聚酯纖維擷英

　　一、滌綸的基本知識
　　滌綸：學名為聚對苯二甲酸乙二酯纖維（Polyethyleneterephthalate），通常記作PET或PES。1941年，英國的J.R.溫菲爾德和J.T.迪克森以對苯二甲酸和乙二醇為原料，在實驗室內首先研制成功聚酯纖維，命名為特麗綸(Terylene)。1953年美國生產商品名為達可綸(Dacron)并進行了工業化生產，在我國稱為滌綸。

　　滌綸的比重為1.38;熔點255～260℃,在205℃時開始粘結，安全熨燙溫度為135℃；吸濕度很低,僅為0.4%；長絲的斷裂強度為4.5～5.5克/旦,短纖維為3.5～5.5克/旦；長絲的斷裂伸長率為15～25%，短纖維為25～40%;高強型纖維強度可達7～8克/旦,伸長為7.5～12.5%，初始模量6.17～7.94N／tex，玻璃化溫度無定形區65℃、晶態81℃、取向態結晶區125℃，質量比電阻為1014級，加油后為108級。
　　耐熱性：可在70～170℃使用，是合成纖維中耐熱性和熱穩定性最好的。
　　彈性：滌綸的彈性接近羊毛，耐皺性超過其他纖維，織物不皺，保形性好。
　　耐磨性：滌綸的耐磨性僅次于錦綸，在合成纖維中居第二位。
　　吸水性：滌綸的吸水回潮率低，絕緣性能好，但由于吸水性低，摩擦產生的靜電大，在室溫下，有一定的耐稀強酸的能力，耐強堿性較差，染色性能較差一般須在高溫或有載體存在的條件下用分散性染料染色。
　　滌綸是比較理想的紡織材料，到2010年全世界已經達到3586.5萬噸的生產規模，其中我國年產2513.3萬噸，約占世界產量的70%。

　　生產滌綸的主要原料是對苯二甲酸（PTA）或對苯二甲酸酯、乙二醇（MEG）。工業上生產對苯二甲酸乙二醇的工藝路線主要分為酯交換法和直接酯化法兩大類。滌綸的大類品種有短纖維、長絲。
　　滌綸短纖維：
　　1.按物理機能區分：高強低伸型、中強中伸型、低強中伸型、高模量型、高強高模量型；
　　2.按后加工要求區分：棉型、毛型、麻型、絲型；
　　3.按用場區分：時裝用、絮棉用、扮飾用、工業用；
　　4.按功能區分：陽離子可染、吸濕、阻燃、有色、抗起球、抗靜電；
　　5.按纖維剖面區分：異型絲、中空絲
　　滌綸長絲
　　1.初生絲：未拉伸絲（通例紡絲）（UDY）、半預取向絲（中速紡絲）（MOY）、預取向絲（高速紡絲）（POY）、高取向絲（超高速紡絲）（HOY）；
　　2.拉伸絲：拉伸絲（低速拉伸絲）（DY）、全拉伸絲（紡絲拉伸一步法）（FDY）、全取絲（紡絲一步法）（FOY）；
　　3.變型絲：通例變型絲（DY）、拉伸變型絲（DTY）、空氣變型絲（ATY）。
　　滌綸短纖維：
　　棉型：長度約在30~40毫米，細度在1.67dtex左右的化學短纖維。
　　中長：長度為51～76mm，細度2.78～3.33dtex。
　　毛型：長度為70～150mm，細度3.3～16.7dtex。
　　滌綸作為衣用纖維，其織物在洗后達到不皺、免燙的效果。常將滌綸與各種纖維混紡或交織，如棉滌、毛滌等，廣泛用于各種衣料和裝飾材料。滌綸在工業上可用于傳送帶、帳篷、帆布、纜繩、漁網等，特別是做輪胎用的滌綸簾子線，在性能上已接近錦綸。滌綸還可用于電絕緣材料、耐酸過濾布、醫藥工業用布等。
　　滌綸的優點非常突出：滌綸織物具有較高的強度與彈性恢復能力。因此，其堅牢耐用、抗皺免燙；洗后極易干燥，且濕強幾乎不下降，不變形，有良好的洗可穿性能；滌綸是合纖織物中耐熱性最好的面料，具有熱塑性，可制作百褶裙，褶裥持久；滌綸織物的耐光性較好，除比腈綸差外，其耐曬能力勝過天然纖維織物。尤其是在玻璃后面的耐曬能力很好，幾乎與腈綸不相上下；滌綸織物耐各種化學品性能良好。酸、堿對其破壞程度都不大，同時不怕霉菌，不怕蟲蛀。
　　但是缺點也是明確的：滌綸織物吸濕性較差，穿著有悶熱感，同時易帶靜電、玷污灰塵，影響美觀和舒適性；滌綸織物的抗熔性較差，遇著煙灰、火星等易形成孔洞；染色性能較差一般須在高溫或有載體存在的條件下用分散性染料染色。為了改善這些缺點，采取化學改性和物理變形的方法。
　　二、滌綸的變形和改性
　　物理變形的方法有：
　　各種異形滌綸（所謂吸濕排汗纖維：coolmax、coolbst、coolplus、topcool、cleancool、Sweatsensor，所謂保暖纖維：WELLKEY、Porel™纖維、葆萊絨）、與其他高聚物復合紡絲（如滌錦復合絲）、著色的滌綸（色絲）、細旦滌綸和高收縮滌綸等。
　　1．滌綸仿真絲織物由圓形、異形剖面的滌綸長絲或短纖維紗線織成的具有真絲外觀風格的滌綸面料，具有價格低價、抗皺免燙等優點，頗受消費者歡迎常見品種有：滌絲織品、滌絲縐、滌絲緞、滌綸喬其紗、滌綸交叉綢等這些個品種具有絲織品織物的飄逸懸垂、滑爽、柔軟、賞心悅目，同時，又兼具滌綸面料的挺括、耐磨、易洗、免燙。
　　2．滌綸仿毛織物由滌綸長絲如滌綸加彈絲、滌綸收集絲或各種異形剖面滌綸絲為原料，或用中長型滌綸短纖維與中長型粘膠或中長型腈綸混紡成紗后織成的具有呢絨風格的織物，別離稱為精紡仿毛織物和中長仿毛織物，其價格低于同類毛織物產品常見品種有：滌彈羽緞、滌彈華達呢、滌彈條花呢、滌綸收集絲紡毛織物、滌粘中長花呢、滌腈隱條呢等。
　　3．滌綸仿麻織物是今朝國際時裝市場吃香的衣料之一，采用滌綸或滌/粘強捻紗織成簡單紋路或凸條社團織物，具有麻織物的干爽手感和外觀風格如薄型的仿麻摩盡力克服，不僅外觀粗獷、手感干爽，且穿著舒適、風涼，很適宜做夏季襯衫、裙衣。
　　4．滌綸仿鹿皮織物是新式滌綸面料之一，以細旦或超細旦滌綸纖維為原料，經特殊加工在織物基布上形成細密短絨毛的滌綸絨面織物，稱為仿鹿皮織物，一般以非織造布、機織布、針織布為基布具有質地柔軟、絨毛細密豐滿有彈性、手感豐潤、堅牢不易用壞的風格特征常見的有人工制造高級鹿皮、人工制造優質鹿皮和人工制造平凡鹿皮三種適合做女衣、高級號衣、夾克衫、西服上衣等。
 

　　聚酯纖維改性技術一覽

　　
　　化學改性方法有：
　　化學改性紡絲技術是獲取功能性化學纖維材料的重要手段之一，它包括基質改性和表面改性兩方面。通過基質改性可使紡絲聚合物與功能組分共聚生成功能性的共聚體，然后再經紡絲制成功能性的化學纖維材料；而表面改性則是通過對化學纖維材料進行化學處理，使制成的化學纖維表面反應基上接枝功能基團，最后再制成所需功能的化學纖維材料，目前化學纖維化學改性紡絲技術已得到了不斷的發展和廣泛的應用。
　　添加有親水基團的單體或低聚體聚乙二醇等進行共混，能提高纖維的吸濕率，如Ekslive；Ekslive®系東洋紡公司采用吸濕性抗靜電纖維，系透過聚酯聚合方式，將一種吸水率達到29.0%的粉末利用化學鍵結的方式連接到聚酯纖維(吸水率只有0.4%)上，且其吸放濕釋放性能是硅膠的3倍。這種粉末能夠感覺到排汗，透過吸濕排除熱量，進而改善織物的飽和吸水性；故該織物能夠維持衣服內部的溫度與濕度的平衡性，同時能夠具有很好的吸濕性，并從織物表面放熱，再將濕氣釋放出外面，進而使織物表面冷卻，藉此使纖維得以自我干燥，以消除任何濕黏的感覺。由于粉末與纖維分子系以化學離子鍵結而成，因此Ekslive®的衣著，即使經過數次的重復洗滌也不會降低其性能，且還具有其它的一些特性，如除臭、抗菌防臭、pH控制以及抗靜電等多種性能。：硅膠粉末粒子及:聚丙烯酸酯系粉末粒子系構成Ekslive®抗靜電、吸濕、放濕及自我干燥等功能的主要因子，下圖為經過加工的圖像。

　　添加具有抗靜電性能的單體進行共聚，可以提高纖維的抗靜電和抗玷污性能，如BERUCH抗電磁波屏蔽纖維屏蔽電磁波的性能高達25dB，手感柔軟，服用舒適，易于染色、并且可耐多次洗滌；如Belltron®以聚酯纖維為基質，通過先進的并列型或芯鞘型復合紡絲技術制造而成。采用的導電材料為高密度的碳黑化合物或白色金屬化合物微粒，該纖維除具有較好的混合摩擦沖擊等物理性能外，還具有優良的穩定性（在洗滌、染色、紫外線照射后）。即使采用少量的Belltron®纖維與其它纖維混紡，其織物仍具有很好的導電性能，該纖維主要用于工作服、家庭裝飾紡織用品、坐墊、清潔布等。
　　添加含磷、含鹵素和銻的化合物進行共聚以改善纖維耐燃燒性能；采用較低聚合度的聚酯紡絲以提高抗起球能力；與親染料基團的單體（如磺酸鹽等）進行共聚，以改善纖維的染色性能，如陽離子可染滌綸(CDP，ECDP，EDDP等)。“TGS”和“CHEMITACM”抗菌復合纖維，通過在聚合物中加入具有永久性自發電極的冰奇石納米材料制成的負離子化學纖維，可產生空氣負離子，發射生物波，釋放人體需要的微量元素，以及具有凈化空氣，改善環境的作用。
　　共混紡絲技術
　　與化學改性紡絲技術相對應，共混紡絲技術是一種物理改性的紡絲方法，目前也是開發功能性化學纖維材料的最熱門技術。該技術主要在紡絲聚合物原液或熔體中添加所需的功能劑和分散劑，然后均勻混合紡絲制成所需功能性的化學纖維材料。該紡絲技術不會改變紡絲工藝，通常一般只需在常規的紡絲裝置中增添一臺混煉設備即可生產，所添加的功能劑主要為有機和無機材料。復合紡絲技術通過復合紡絲技術制造的功能性化學纖維，一般來說，所用的復合聚合物材料（組分）一部分為功能性聚合物，另一部分為普通的聚合物。復合紡絲技術現已在功能性化學纖維的開發中得到了不斷完善，目前已開發的功能性化學纖維，其復合形式各種各樣，已不再是簡單的芯鞘復合型、并列復合型等，而是出現了鑲嵌結構、中空微孔結構、不完全包芯結構，從而進一步的推動了功能性化學纖維材料開發和應用。
　　新的聚酯纖維品種有聚對苯二甲酸丁二酯纖維，聚對苯二甲酸丙二酯纖維，聚對苯二甲酸-1,4-環己二甲酯纖維，聚-2,6-萘二酸乙二酯纖維。
　　三、新型聚酯纖維聚對苯二甲酸丁二酯纖維（PBT）PBT纖維是聚對苯二甲酸丁二酯纖維（Polybutyleneterephthalatefibre）的簡稱，由高純度對苯二甲酸（TPA）或對苯二甲酸二甲酯（DMT）與1，4－丁二醇酯化后縮聚的線性聚合物，經熔體紡絲制得的纖維，屬于聚酯纖維的一種。生產中常采用對苯二甲酸二甲酯與1，4－丁二醇通過酯交換，并在較高的溫度和真空度下，以有機鈦或錫化合物和鈦酸四丁酯為催化劑進行縮聚反應，再經熔融紡絲而制得PBT纖維。PBT纖維是工程塑料的驕子。1979年日本帝人公司首先推出了PBT纖維制品。隨著差別化纖維的發展，PBT作為纖維的使用價值逐步被人們認識。
　　1、PBT纖維的強度為30.91～35.32cN／tex，伸長率30％～60％，熔點為223℃，其結晶化速度比聚對苯二甲酸乙二酯快10倍，有極好的伸長彈性回復率和柔軟易染色的特點。
　　2、由PBT制成的纖維具有聚酯纖維共有的一些性質，但由于在PBT大分子基本鏈節上的柔性部分較長，因而使PBT纖維的熔點和玻璃化溫度較普通聚酯纖維為低，導致纖維大分子鏈的柔性和彈性有所提高。
　　3、PBT纖維具有良好的耐久性、尺寸穩定性和較好的彈性，而且彈性不受濕度的影響。
　　4、PBT纖維及其制品的手感柔軟，吸濕性、耐磨性和纖維卷曲性好,拉伸彈性和壓縮彈性極好，其彈性回復率優于滌綸。PBT纖維在干濕態條件下均具有特殊的伸縮性，而且彈性不受周圍環境溫度變化的影響。
　　5、具有良好的染色性能，可用普通分散染料進行常壓沸染，而無需載體。染得纖維色澤鮮艷，色牢度及耐氯性優良。
　　6、具有優良的耐化學藥品性、耐光性和耐熱性。
　　主要用途：1、特別適用于制作游泳衣、連襪褲、訓練服、體操服、健美服、網球服、舞蹈緊身衣、彈力牛仔服、滑雪褲、長筒襪、醫療上應用的繃帶等高彈性紡織品。
　　2、PBT與PET復合纖維具有細而密的立體卷曲、優越的回彈性、手感柔軟和優良的染色性能，是理想的仿毛、仿羽絨原料，穿著舒適。
　　3、PBT纖維的長絲可經變形加工后使用，而短纖維可與其他纖維進行混紡，也可用于包芯紗制作彈力勞動布。還可用于制織仿毛織品。
　　4、若用PBT纖維制成多孔保溫絮片，則具有可洗、柔軟、透氣、輕薄、用PBT纖維生產的簇絨地毯，觸感酷似羊毛地毯。鬃絲可作牙刷絲等，具有很好的抗倒毛性能。
　　聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）：
　　聚對苯二甲酸丙二醇酯（PTT）是由對苯二甲酸（TPA）與1，3-丙二醇（PDO）經縮聚反應而得,是聚酯類纖維的一種，是一種熱塑性纖維，具有低于PET纖維的熔融溫度和玻璃化溫度，并且具有一定的彈性和柔軟的手感。對于含PTT纖維的面料，其部分染整加工工藝尤其是定型、染色、堿減量等工藝具有各自的特點。
　　預定型在濕熱條件下，PTT纖維的力學性能將發生顯著變化，初始模量明顯降低、延伸率大大增加。因此，對于后道需要進行高溫高濕處理（如染色、毛染整中的高速洗呢）等工序的含PTT纖維的織物而言，最好先預定型，以保證必要的尺寸穩定性和織物的力學性能。和多數滌綸織物一樣，含PTT纖維的面料一般在100℃～130℃進行松弛預定型。松弛即緯向無張力縮幅，縮幅的程度根據想獲得的彈性大小來確定。當溫度達到150℃時，織物的手感將很粗糙。對于需要獲得及其柔軟和較大延伸目的的織物，可不進行預定型。
　　染色PTT纖維和PET纖維具有相似的分子結構，兩者染色性能也相似，但PTT纖維較低的玻璃化溫度和低模量使其較PET容易上染、染色效果更好。和PET纖維一樣，PTT纖維多用分散染料進行染色，最佳染色溫度為110℃～115℃。其在100℃時的上染率與PET纖維在高溫高壓下的上染率效果相當。當染中、淺色時，建議用常壓沸染。當染深色時，建議110℃～120℃染色，以增強染料顆粒向纖維的滲透。染液pH值為7即染液呈中性最佳。上染時間和染色深度密切相關，可按照染料種類，取30～60min。一般在100℃時，染色時間為30～45min最佳。
　　堿減量對于以獲得柔軟手感為目的的含PTT纖維的織物，是不需要進行堿減量處理的，因為PTT纖維自身就具有極其柔軟的手感。但對于一些有特殊要求的面料，或與PET纖維混紡、交織的面料，可能就需要進行該項處理。Shell公司對含PTT纖維織物的堿減量處理工藝做了詳細的實驗研究，得出堿濃度、堿浴溫度和處理時間是影響PTT纖維失重效果的主要因素的結論，其中溫度的影響最大。提高堿濃度、溫度和處理時間，都將使得PTT纖維的失重率增加。對于不同的失重要求，要通過小樣對上述工藝參數進行確定。
　　終定型定型的目的是為了獲得良好的彈性和尺寸穩定性，即在相對高的溫度下將纖維的狀態固定下來。與PET纖維面料相比，純PTT纖維面料或者PTT含量較高的面料應該在相對較低的溫度下熱定型，熱定型溫度最好控制在140℃～160℃左右，時間30秒左右。對于PTT和其它纖維的混紡面料，應該根據具體情況，通過小樣試驗再確定具體實施工藝。對于緯向含PTT的織物，若要獲得緯向彈性，終定型時盡量不要拉幅，或者略微拉1cm左右。重要的一點是，緯向拉幅將降低緯向伸長但利于其彈性回復率。定型中的張力必須控制適當，要獲得彈性較好的織物，必須進行超喂。
　　PTT纖維具有滌綸的穩定性和錦綸的柔軟性，其表現在：
　　1、PTT織物柔軟而且具有優異的垂性。
　　2、PTT織物具有舒適的彈性（優于滌綸PET、聚對苯二甲酸丁二醇酯PBT及聚丙烯PP纖維，與尼龍6或尼龍66纖維相當）。
　　3、PTT織物具有優異的伸長恢復性（伸長20%仍可恢復其原有的長度）。
　　4、PTT纖維的玻璃化溫度比滌綸纖維大約低20攝氏度，所以PTT纖維的染色性能優于滌綸纖維。即使在常溫常壓染色條件下用低溫型分散染料也能染成深濃色，而且具有較好的染色牢度。因此，PTT具有優異的染色及印花特性（98℃—110℃一般分散染料可以染色）；優越的染色牢度、日曬牢度及抗污性。
　　5、PTT織物具有鮮艷的顏色及免燙性。
　　6、PTT適應性比較廣泛。PTT適合純紡或與纖維素纖維及天然纖維、合成纖維復合，生產地毯、便衣、時裝、內衣、運動衣、泳裝及襪子。聚對苯二甲酸1,4-環己烷二甲酯(PCT)：聚對苯二甲酸1,4-環己烷二甲酯(PCT)是聚酯家族的新品種，是一種半結晶的熱塑性樹脂，也是目前熱變形溫度最高的熱塑性聚酯之一，它不僅吸水率較低、具有優良的力學性能和耐化學腐蝕性能，而且還具有良好的透明性和耐γ射線性；其耐熱性能明顯優于PBT、PET，可與聚苯硫醚(簡稱PPS)匹敵，同時它還具有PPS所不具備的優良的結晶速度和低凹陷性，價格也比PPS便宜，因而PCT及其共聚酯正受到業界的普遍關注。
　　聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）：
　　聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）是由2,6-萘二甲酸（NDC）或2,6-萘二甲酸二甲酯（DMN）與乙二醇縮聚而成，是性能優良的熱塑性樹脂。PEN化學結構與PET相似，不同之處在于分子鏈中PEN由剛性更大的萘環代替了PET中的苯環，萘環結構使PEN具有比PET更高的物理機械性能、氣體阻隔性能、化學穩定性及耐熱、耐紫外線、耐輻射等性能。因此，PEN在纖維、薄膜、包裝材料和工程塑料等領域有廣闊的應用前景。
　　四、超仿棉技術項目
　　眾所周知，棉纖維具有吸濕、保暖、耐堿等特點，可賦予棉紡織品良好的吸汗、不易產生靜電、柔軟舒適、耐穿耐洗等特性。然而，我國紡織加工原料中棉纖維的供給嚴重不足，每年都需要從國外大量進口。在未來相當長一段時間內，中國為了保證18億畝耕地和16億畝糧食種植面積，國產棉花總量難有大幅度提高，解決棉花供求矛盾仍將大量依靠進口。另外，棉纖維及其紡織品在具有突出的吸濕和穿著舒適等優點的同時，也存在著導濕排濕差、彈性差、不抗皺、易縮水、不耐酸、不耐霉菌等缺點。
　　目前，盡管我國聚酯纖維產業的部分技術和產品已達到國際先進水平，但同時也面臨著諸如高附加值功能性纖維品種少、產量低，品質不高，同質化競爭激烈，行業利潤率低等突出問題。超仿真技術代表合成纖維發展的最高水平。
　　超仿真纖維既要保存天然纖維的特點，又要克服天然纖維的缺陷，是綜合性能超越天然纖維的新型纖維。2010年，化纖產業技術創新戰略聯盟申報了“十二五”國家科技支撐計劃優先啟動項目“超仿棉合成纖維及其紡織品產業化技術開發”，并通過專家論證。從聚酯人手開發超仿棉纖維產業化技術的主要原因是：聚酯纖維的產能大，與其他合纖品種相比，總體技術水平較高，具備超仿真的基礎。同時，聚酯纖維也是與棉混紡的主要品種。
　　目前攻關的超仿棉滌綸品種主要分為高親水、親水細旦和易染色3類。這3類長絲和短纖產品的開發基本涵蓋了實現超仿棉的關鍵共性技術，目標是替代棉紗和棉纖維。高親水可依托共聚或共混添加改性，通過親水改性單組分或多組分改性的高比例添加來實現；親水細旦主要是控制嵌段共聚物的分子量，在實現共聚親水改性的同時，還要保證聚酯有較低的熔體拉伸粘度，以紡出微細旦、高異形度的微細旦纖維；易染色主要指在實現滌棉混紡織物一浴一步染色、色牢度良好的同時，顯著改善纖維的抗起球性和手感。這就要求改性分子的結構既要保證與染料分子之間較強的相互作用，又要適當降低纖維成形過程中的結晶度和結晶速率。要實現超仿棉需要通過技術集成，靈活地賦予纖維不同的功能組合。例如，在親水聚酯中通過添加高比例的TiO2、采用異形紡絲技術，在保持纖維吸濕快干功能的同時，改善纖維光澤，提高纖維的抗紫外功能。需要強調的是，超仿棉以纖維攻關為重點，其綜合性能體現在紡織品上。
　　除了纖維功能的開發，超仿棉滌綸產業化技術開發的重點還在于，在工業化連續聚合紡絲裝置上，通過高比例改性組分的穩定添加、可控聚合，實現高功能聚酯纖維的產業化。這是實現超仿棉聚酯纖維規?；苽涞募夹g瓶頸。不突破這點，就難以實現超仿棉滌綸及其紡織品市場的規模化應用。
　　超仿棉技術旨在克服聚酯纖維的“共性缺點”，實現產品的高品質和高附加值以及降低生產成本，具有很大的市場容量。超仿棉滌綸產業化技術是以高功能、高品質為特征的新一代聚酯纖維技術。超仿棉技術攻關和推廣應用有望替代百萬噸棉花，有效緩解紡織原料對棉纖維的需求，緩解我國當前聚酯滌綸行業同質化競爭嚴重、紡織產品附加值低的現狀。