第九章 氨纶纤维.ppt

第九章 聚氨酯弹性纤维（Polyurethane elastic fiber，氨纶） 由二元醇与二异氰酸酯经聚合反应而得的嵌段共聚物，再经纺丝而成的纤维，是弹性纤维的典型代表。 1937年德国拜尔公司试制成功，1958年美国杜邦自行研制并工业化生产。1980年代后，得到快速发展。 一、合成反应 分子量:20000~50000 上式中： OCN—R—NCO 为二异氰酸酯，通常是芳香族的二异氰酸酯，例如双异氰酸甲苯酯 TDI 或4，4 一甲撑二苯双异氰酸酯 MDI ； HO-----OH 为二醇化合物，例如聚醚和聚酯二醇； H2N—R 一NH2为二伯胺，大多数为乙二胺。 2 基本组成 聚合物由脲基结构的硬链段通过氨基甲酸酯基 一NHCO—O一 与软链段交替相接的大分子。在这类聚氨酯弹性体中，氨基甲酸酯自身仅起一种辅助性的连接作用。生成的“聚脲氨基甲酸酯”由于脲基间可形成很多较强的氢键结合，使聚合物有很高的强度、模量和耐磨性。 由于一NH—CO—NH一基团耐热稳定性差，通常不能用熔体纺丝。 二醇化合物链段 氨基甲酸酯结构 脲基结构 脲基结构 氨基甲酸酯结构 二醇化合物链段 二、聚集态结构 分子聚集态刚性链段形成的结晶区分布在柔性链段形成的无定形区之中。 三、氨纶的性能 1 热性能 软链段组成的无定形区,常温下分子链是卷曲的,玻璃化温度很低. 聚醚型氨纶 Tg -25~ 65 ℃. 聚酯型氨纶 Tg 25~ 45 ℃ 150 ℃短时间处理,氨纶不受到损伤,190 ℃以上处理,纤维损伤,断裂. 2 弹性 氨纶断裂伸长率通常在500％-700％．形变300％时的弹性回复率达95％以上，具有优良的耐疲劳性能和弹性回复率，在纺织、服装、生物医用材料等领域已获得广泛的应用. 氨纶由柔性链段和刚性链段交替组成，硬链段整齐排列,形成结晶,结晶状态的硬链段不易滑动,起结点作用.软链段分子链未受到外力作用时,成松弛状态,受到外力作用时,由于分子链间作用力很小,产生伸长.当纤维伸长至200%时,软链段被拉直, 当去除外力时,由软链段分子间作用力小,被拉伸的分子链回缩到松弛状态,表现出高弹性. 3 力学性能 4、氨纶纤维应用特点 1 聚氨酯纤维受热易收缩、熔融 烧毛时应保持火口适当的温度，通过火口速度要快．张力不宜过高．二正二反．保持布面光洁．使绒毛快速烧去．而又不影响布身中的聚氨酯纤维。 2 聚氨酯纤维不耐高温和强碱 聚酯型的酯基很易水解断裂，聚醚型的氨酯基也同样会水解，最好用酶退浆。漂白采用氧漂工艺．有时也可以用还原剂漂白．切忌氯漂，氯漂会造成氨纶丝的严重损伤和弹性回复力的大幅降低。练漂加工工艺包括高温浸煮法、退煮漂合一浴法、冷轧堆工艺。 3 氨／棉机织物丝光时要防止聚氨酯纤维损伤 聚酯型的聚氨酯纤维交织物不能丝光。聚醚型的聚氨酯纤维交织物丝光时。碱液浓度不宜过高，时间要短，否则高浓度的碱液会降解聚氨酯纤维，使织物弹力下降。 4 热定形 温度控制在180℃左右．干热处理时间30～60 S，定形温度过高会导致纤维泛黄．时间过长会损伤纤维。热定形时，落布幅宽通常控制在超过成品幅宽的5％～ 6％。否则，伸幅过大会损伤聚氨酯纤维。 5 染色 没有专用染料,可用分散\酸性\媒染染料染色,主要取决于与聚氨酯纤维混纺的纤维。 纤维素／氨纶混纺织物染深色可采用酸性染料或金属铬媒染料／直接染料的一浴二步法。 涤／氨混纺织物的染色，采用载体染色法，染液pH值控制在6～7范围、染色温度110～ 115℃；高温染色法，染色温度120～ 130℃。两种方法染色后都必须加强洗涤．防止氨纶沾色。 5、用途 思考题: 氨纶纤维的分子结构式,分析氨纶具有优良回弹性的原因.