单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 氨纶,一,.,概述,二,.,氨纶的生产,三,.,氨纶的结构和性能,四,.,氨纶的用途和改性,第一节 氨纶的概述,氨纶纤维,是以聚氨基甲酸酯为主要成分的一种嵌段共聚物制成的纤维,。,简称氨纶,弹性纤维,“,莱卡（,Lycra,）,”,“,尼奥纶（,Neolon,、日本）,”,“,多拉斯坦（,Dorlastan,、德国）,”,发展历史,1937,年由德国拜尔（,Bayer,）公司首先开发成功；,1958,年美国杜邦公司也研制出氨纶纤维，并实现了工业化生产；,20,世纪,60,年代初发展较快，出现高潮；,70,年代由于生产技术、成本核算及聚酰胺弹力丝的影响，发展较慢；,80,年代，由于加工技术的进步，进入第二个高速发展期；,第一节 氨纶的概述,1989,年，我国在山东烟台建成第一个氨纶生产装置；,90,年代一批氨纶企业也先后投产；,2001,年后中国企业全面进入，产能迅猛增加；,截至,04,年,11,月，我国氨纶产量已占世界产量的,40%,多。,在我国的发展,第一节 氨纶的概述,氨纶纤维共有两个品种：,1,、由芳香二异氰酸酯和含有羟基的聚酯链段的嵌段共聚物（简称,聚酯型氨纶,）；,2,、由芳香二异氰酸酯与含有羟基的聚醚链段的嵌段共聚物（简称,聚醚型氨纶,）。,品种,第一节 氨纶的概述,聚酯型氨纶,第二节 氨纶的生产,聚合原理,先取过量的二元醇与己二酸反应，生成相对分子量,10005000,，端基为羟基的聚酯,芳香二异氰酸酯,MDI,or,TDI,含,N=C=O,的预聚物,扩链剂,嵌段共聚物,聚氧乙烯、聚氧丙烯、四氢呋喃,第二节 氨纶的生产,聚醚型氨纶,开环聚合,相对分子量,15003500,的聚醚,芳香二异氰酸酯,含,N=C=O,的预聚物,扩链剂,嵌段共聚物,常用的是乙二胺、丙二胺和,环己二胺,第二节 氨纶的生产,纺丝,氨纶的纺丝方法,干法纺丝,湿法纺丝,熔体纺丝,反应纺丝,熔体纺丝,由于一般聚氨酯在高温停留时间稍长就会发生过量交联生成凝胶，还会发生异氰酸酯逆反应，使产品物理机械性能变差，因此很少被采用。,反应纺丝,也称化学纺丝，在纺丝液转化成固态纤维时，必须经过化学反应，,由单体或预聚物形成高聚物的过程与成纤过程同时进行,，目前世界采用该法生产氨纶占总产量的,10%,左右。,湿法纺丝,和腈纶湿法纺丝类似，生产氨纶较少使用,第二节 氨纶的生产,纺丝,一、干法纺丝,是目前被广泛采用的方法，产量占世界总产量的,80%,。经过干法制得氨纶的线密度在,1.1246.4,分特，纺丝速度在,200600,米,/,分，所生产的氨纶质量优良，位居首位。其生产流程示意图如下：,第二节 氨纶的生产,第二节 氨纶的生产,预聚合,嵌段共聚物,共聚物溶液,纺丝原液,二异氰酸酯,原液细流,在热空气中成型,/,上油,卷绕丝,产品,聚酯,/,聚醚,第二节 氨纶的生产,干法纺丝以聚醚二醇,PTMG,与二异氰酸酯,MDI,以,1,：,2,的摩尔比在一定的反应温度及时间条件下形成预聚物，预聚物经溶剂混合溶解后，再加入二胺进行链增长反应，形成嵌段共聚物溶液，再经混合、过滤、脱泡等工序，,制成性能均匀一致的纺丝原液,。,聚氧乙烯、聚氧丙烯、四氢呋喃,4.4,一甲撑二苯双异氰酸酯,第二节 氨纶的生产,然后用计量泵定量均匀地压入纺丝头。在压力的作用下，纺丝液从喷丝板毛细孔中被挤出形成丝条细流，并进入甬道。甬道中充有热空气，使丝条细流中的溶剂迅速挥发，并被空气带走，丝条浓度不断提高直至凝固，与此同时丝条细流被拉伸变细，最后被卷绕成一定的卷装。可纺氨纶丝的纤度范围为,1.1-246.4tex,，纺丝速度,200-600 m/min,，有的可高达,1000 m/min,。,结构和弹性,氨纶弹性很高，伸长率大于,400%,聚合物是由,脲基结构的硬链段,通过氨基甲酸酯,(-NHCO-O-),与,软链段,交替相接的大分子,硬链段,短,，软链段,长。,硬链段,起结点作用，阻止受力时分子链产生滑移；,软链段,间分子作用力小，易运动，链段往往弯曲不规则，是产生弹性的必要条件之一。,第三节 氨纶的结构和性能,第三节 氨纶的结构和性能,作用力主要为范德华力，不能形成氢,键，作用很弱,分子链间的亚氨基和碳基可形成较强的氢键结合,氨 纶 的 弹 性 结 构 模型,(,伸长,200%),第三节 氨纶的结构和性能,分子链中的硬链段,相互整齐排列，形成晶区,;,软链段,的分子链未受到外力作用的部分呈松弛状态,(,弯曲或卷曲,),，在受到外力作用后，纤维伸长,200%,的状态下，部分软链段分子链段被拉伸，也整齐排列，甚至发生结晶，不过这种状态，当外力消除后，由于分子链间作用力弱，这种被拉伸的分子链又会自由滑动变成松弛状，回缩到应力最小状态，表现出高弹性。,性能,1,吸湿性,：,在,20,和,65%,的相对湿度下，聚氨酯的弹性纤维的回潮率为,1.1%,，比棉、羊毛和锦纶（,4%,）小，但优于涤纶（,0.4%,）、丙纶（,0.03%,）,第三节 氨纶的结构和性能,2,强度,：,断裂强度,干态,为,0.44,0.88,cN,/,tex,湿态,为,0.35,0.88,cN,/,tex,。,是橡胶丝的,35,倍。,当纤维受到拉伸,伸长到最大长度时,纤维变细,在这个细度下测出的强度为有效强度,3,弹性,：,氨纶的弹性模量较小，丝的柔软性较好。随着软链段部分分子量的增大,其伸长率可达,400%,800%,伸长,500%,的回弹率为,95%,99%,。,第三节 氨纶的结构和性能,4,耐热性,：,氨纶的软化点为,205,210,在,95150,时纤维不会被损，超过,150,时纤维变黄，,190,发粘，强度下降。,氨纶织物一般的定形温度以不超过,175,180,为宜,5,化学稳定性,：,氨纶的化学稳定性一般较好,，对氧稳定，也较耐酸，加有改性剂多胺化合物的氨纶，不论是聚醚类或聚酯类均有吸酸的能力。,聚酯型的不耐强碱,，在热碱溶液中快速水解降解，这在染整加工时要特别注意。,氨纶耐氧化剂性因氧化剂不同而异,，一般来说，它们只能在稀的过氧化物溶液中漂白，或进行还原漂白，而,不耐氯漂白剂,，在次氯酸盐溶液中会形成氮一氯结合而使纤维损伤，聚醚型的损伤更严重。,第三节 氨纶的结构和性能,6,染色性能,对于,包芯纱,、,包覆纱,以及,合捻纱,因为染色后氨纶几乎全部被外相纤维所覆盖,所以一般不用考虑氨纶的染色与否,但氨纶本身可用直接染料、还原染料、酸性染料、分散染料、铬媒染料、金属络合染料、活性染料等染色。,大生产中使用较多的是,金属络合染料,用它染色的氨纶织物各项性能均优于其他染料,.,第三节 氨纶的结构和性能,包芯纱,包覆纱,合捻纱,7,、耐光性,氨纶的耐光性虽然比常规合成纤维差，但比橡胶丝的稳定性要好。氨纶丝越细，损伤越大。,第三节 氨纶的结构和性能,氨纶可用于一切需要良好弹性回复率的织物，因此是最理想的伸缩性衣料用 纤维。可以用于生产游泳衣、弹力牛仔裤、灯芯绒织物、滑雪衣、紧身裤、运动服、医疗用绷带、手术线、人造皮肤。,氨纶制成的服装，穿着舒适，能适应身体各部分变形的需要，并能减轻服装对身体的束缚感。,用途,第四节 氨纶的用途和改性,改性,高吸湿放湿聚氨酯纤维,日本 旭 化 成公司首创,特点,：纤维吸湿量大，放湿速度快,其吸湿性能几乎与棉同一水平，但棉放湿不快，这种纤维的放湿速度几乎为棉的一倍。,第四节 氨纶的用途和改性,能呼吸的纤维,常见化纤特性：,一、涤纶,挺括不皱,二、锦纶,结实耐磨,三、腈纶,膨松耐晒,四、丙纶,质轻保暖,五、氨纶,弹性纤维,常用纤维的性能比较：,耐磨性,耐日光性,最轻,弹性最好,易染色,难染色,锦纶,腈纶,丙纶,氨纶,锦纶,丙纶、涤纶,