氨纶弹性纤维讲课.ppt

聚氨酯弹性纤维 1 概况?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叫聚氨酯纤维,简称氨纶。?氨纶纤维是高弹性合成纤维。氨纶做成的内衣伸缩自如, 被誉为“第二皮肤”,广泛用于游泳衣、运动服、内衣、袜子、外衣及医用绷带等领域。?最初的商品名为 Spandex ,后来更名为莱卡,意为像橡胶一样的纤维。由于它不仅具有像橡胶丝那样的弹性,而且还具有一般纤维的特征,受到人们的青睐。世界聚氨酯弹性纤维产量(kt) 年份 1985 1990 1995 1996 1998 2000 2002 2005 2009 产量 253860100 120 180 240 248 626 从本世纪开始,我国氨纶产业呈现跳跃式发展: ? 2001 ~ 2006 和 2007 年,我国氨纶产能从 万吨/年猛增到 万吨/年和 万吨/年; 产量从 万吨/年增至 万吨/年和 万吨/年; 表观消费量由 万吨/年增至 万吨/年和 万吨/年; 氨纶自给率由 % 提高至 2007 年基本实现自给。?到 2009 年年底, 全球氨纶总产能达到约 万吨/ 年,而我国氨纶总产能达到 万吨/年,占世界 57% ,成为全球最大的氨纶生产和消费国。?氨纶产业与纺织业(包括针织、机织、化纤、服装业等) 有着非常密切的关系。我国是一个纺织业大国也是一个纺织品出口大国。在化纤纺织品出口服装中有 70% 含有氨纶成分(含 3%~18% )。?随着氨纶质量日臻完善、氨纶产品优势日渐凸显, “无氨不成布”将逐渐成为现实。我国纺织业的快速发展,无疑是氨纶产业可持续发展最有力的保障。聚氨酯纤维的结构与性能 1. 结构及弹性产生机理聚氨酯纤维是一种以聚氨基甲酸酯为主要成分的嵌段共聚物纤维。大分子由软链段和硬链段组成软链段由非结晶性的聚酯或聚醚组成,玻璃化温度很低, 常温下处于高弹态,在室温下被拉伸时,纤维可以产生很大的伸长变形,并具有优异的回弹性。硬链段采用具有结晶性且能发生横向交联的二异氰酸酯组成,虽然链段短,但由于含有多种极性基团,分子间的氢键和结晶性起着大分子链间的交联作用,可为软链段的大幅度伸长和回弹提供必要的结点条件(阻止分子间的相对滑移),还可赋予纤维一定的强度。软硬链段镶嵌共存的结构赋予聚氨酯纤维的高弹性和强度的统一。线密度低: 为 22 ~ 4778dtex ,最细的可达 11dtex ; 强度高: 湿态为 ~ / tex , 干态为 ~ / tex ,是橡胶丝的 2~4倍。弹性好: 聚氨酯弹性纤维的伸长率达 500 %~ 800 %,瞬时弹性回复率为 90 %以上,与橡胶丝接近耐热性较好: 聚氨酯弹性纤维的软化温度约 200 ℃,熔点或分解温度约 270 ℃,优于橡胶丝。吸湿性较强: 回潮率为 %,优于涤纶和丙纶。染色性优良: 可以使用所有类型的染料染色。在使用裸丝的场合,其优越性更加明显。 (与橡胶丝相比) 从表 1 中可知, 橡胶丝除在残余伸长方面特别出色外, 其强度、模量、耐老化、染色性、回弹力、纤度和热稳定性等都不如氨纶。 2 氨纶的生产生产聚氨酯弹性纤维一般选用芳香族二异氰酸酯,以满足硬链段的硬度。常用的芳香族二异氰酸酯有二苯基甲烷 4,4ˊ-二异氰酸酯( MDI )或 2, 4-甲苯二异氰酸酯( TDI )。二苯基甲烷二异氰酸酯可以用苯胺与甲醛反应缩合,生成二苯基甲烷二胺,再将其光气化,得到粗 MDI , 如图: 氨纶的生产分三部分:嵌段共聚物合成、纺丝及后处理。氨纶的生产流程氨纶的生产流程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 嵌段共聚物合成根据所选用的原料不同, 生成聚氨酯弹性纤维链段结构中软链段部分分为两大类 聚醚二醇型 聚酯二醇型