氨纶基本介绍.pdf

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.1基本介绍氨纶（spandex）氨纶是聚氨基甲酸酯纤维的简称，是一种弹性纤维。2基本特性Spandex译名"斯潘德克斯"，是一种弹性纤维，学名聚氨酯纤维(Polyurethane)，简写(PU)。中国大陆称为"氨纶"，它具有高度弹性，能够拉长6～7倍，但随张力的消失能迅速恢复到初始状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连接在一起而增强其特性。弹性纤维分为两类：一类为聚酯链类；一为聚醚链类。聚酯类弹性纤维抗氧化、抗油性较强；聚醚类弹性纤维防霉性，抗洗涤剂较好。3优点氨纶弹性优异。而强度比乳胶丝高2～3倍，线密度也更细，并且更耐化学降解。氨纶的耐酸碱性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均较好。[1]4合成纤维化学纤维是指那些以天然或者合成的高聚合物为原料，经过化学方法加工制造出来的纤维，它可以分为人造纤维和合成纤维两大类。人造纤维有两种，即人造纤维素纤维（如粘胶纤维，富强纤维等）和人造蛋白质纤维（如大豆纤维，花生纤维等），而合成纤维的阵营比较庞大，有聚酯纤维（即涤纶），聚酰胺纤维（锦纶6，锦纶66等），聚丙烯腈纤维（腈纶），聚乙烯醇缩甲醛纤维（维纶），聚丙烯纤维（丙纶），聚氯乙烯纤维（氯纶），聚氨基甲酸酯纤维（氨纶）。组成物质含有85%以上组分的聚氨基甲酸酯，商品名称有莱卡（Lycra、美国、英国、荷兰、加拿大、巴西）、尼奥纶（Neolon、日本）、多拉斯坦（Dorlastan、德国）等。首先由德国Bayer公司于1937年研究成功，美国杜邦公司于1959年开始工业化生产，现已将其氨纶产业卖给美国科氏工业集团，总产能约为10万吨左右。现全球氨纶总产能约60万吨，而韩国晓星公司的氨纶产能接近12万吨，成为全球第一。中国第一家氨纶企业是烟台氨纶厂，1989年开始生产。中国大陆现有生产能力35万吨左右，为全球最大氨纶生产国。氨纶共有两个品种，一种是由芳香双异氰酸酯和含有羟基的聚酯链段的镶嵌共聚物（简称聚酯型氨纶），另一种是由芳香双异氰酸酯与含有羟基的聚醚链段镶嵌共聚物（简称聚醚型氨纶）。氨纶纤维与弹力聚烯烃纤维和弹力复合纤维统称弹力纤维。5物理特性具有高断裂伸长(400%以上)、低模量和高弹性回复率的合成纤维。多嵌段聚氨酯纤维的中国商品名称。又称弹性纤维。氨纶具有高延伸性(500%～700%)、低弹性模量(200%伸长，0.04～. .0.12克/旦）和高弹性回复率（200%伸长，95%～99%）。除强度较大外，其他物理机械性能与天然乳胶丝十分相似。它比乳胶丝更耐化学降解，具有中等的热稳定性，软化温度约在200℃以上。用于合成纤维和天然纤维的大多数染料和整理剂，也适用于氨纶的染色和整理。氨纶耐汗、耐海水并耐各种干洗剂和大多数防晒油。长期暴露在日光下或在氯漂白剂中也会退色，但退色程度随氨纶的类型而不同，差异很大。氨纶纤维所以具有如此高的弹力是因为它的高分子链是由低熔点、无定型的"软"链段为母体和嵌在其中的高熔点、结晶的"硬"链段所组成。柔性链段分子链间以一定的交联形成一定的网状结构，由于分子链间相互作用力小，可以自由伸缩，造成大的伸长性能。刚性链段分子链结合力比较大，分子链不会无限制地伸长，造成高的回弹性。氡纶长丝的横截面大部分为狗骨形（dog-bone-shaped）也有一些长丝表面光滑或呈锯齿状。断裂强度在所有纺织纤维中是最低的，只有0.44～0.88CN/dtex（聚醚型的强度要高于聚酯型）。吸湿范围较小，一般为0.3-1.2%（复丝吸湿率要比单丝稍高些）。耐热性视品种不同而有较大差异，大多数纤维在90～150℃范围内短时间存放，纤维不会受到损伤，安全熨烫温度为150℃以下，可以加温干扰与湿洗。染色性能较优，可染成各种顿色，染料对纤维亲和力强，可适应绝大多数品种的染料，并具有较好的耐化学性，耐大多数的酸碱、化学药剂、有机溶剂、干洗剂和漂白剂，以及耐日晒和风雪，但不耐氧化物，易使纤维变黄与强力降低。氨纶一般不单独使用，而是少量地掺入织物中。这种纤维既具有橡胶性能又具有纤维的性能，多数用于以氨纶为芯纱的包芯纱，称为弹力包芯纱，这种纱的主要特点，一是可获得良好的手感与外观，以天然纤维组成的外纤维吸湿性好；二是只用1-10%的氨纶长丝就可生产出优质的弹力纱；三是弹性百分率控制范围从10%到20%，能根据产品的用途，选择不同的弹性值。易于纺制25～2500旦不同粗细的丝，因此广泛被用来制作弹性编织物，如袜口、家具罩、滑雪衣、运动服、医疗织物、带类、军需装备、宇航服的弹性部分等。随着人们对织物提出新的要求，如重量轻、穿着舒适合身、质地柔软等，低纤度氨纶织物在合成纤维织物中所占的比例也越来越大。也有用氨纶裸体丝和氨纶与其它纤维合并加捻而成的加捻丝，主要用于各种经编、纬编织物，机织物和弹性布等。6发展情况自从1958年DUPONT把Spandex引入商业用途，并注册商标为(LYCRA)，市场音译为[莱卡]，很多人已把"莱卡"作为Spandex之名称。其后世界各地均有生产，如美国橡胶公司(U.S.RUBBERCO.)之"VYRENE"，日本东洋纺(TOYOBO)之"ESPA"(氨丝霸)，德国拜耳公司. .(BAYER,A.G.,W.GERMANY)之"DORLASTAN"，英国COURTAULDS,U.K.之"SPANZELLE"，(B.F.GOODRICHCHEMICALCO.,LTD)之"ESTANE"，日本富士纺之"FUJIBO"(富士宝)，DUPONT与日本东丽合作之"TORAY-DUPONT"，美国(GLOBEMANUFACTURINGCO.)之"CLEARSPAN"和"GLOSPAN"，韩国泰光(TAE-KWANG)之"ACELAN"，东国合纤(TONGKOOK)之"TEXLON"，HYOSUNG晓星之"TOPLON"及"CREORA"更是全世界最大。日本旭化成之"ROICA"(罗依可)，其后旭化成更于1999年初与台湾台塑集团合作开办"FORMOSAASAHI"公司，简称"FAS"，日本日清纺之"MOBILON"(莫比龙)亦在台湾增加生产线生产(TOWNSPAN)东华丝，而台湾自行投资有薛恒兴之"SHEIFLEX"(雪霏丝)，而中国大陆亦有烟台之"纽士达"，及连云港之"奥神"均以"TOYOBO"东洋纺之设备及技术生产，而广东鹤山氨纶厂亦于1996年投产，福建长乐、南通海门、山东淄博亦开始生产氨纶，中国DUPONT在上海与华源合作生产，而浙江华峰之"千禧"牌氨纶亦于2000年投产。另外DUPONT亦与其它厂合作(但DUPONT不参与生产事宜)以"ELASPAN"(伊邦)牌销售。全球各地均投资或增扩氨纶之产量，令弹性纤维市场一片畅旺。[2]中国DUPONT在上海与华源合作生产，而浙江华峰之"千禧"牌氨纶亦于2000年投产。2004年，采用当前世界上最先进的日本“日清纺”氨纶生产工艺的浙江华莱氨纶建成投产。根据国家统计局和海关的统计数据，我国2013年1-11月份氨纶纤维产量为35.38万吨，同比增加26.77%；1-11月份进口氨纶纤维纯氨纶1.30万吨，出口4.17万吨；进口氨纶包覆纱0.52万吨，出口0.18万吨；新增资源（产量+纯氨纶进口+氨纶包覆纱进口）37.20万吨，净增资源（新增资源－纯氨纶出口－氨纶包覆纱出口，即表观需求）32.86万吨，显示中国氨纶纤维产业的市场需求比较强劲。与上月相比，氨纶纤维行业2013年11月份产量和进出口有所波动，从而使得当月新增资源和净增资源均有所变化。7生产方法综述氨纶纤维克服了如应力、应变性能、支数范围和橡胶纱之模朔性的质量缺陷，当年DUPONT最先采用干法纺丝生产，时至今日，生产方法亦大致有四种：干法纺丝(DRYSPINNING)：溶液在热气流下，因溶剂挥发而固化成丝的方法。生产流程：溶液(经过)----纺丝泵(过滤). .----干燥箱(100℃热风吹过，使溶液挥发)----纺丝----卷绕成型纺丝速度：由200～800M/分钟纺丝温度：为200～230℃纤维纤度：22.2～1244dtex采用：DUPONT、拜耳、东洋纺特性：过程污染大，工艺复杂，成本高。熔融纺丝(MELT-SPINNING)：高聚物加热到熔点以上成为熔体而成丝的方法。生产流程：高聚物在无溶剂下聚合----造粒----在定温下切片----清洗除杂----干燥----脱水----进入螺杆压机制成溶体----喷丝板挤出----通过冷箱冷却----卷绕成型。纺丝速度：由600～1600M/分钟纺丝温度：为160～220℃纤维纤度：9～1100dtex采用：钟纺、拜耳、日清纺特性：流程短、成本低、污染小湿纺纺丝(WET-SPINNING)：原液在凝固浴中经双扩散作用而固化成丝的方法。生产流程：原液----纺丝泵(过滤)----从喷丝板进入温水(90℃以下)----再生槽凝固浴----脱去溶剂----丝条洗涤----干燥----卷绕成型。纺丝速度：由50～150M/分钟纺丝温度：为90℃以下温水纤维纤度：44～440dtex采用：日本富士纺特性：此法生产过程污染大、纺速慢、成本高。化学反应法高聚物制成溶液经扩链剂使其发生化学反应，而固化成丝的方法。生产流程：溶液----经喷丝板至凝固液----添加扩链剂(化学反应)----卷绕成形----硬化---处理成网状纤维。纺丝速度：由50～150M/分钟纤维纤度：44～80dtex. .采用：美国环球特性：此法生产过程污染大、成本高。8形态Spandex生产上亦有分不同亮光度形态，通常有：(以DUPONT为例)透明(CLEAR-LUSTER)：表面纤维较平滑，故反光成透明，摩擦率低，条干均匀度较差，上色亦较差，适宜与短纤类材料生产，经织物采用多。白根(DULL-LUSTER)：即本白，表面纤维较凹凸不平，摩擦面大，上色效果好，适宜配长纤类生产，粗支根用，如胸围品及辅料用多。半透明(BRIGHT-LUSTER)：内加进钛白粉及防滑剂，对化学剂较强抵抗力，游泳衣用多，因有抗氯功能。哑色(MATT-LUSTER)：界乎本白与半透明之间，为哑白色，适宜针织采用。Spandex各种用途不同，有各种产品形态，主要分为三种：裸纱、包芯纱、包覆或合捻纱。每种不同组合对应不同用途。裸纱(bareyarn)：为100%氨纶纱，裸纱一般不直接用于织物上，大多与对手材料共同生产，并需采用特殊装置生产。针织品最常用，如泳衣、运动服等，一般以22-78Dtex为主。包芯纱(corespunyarn)以裸纱为芯，其它材料为外皮纺成的纱，简称CSY。如以棉包芯一般用环绽纺纱机之细纱车上插入牵伸过的裸纱，包缠包芯纱之裸纱伸长度必需适当调整，其伸缩率被抑制在2～3倍。现今包芯纱分硬芯纱及软芯纱，包芯纱之对手材料有棉、涤、晴等等。被广泛使用在织物，针织品，绷带、袜子、内衣、牛仔服，一般以22-235Dtex为主。一般包芯纱之支数及混用率(%)：60s棉包22dtex=棉92%氨纶8%80s棉包22dtex=棉90%氨纶10%55s棉包33dtex=棉91%氨纶9%60s棉包33dtex=棉90%氨纶10%30s棉包44dtex=棉92%氨纶8%40s棉包44dtex=棉90%氨纶10%50s棉包44dtex=棉87%氨纶13%12s棉包78dtex=棉96%氨纶4%. .16s棉包78dtex=棉95%氨纶5%20s棉包78dtex=棉93%氨纶7%30s棉包78dtex=棉90%氨纶10%40s棉包78dtex=棉87%氨纶13%50s棉包78dtex=棉84%氨纶16%20s棉包122dtex=棉93%氨纶7%36s棉包122dtex=棉91%氨纶9%8s棉包155dtex=棉95%氨纶5%20s棉包155dtex=棉88%氨纶12%36s棉包155dtex=棉79%氨纶21%40s棉包155dtex=棉77%氨纶23%包覆或合捻纱：尼龙、涤纶等长纤维、织造弹性织物时，大都用包覆纱合捻纱为裸纱跟与对手纱合捻而成，通常为了提高氨纶的被包覆程度同对手纱两根或三根合捻亦可，把对手纱包一重的叫单包覆纱(SCY)，包两重的叫双包覆纱(DCY)，较粗称(FTY)，主要用44-620Dtex为主，用于内衣，内衣辅料。一般包覆及合捻纱之支数混用率(%)：56dtex尼龙包78dtex=尼龙88%氨纶12%78dtex尼龙包78dtex=尼龙92%氨纶8%78dtex尼龙包33dtex=尼龙88%氨纶12%78dtex尼龙包44dtex=尼龙63%氨纶14%78dtex尼龙包78dtex=尼龙78%氨纶22%83dtex尼龙包22dtex=尼龙92%氨纶8%83dtex尼龙包33dtex=尼龙89%氨纶11%83dtex尼龙包44dtex=尼龙86%氨纶14%83dtex尼龙包78dtex=尼龙78%氨纶22%特殊对物纤维混用率(%)20s/2棉包44dtex=棉98%氨纶2%30s/2棉包44dtex=棉97%氨纶3%40s/2棉包44dtex=棉96%氨纶4%20s/2棉包78dtex=棉96%氨纶4%. .30s/2棉包78dtex=棉95%氨纶5%40s/2棉包78dtex=棉93%氨纶7%30s/2涤纶包44dtex=涤纶97%氨纶3%9相关系数(1)打卷张力(PACKAGEDRAFT%)：弹性纤维之上卷张力十分重要，其张力由内至外要保持平均，如张力不平均，直接影响编织布面效果，最佳之上卷张力为8%-12%.而每个筒子之张力误差不能超过3%.(2)筒上支数(DTEXONCHEESE)：筒上支数是受打卷张力所控制，例如：44dtex打卷张力为10%，即在筒上之实际支数为40dtex，即细了10%.现今有些氨纶制造商认为，当每个牌子的氨纶每个重量都相同时，打卷张力大的氨纶无疑是长度较长，编织长度较多，织物亦能织较轻，此点必需留意自己产品之要求情况选用。(3)断裂强度(BreAKINGTENACITY)：通常每种不同牌子或不同系列之氨纶，其强度表现均不同，测试方法可在条件化环境下，取50mm用强力机测试，测试100%(SS100)，200%(SS200)，300%(SS300)，测试各五次，一般观察200%(SS200)数据，及其它数据之稳定性，强度愈大，织物之伸长力大，而编织时机速亦可快些。(4)断裂伸度(BreAKINGELONGATION)：在测断裂强度时，可测出断裂之伸长度，一般伸度愈大，织物含量成份可少一些。(5)成形度：以外观测试，如成形不良，每个筒子外形有异，大小不一等，均为不合格。(6)油附着量：氨纶含油量最好为5%(+/-2%)，含油量多或时间愈长，外层油质向内层浸透，而在筒底积聚，影响编织张力及损耗大。一般油剂组份为硅油，含硬脂酸金属离子。(7)弹性回复率：一般纤维伸长100%或以上，叫弹性纤维，指在张力作用下长度增长，当释放后回复到初始长度，而原长与回复长度之差率，为弹性回复率，一般为95%或以上。(8)比重：氨纶比重为1.10。(9)公定回潮率：一般为1.3(ASTM)。(10)软化温度：一般为190摄氏度/390华氏度。(11)溶化温度：一般为250摄氏度/437华氏度。10贮存方法Spandex要保存在温湿均恒的环境内，温度摄氏18-20度之间，温度愈低，贮存期相对可较长，相对湿度为60%-70%，不宜放于日光曝晒之地方，不宜与二氧化硫，氮氧化物等化工产品一起存放，引致其分解。. .贮存期限：底于20D(3个月)，30D(4个月)，40D-70D(6个月)，100D-280D(9个月),粗于420D(12个月)，Spandex愈粗，贮存期愈长。Spandex在织布时，从恒温仓库到车间，至少提前16小时将纸箱打开，放在织布车间回潮，以减少织布时断纱现象。11测试方法沸水收缩测试(1)取四个氨纶样品,去除表面层,然后分别取长10cm三个段落并且用色笔标识距离。(2)将样品放入沸水中(100℃),10分钟时间,然后取出在条件室温下挂干,5分钟以后量度其收缩后的长度。(3)根据沸水前、沸水后的差异,计算其沸水收缩率,标准率为10-15%。沸水收缩率(%)=(10cm-测试长度)/10×100%结论：沸水收缩率超过(10-15%),表明氨纶的稳定性差。氨纶弹力测试(1)取四个氨纶样品,去除表面层,然后分别取长10cm三个段落,并且用色笔标识距离。(2)将样品的头尾接合,放在单纱强力机上测试,以50cm/分钟速度拉伸。(3)首先将样品分别伸长100%、150%、200%、250%、300%拉伸3次,然后第4次才计算其拉伸应力(cn)及弹性回复率。弹性回复率%=(10cm-测试长度)/10X100%结论：不同的产品对氨纶的弹性要求不同,某些产品对氨纶要求低伸长、高弹力或高伸长、低弹力或低伸长、低弹力或高伸长、高弹力,因此不同的布种要选择不同适合的氨纶。标准率与其它牌子以300%之数据比较，确保企业用之氨纶质量一致。12功能类别每个牌子之常规spandex，有不同之伸度及强力，只需按照最终产品之要求，再选用适合之spandex，便能生产出合用之弹性面料。除常规之spandex外，各牌子均开发出一些特殊功能之spandex产品，令用家更多选择，更适合最终产品之要求。例如：(1)特殊弹性舒适功能：首推DUPONT生产之LYCAR-SOFT，其特性为织物在穿着时，不会有紧窄的感觉，而DUPONT亦对于LYCRA-SOFT织物有严格要求，合格才发予挂牌，一般先将织物在INSTRON拉伸机上，作拉伸及回复率测试，合格标准为：(a)经编织物：MINIMUM70%WORKRECOVERYSLOPEOF5.0ORLESS. .(b)纬编织物：MINIMUM70%WORKRECOVERYSLOPEOF10.0ORLESS而旭化成之ROICAHS系，亦有接近之功能。(2)特殊抗氯功能：如旭化成之ROICA-SP，DUPONT之T-162，TOYOBO之ESPAT-365，NISSHINBO之MOBILON-K，HYOSUNG之CREORAC-200等。(3)特殊耐高温功能：适用于化纤类，如DUPONT之T-169，TOYOBO之ESPAT-765，NISSHINBO之MOBILON-P，HYOSUNG之CREORAC-300等。(4)特殊低温功能：适用于对手材料不耐高温，如羊毛，尼龙，或色织布怕高温变色或漂白变黄等布类，如TOYOBO之ESPA-M，NISSHINBO之MOBILON-R，FUJIBO之U型等。(5)特殊吸湿及透湿功能：如旭化成之RIOCA-BZ，FUJIBO之EM型等。(6)耐久耐磨性功能：如TOYOBO之ESPAT-70，FUJIBO之E型等。(7)其它特种功能：如FUJIBO之KA及UA型之抗菌防臭，EF型远红外线等等。13应用氨纶可用于为满足舒适性要求需要可以拉伸的服装。如：专业运动服、健身服及锻炼用服装、潜水衣、游泳衣、比赛用泳衣、篮球服、胸罩和吊带、滑雪裤、迪斯科、牛仔裤、休闲裤、袜子类、护腿、尿布、紧身裤、带子、内衣、连体衣、氨纶贴身衣、男性芭蕾舞演员用的绑带、外科手术用防护衣、后勤部队用防护衣、骑单车用短袖、摔跤背心、划船用套装、内衣、表演服装、定性服装等。如：乳罩、家饰、微珠枕头。氨纶用在一般衣服上的比率较小。在北美，用在男性衣服上很少，用在女性衣服上较多。因为女性的衣服都要求比较贴身。在使用时都会大量加入其他纤维如棉、聚酯混纺，以将光泽降低到最小程度。.