因此它的化学稳定性很好,不仅耐强酸强碱,也耐各种氧化剂.氨纶的耐氯漂性很差,而XLA纤维的耐氯漂性很好.不过由于XLA纤维是一种聚烯烃纤维,对有机溶剂的抵抗力较差,不少溶剂对它有较强的溶胀作用.另外,XLA纤维的耐光性比常用的纤维稍差,但比氨纶好,这和它存在一定的共价键交联点有关.
XLA纤维本身没有适合的染色染料,但它适合和其他纤维混纺或交织成各种弹性纺织品.由于耐热、耐化学药剂,又具有特殊的力学性能,伸长回复性能良好,耐光降解性能也较好,所以已开发用于各种混纺或交织纺织品,包括与毛、棉等混纺或交织的纺织品,特别是泳衣、内衣、防皱弹性织物.例如弹性牛仔衣、免烫型职业装和休闲运动衫等.这些服装较氨纶纺织品有更好的悬垂性和手感,且由于含有该纤维,服装经多次干洗后仍能保持弹性不变.另外,这种纤维不会释放挥发性的有机化合物,不含重金属,制成的服装可回收利用,又被称为“环保”型弹性纤维.
最近据报道,陶氏化学公司将从聚烯烃类弹性纤维“Dow XLA”中撤退(预计在6~18个月后完成撤退).从发展弹性纤维纺织品角度看,希望有新的类似纤维出现,或者开发该类纤维的替代产品,生产出性能优良的弹性纤维纺织品.
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