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功能纖維 | 什么是PET 、PBT、PTT纖維?做紡織的你分得清么?

合成纖維不同于天然纖維,根據(jù)分子組成的不同具有獨特的性能,如高強、質(zhì)輕、易洗快干、彈性好、不怕霉蛀等,目前其在紡織領域的應用正逐漸超過天然纖維。聚酯纖維作為合成纖維中的一大類,自1941年研制成功后得到了各界的青睞而迅速發(fā)展,近年來其市場占比逐漸超過聚酰胺纖維,成為合成纖維的第一大品種。PET、PBT和PTT纖維雖同屬于聚酯纖維,但性能卻有差別,因此這三種纖維的應用領域也不完全相同。

01

PET纖維


PET纖維又名聚對苯二甲酸乙二醇酯纖維,在我國常稱為滌綸。目前PET纖維主要采用對苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)的直接酯化法或?qū)Ρ蕉姿岫柞?(DMT)與乙二醇(EG)的酯交換法來制得。

PET纖維的縱截面與PTT纖維相近,在顯微鏡下呈現(xiàn)的橫截面為圓形,縱向粗細比較均勻,毛羽少,表面光滑。PET纖維的分子式為 [-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n,單基是由一個苯環(huán)、兩個酯基和兩個亞甲基構成。由于PET分子中存在苯環(huán),因此在經(jīng)過傳統(tǒng)的熔體紡絲后需要進行拉伸,從而使其快速結晶,這樣可使得制成的纖維取向度和結晶度較高,由此生產(chǎn)的PET纖維,具有強度高、彈性好、熱定型性能優(yōu)良、耐熱性好、耐酸堿等性能。

滌綸由于加工簡單且價格便宜而大量應用于服裝、裝飾和工業(yè)領域。在服裝領域PET制造的織物易洗快干,具有“洗可穿”的稱號,并且其分子中的酯鍵有較強的抗氧化能力,不易被洗滌劑和肥皂等產(chǎn)品破壞,同時PET纖維不易被微生物侵蝕,因此織物有較好的耐穿性。滌綸織物經(jīng)熱定型后尺寸形態(tài)穩(wěn)定、挺括性好、不易縮水,可用于制作襯衫、男士西裝褲、外衣和夾克等。滌綸的缺點主要是由于分子排列緊密且缺少親水基,因此染色性、吸濕性、抗靜電性差,產(chǎn)品易燃燒等。

隨著科學技術的發(fā)展以及人們對高品質(zhì)服飾的追求, PET纖維的多功能應用是現(xiàn)階段的一個研究方向。李芳為改善滌綸纖維吸濕性差和易產(chǎn)生靜電的缺點,采用納米TiO2對滌綸纖維的表面進行改性,在改善滌綸自身缺陷的同時由于TiO2的加入賦予其抗菌、抗紫外線、光催化自清潔等特性;石錚采用金屬離子和有機酸等化學改性方法研制出抗菌性PET纖維;孫鵬霄研究了PET纖維應用于醫(yī)用人工韌帶材料的表面改性及編織方法。

02

PBT纖維


聚對苯二甲酸丁二醇酯簡稱(PBT),是由對苯二甲酸二甲酯(DMT )或?qū)Ρ蕉姿?TPA)與丁二醇酯化后縮聚而成。由于PBT纖維的制作原料豐富且制作過程與滌綸相近,因此近年來得到了大規(guī)模的生產(chǎn)。PBT的分子式為[(CH2)4OOCC6H4COO]n,比PET分子多了2個亞甲基鏈,且PBT較大的亞甲基分子的主鏈結構呈螺旋狀,對錦綸分子結構相似,而次甲基鏈段長于PET,因此PBT纖維的柔軟性、耐磨性和彈性與錦綸相近,同時其化學性能與PET纖維相近。由于PBT纖維的分子可以自由運動,這使得PBT纖維具有優(yōu)良的拉伸壓縮彈性與抗折皺性。與PET的染色性差相比,PBT的玻璃化溫度僅為22℃,可以在無載體的情況下用分散染料進行常壓下沸染,但PBT由于存在a型和B型結晶變形,因此在高溫下尺寸穩(wěn)定性較差。

由于PBT纖維優(yōu)良的回彈性、防霉防蛀、良好的卷曲彈性、抗靜電性以及染色性,PBT纖維在彈性衣物如泳衣、運動服、滑雪服、連體褲、舞蹈緊身衣等方面有大量應用。氨綸價格較貴且耐光性較差容易產(chǎn)生黃變,而PBT纖維的彈性僅次于氨綸而優(yōu)于錦綸,在某些織物中完全可以取代氨綸,例如在彈力牛仔褲中,通常使用氨綸作為彈力紗,但是氨綸的強力低,長時間穿著與摩擦后容易斷裂,采用PBT纖維代替氨綸作為彈力紗則可以有效地改善這種情況。PBT纖維由于具有類似羊毛的手感,在毛紡行業(yè)可以與棉、麻等交織作為秋冬季衣物,同時也是理想的仿羽絨和填充材料。

PBT纖維除了單獨作為紡織材料使用外,其改性應用在近年來也得到了多方面的研究和發(fā)展。例如PBT/PET復合紡絲纖維不僅可紡性好,同時織物手感柔軟、高蓬松、易染色,既可作仿毛纖維還可以取代氨綸;現(xiàn)階段PBT嵌段共聚纖維的彈性可達到氨綸的80%,而其他性能均優(yōu)于氨綸,同時這種纖維的外觀酷似真絲,可與真絲交織成特種風格的織物。

03

PTT纖維


PTT纖維(聚對苯二甲酸丙二脂)是由Shell公司于20世紀90年代中期開發(fā)的一種聚酯類新型纖維。PTT可由1,3-丙二醇(PDO)和對苯二甲酸二甲酯(DMT)進行酯交換后熔融縮聚而成,或由PDO 和對苯二甲酸(PTA)經(jīng)熔融縮聚而成。PTT纖維表面光潔圓滑,是一種半結晶狀熱塑性聚酯。它與PBT纖維、PET纖維不同的是在PTT纖維化學結構中,有一種能量低的反式-旁式-旁式-反式構象并由此呈現(xiàn)出一種明顯的“Z”字形構象,同時在分子鏈結上PET和PBT上有兩個亞甲基,而PTT分子鏈鏈接上有三個亞甲基單元,因此在分子鏈之間會產(chǎn)生“奇碳效應”,這種分子結構使得 PTT 纖維具有如同線圈式彈簧一樣的變形能力且回彈性優(yōu)于 PET 和 PBT。作為一種新型合成纖維,聚對苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維由于本身優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、抗污性、抗皺性、耐磨性和易染色性,再加上特有的分子鏈結構所帶來的高回彈性,被稱為“21 世紀新型聚酯纖維”。

PTT纖維作為新型材料,具有PET纖維和PBT纖維優(yōu)點的同時也克服了它們的某些缺點。

目前市面上的泳裝多采用錦綸面料,而錦綸的耐光性與耐氯性低使得錦綸泳衣的應用受到限制。對錦綸和PET的彈性進行對比發(fā)現(xiàn),PTT面料的彈性優(yōu)于PET和錦綸,可滿足泳裝彈性、尺碼規(guī)格適應性和壓力舒適性等方面需求,同時PTT面料易染色、色牢度高、抗氯性好、抗紫外線的特點使得PTT纖維成為理想的泳裝材料。而PTT/羊毛混紡織物,不僅可以解決毛產(chǎn)量問題,同時織物的手感豐厚,懸垂性能優(yōu)良,具有錦綸和氨綸的多重性能。鑒于PTT織物造型的易塑性和褶皺的易回復性,PTT纖維作為形狀記憶織物的應用也在不斷發(fā)展中。PTT纖維非織造布可用于地毯背襯、人造革、防護材料和醫(yī)療方面,同時因其手感柔軟、懸垂性好,在婦女衛(wèi)生巾和一次性尿布等方面潛力巨大。

PBT、PET和PTT纖維在紡織領域有著廣闊的前景,隨著科技的發(fā)展以及人們對服裝舒適性與多功能性要求的提高,開發(fā)多功能、復合化的新型纖維是今后的努力方向。作為合成纖維,纖維的高效、低碳及環(huán)保生產(chǎn)是工藝改進的關鍵,而織物的回收再利用也有潛在的市場價值。

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