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[科普中国]-锦纶纤维制造

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锦纶纤维制造也称聚酰胺纤维,指由尼龙66盐和聚己内酰胺为主要原料生产合成纤维的活动。

简介锦纶纤维,学名聚酰氨(Polyamide,PA)纤维,是分子主链上含有重复酰胺基团的聚合物用做纤维时的总称,国际上称为尼龙或耐纶(Nylon),由于锦州化纤厂是我国首家合成聚酰氨纤维的工厂,因此国内将其定名为“锦纶”。按照国际通行标准,锦纶根据聚合单体的碳原子数不同来命名,如聚己二酰己二胺可记为锦纶66。

锦纶纤维是世界上最早投入工业化生产的合成纤维,也是合成纤维的一个主要品种。其种类很多,根据大分子链的化学组成,常见的锦纶纤维包括脂肪族PA(如锦纶6、锦纶66)、脂环族PA(如聚十二烷二酰对二环己基甲烷二胺纤维)和芳香族PA(如锦纶6T、锦纶MXD6),不常见的锦纶纤维有锦纶3、锦纶4、锦纶8和锦纶9等。通过对常规品种锦纶的化学改性或物理变形,使其具有某一特性,可得到差别化锦纶。

锦纶性能优良,被广泛地应用于人们生活和社会经济的各个方面,其主要用途可分为三大领域:衣料服装、产业用布和装饰地毯。目前在国内外市场上最为常见、占绝对主导地位的锦纶纤维为锦纶6和锦纶66,我国以锦纶6为主。锦纶6较多地用做织物原料、衣料服装;锦纶66多作为工业用丝,主要用于汽车轮胎、帘子布等。锦纶6也可做帘子布,但其质量低于锦纶66。1

制造方法锦纶6的学名为聚己内酰胺,大规模工业化生产中常用己内酰胺为原料,在适当的温度和活化剂(如少量水)存在下,经一系列反应开环聚合,水解后的开环产物为氨基己酸,它可以通过缩聚或加成两种途径完成,使单体分子一个个连接起来成为长链状的聚己内酰胺。

聚合物的相对分子质量一般控制在2万左右。

锦纶6采用熔体纺丝成型,主要以切片熔融纺丝为主,其纺丝过程与涤纶纺丝基本相同。但锦纶6缩聚体中含有8%~10%的低分子化合物.需要在纺丝前进行切片萃取或在纺丝后洗涤加以去除。2

性能聚酰胺纤维大分子巾酰胺键与丝素大分子中的肽键结构相同.但聚酰胺分子链上除了氧、氧原子外,并无其他侧基。因此,分子问结合紧密,纤维的化学稳定性、机械强度、形状稳定性等都比蚕丝高得多,但不及蚕丝那么柔软和轻盈。

吸湿性锦纶属于疏水性纤维。因其大分子中含有极性的酰胺键,故其吸湿性比涤纶、腈纶高。但由于酰胺键在绵纶大分子中所占比例不大,同时酰胺键也不是一个亲水性很强的基团,所以锦 纶的吸湿性并不太高。标准回潮率锦纶6为4.5%;锦纶66为3.%~4.2%,在合纤中属较高。

热性能涤纶是刚性链,而锦纶大分子中数目较多,是柔性链,因此其玻璃化转变温度较低。由于锦纶的大分子柔顺性很好,其耐热性较差,在150℃下受热5h,强度和延伸度显著下降,收缩率增加。锦纶6的安全使用温度为93℃以下,锦纶66的安全使用温度为130℃以下。锦纶的热稳定性不太好。进行热处理时,若无氧气存在,锦纶的强度损失很小。在隔绝空气的情况下,锦纶可被熔融而不发生明显的降解,它发生明显热裂解的温度为300~315℃。在100℃以下有氧气和水分存在时,锦纶所受到的氧化作用也不明显,它在空气中的最高使用温度是100~1100C,高于120℃该纤维即发生明显的氧化裂解,强度损失明显。此外,温度升高还会使锦纶收缩.当温度接近熔点时,纤维在严重收缩的同时会泛黄。2

优缺点优点其耐磨性是纺织纤维中最好的;断裂强度较高;回弹性和耐疲劳性优良;聚酰胺纤维密度小,是除乙纶和丙纶外的最轻的纤维;吸湿性低于天然纤维和再生纤维,但在合成纤维中其吸湿性仅次于维纶;染色性能好等。

缺点耐光性较差.在长时问的日光或紫外光照射下.强度下降,颜色发黄;聚酰胺纤维的耐热性也较差;聚酰胺纤维的初始模量比其他大多数纤维都低,因此在使用过程中容易变形。2

主要用途及使用性能锦纶纤维的应用领域仅次于涤纶,在民用方面,锦纶可以纯纺和混纺作各种衣料及针织品,特别是它的单丝、复丝和弹力丝更宜于制成各种美观、舒适而弹性极好的袜子。锦纶袜耐磨性佳,一双锦纶袜可相当于棉线袜子3~5双。在工业方面,可制工业用布、绳索、帐篷、渔网、容器、覆盖布、传动带、轮胎帘子线、降落伞和军用织物等。其中大量用于轮胎帘子线的优点是强力高,耐冲击。2

本词条内容贡献者为:

张尉 - 副教授 - 西南大学