2. 合成纤维
合成纤维是利用石油、天然气、煤、农副产品为原料,经一系列化学反应,合成高分子化学物,再经过纺丝而制得的纤维。
1) 涤纶
涤纶(PET)是聚酯纤维的商品名称,化学名称为聚对苯二甲酸乙二酯纤维。涤纶纤维密度为1.38g/cm3,纤维的干、湿强度为3.52~5.28cN/dtex,耐磨性好,小负荷下不易变形,初始模量高,耐冲击性好,纤维耐热性好,熔点255~265℃,玻璃化温度在80℃左右。涤纶大分子为刚硬的线型分子,结晶度高,因此涤纶非织造材料具有刚挺、保形性好、易洗快干的特点。涤纶对酸较稳定,但耐碱性较差。涤纶的缺点是吸湿性差,化学加固时粘合剂均匀分布有困难。由于吸湿差,涤纶的质量比电阻可达1014Ω•cm以上,因此导电能力差,易产生静电。
非织造专用涤纶的种类很多,有普通型、抗起球型、高收缩型、双组分型、低熔点粘结型等。其线密度一般在1.54~22dtex,也可制造更细或更粗的纤维,棉型的长度为38mm,毛型的长度在50mm以上。
涤纶可加工成三角形、五角形、扁平形等各种异形截面,由于纤维截面形态不同,光在纤维表面易呈现不同的反光作用和吸光作用,故可产生特殊的光学效应。纤维的刚性受截面形状的影响,对非织造材料产生不同的手感,同时影响非织造材料的密度、纤维之间的摩擦及抱合性能。中空圆形截面涤纶保暖性好,适宜做保暖絮片、隔热材料;三维卷曲涤纶纤维蓬松、柔软、光滑,常用于加工喷胶棉、仿丝棉等。涤纶主要用于加工针刺造纸毛毡、土工布合成材料、贴墙毡、过滤材料、合成革基材料、电绝缘材料、薄型热轧非织造材料、卫生用品和各种衬料。
为了适应非织造材料工艺特殊的要求,新型差别化聚酯纤维不断出现,如抗起球涤纶纤维、抗静电涤纶纤维、吸水性涤纶纤维、阻燃性涤纶纤维、低熔点涤纶纤维、抗水解涤纶纤维、细旦涤纶纤维等。近年来,聚酯类纤维中又增加了聚对苯二甲酸丙二酯(PPT)纤维和聚聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维。
2)丙纶
丙纶(PP)是我国对聚丙烯纤维的商品名称。丙纶是聚烯烃类纤维的一个品种,生产丙纶的原料是等规聚丙烯树脂,同涤纶、绵纶一样,采用螺杆挤压-熔融纺丝法制得。由于它具有不少优异的性能而且成本较低,因此是非织造工艺使用最多的一种纤维。丙纶质地轻,密度为0.91g/cm3,是现有纤维中密度最小的品种。
丙纶强度好,为4.5~7.5cN/dtex,耐磨性好,弹性回复性好,弹性模量为20~55 cN/dtex,耐酸、耐腐蚀等性能优于其它合成纤维,而且不霉不蛀卫生性好。丙纶熔点很低为165~170℃,软化点为140~150℃,可作为热熔性纤维用于固结纤维网。丙纶的耐光性较差,易老化。大分子没有亲水基因,不吸水,但亲油。
丙纶适用于生产医用卫生材料、家用装饰材料、土工合成材料、针刺地毯、过滤材料等。
聚丙烯树脂大量用于熔喷法加工超细纤维非织造材料和纺丝成网法生产非织造材料。由于近代石化工业的发展,聚丙烯材料在不断地进行改性,从而合成适应不同用途的纤维,如高强度聚丙烯及高熔融指数的聚丙烯等。
3)锦纶
锦纶(PA)为聚酰胺系纤维,主要有锦纶6,锦纶66,大分子链上具有CO-NH基,采用熔融纺丝工艺制得。锦纶6的熔点为228℃,锦纶66的熔点为265℃。锦纶的纤维强度高,为4~5.3cN/dtex,伸长率为18%~45%。弹性恢复率高,耐疲劳性能强,在10%伸长时弹性回复率在90%以上。耐磨性在所有纤维中居于首位,比绵高10倍,比羊毛高20倍。锦纶的耐碱性、耐酸性较差。热收缩率大,在小负荷作用下容易变形,制成的产品容易起毛、起球。
锦纶适用于制作服装衬里及面料、合成革基材、地毯、窗帘、土工合成材料、涂层基材、抛光材料、造纸毛毯、电绝缘材料等。
4)维纶
维纶(PVA)也称聚乙烯醇缩甲醛纤维,采用湿法纺丝。
由于聚乙烯醇大分子每个链节上都有一个亲水的羟基(OH),因此制成的维纶是水溶性的。经缩甲醛处理后,生成疏水性的醚键,纤维不溶于水。初始模量低于涤纶,吸湿性好,纤维强度为3.52~5.72cN/dtex,断裂伸长12%~25%,耐干热,不耐湿热,沸水收缩率为5%,连续煮3~4h可发生部分溶解,该纤维耐碱,不耐强酸,耐海水腐蚀,耐霉菌,一般采用原液染色。主要产品有油毡基材、过滤材料、衬里材料、医用卫生材料、劳动保护材料及土工合成材料。其水溶性维纶制成的刺绣基材已被广泛应用于服装、装饰领域。
我国是世界上维纶生产大国,维纶在非织造材料中应用远多于其它国家。
5)腈纶
亦称聚丙烯腈(PAN)纤维,是丙烯腈与第二、第三单体的共聚纤维。腈纶的丙烯腈含量高于85%,第二单体、第三单体通常含有酯基的化合物,含量7.9&,使大分子排列的规整性变差,分子间作用力减弱,可改善纤维的柔软性、弹性,引入一定数量的亲染料基团,可以改善聚丙烯腈纤维染色性。采用湿法或干法纺丝工艺制成。
聚丙烯腈纤维的截面成很不规则的圆形、哑铃形或犬骨形。聚丙烯腈弹性好,变形回复性好,蓬松性、柔软性和羊毛相似,故有合成羊毛之称。聚丙烯腈耐光性强,是最耐日光的纤维。染色性能好,颜色鲜艳,耐化学腐蚀。纤维强度为1.76~3.08cN/dtex,低于涤纶、锦纶,耐磨性较差,易起毛起球。
聚丙烯腈适用于制作家用装饰材料,如毛毯、地毯、人造毛皮、窗帘、服装衬里等。
6) 聚乳酸纤维
聚乳酸(PLA)纤维是一种使用玉米作为原料,从中提取淀粉,经过酶分解得到的葡萄糖,在通过乳酸菌发酵后生成乳酸,然后经过化学合成得到高纯度聚乳酸聚合物,通过熔融纺丝等加工技术制成的纤维,聚乳酸纤维经干法或湿法成网制得非织造材料,也可由纺丝成网法或熔融法直接制成非织造材料。
聚乳酸纤维可以生物降解成二氧化碳和水。它可以通过与其纤维混纺以及与聚酯等其它聚合物结合生产双组分纤维来增强聚乳酸产品的性能,以满足更多领域用途的需要。由于聚乳酸纤维具有热塑性好、生物可降解、有生物相容性且服用舒适等特性,使其在工业、农业、建筑、医疗卫生、服装以及家用等许多领域都有应用。 |