趙永霞
PTT纖維是一種新型聚酯纖維,以模量低、手感柔軟、彈性好、抗靜電和抗污性能優(yōu)異等特點(diǎn)成為紡織行業(yè)新型纖維原料的代表。本文以殼牌(中國(guó))有限公司組織的“高特綸?(CORTERRA?)產(chǎn)業(yè)鏈2008冬季交流大會(huì)”為背景,重點(diǎn)介紹了國(guó)內(nèi)外在PTT相關(guān)產(chǎn)品上的開發(fā)現(xiàn)狀及趨勢(shì),以期為PTT產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)企業(yè)或潛在客戶提供一定的借鑒。
PTT fiber, which is a new polyester fiber, has been a representative of novel fibers due to its low modulus, soft touch, high elasticity, good antistatic and anti-soil properties. Based on the background of 2008 Winter Symposium of CORTERRA? Industry Chain which was organized by Shell(China)Ltd., this article focused on discussing the status quo and developing trend of PTT at home and abroad, hoping to provide some references for those who have joined PTT industry or who are interested.
PTT纖維是一種新型聚酯纖維,性能優(yōu)良,它以模量低、手感柔軟、彈性好、抗靜電和抗污性能優(yōu)異等特點(diǎn),成為紡織行業(yè)新型纖維原料的代表,同時(shí)也是我國(guó)紡織行業(yè)“十一五”期間重點(diǎn)開發(fā)的新材料。作為一種新型纖維,PTT的研發(fā)生產(chǎn)引起了世界合成纖維行業(yè)(如日本、韓國(guó)等)的重視,它在制作高度蓬松的BCF紗、復(fù)合纖維、地毯、記憶面料、彈力織物、非織造布等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。
1PTT結(jié)構(gòu)特征及其纖維性能
1.1PTT的發(fā)展情況
早在1941年,美國(guó)Calico Printers Ass.公司就成功合成了PTT高分子,但由于合成PTT的原料之一 — 1,3 – 丙二醇(PDO)單體價(jià)格十分昂貴,因而無(wú)法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
1948年美國(guó)Shell Chemicals(殼牌化學(xué))公司取得了通過丙烯醛路線合成PDO的生產(chǎn)專利。1994年德國(guó)Degussa(德固賽)公司成功開發(fā)了用丙烯醛為原料生產(chǎn)PDO的裝置,使PTT工業(yè)化生產(chǎn)成為可能。1995年殼牌化學(xué)公司正式向市場(chǎng)推出PTT樹脂,商品名為CORTERRA?,1996年在美國(guó)西弗吉尼亞州的Point Pleasant建成了 1 套 2 萬(wàn)t/a的PTT裝置,2001年在墨西哥建成了 11.5 萬(wàn)t/a的PTT工廠,2003年在加拿大完成了第一套世界規(guī)模級(jí)、產(chǎn)能達(dá) 9.5 萬(wàn)t/a的PTT裝置的投產(chǎn),生產(chǎn)特性黏度大于 0.9 dL/g的PTT,并與美國(guó)Kosa公司,日本旭化成、東麗、東洋紡等公司,中國(guó)的盛虹集團(tuán)和臺(tái)灣地區(qū)的華隆公司,韓國(guó)SK化學(xué)、韓泰合成、曉星、高麗合纖和泰光等公司合作,共同開發(fā)PTT纖維。
DuPont(杜邦)公司于2000年推出了PTT樹脂,商品名為Sorona?。杜邦Tate & Lyle生物產(chǎn)品公司在美國(guó)田納西州Loudon投資 1 億美元的裝置于2006年11月底開始工業(yè)化生產(chǎn)生物基1,3 – 丙二醇(Bio – PDOTM)。此外,該公司還于2007年初全部規(guī)模化地采用Bio – PDOTM 生產(chǎn) Sorona?聚酯,使該聚合物中可再生原料含量達(dá)到 37%。Loudon工廠的生產(chǎn)裝置利用專有的發(fā)酵工藝從谷物糖中生產(chǎn)Bio – PDOTM。該生產(chǎn)過程與利用石化途徑生產(chǎn)的PDO相比,能耗減少 30%,溫室氣體排放減少 60%。在美國(guó)金斯頓, Sorona?的生產(chǎn)裝置產(chǎn)能為 1.2 萬(wàn)t/a,最終擴(kuò)能為 5 萬(wàn)t/a,另外,杜邦公司還計(jì)劃將 5.9 萬(wàn)t/a閑置的PET裝置也改裝成生產(chǎn)PTT。韓國(guó)Huvis(匯維仕)公司采用杜邦的生產(chǎn)技術(shù),將位于韓國(guó)全州的一套PET生產(chǎn)線改裝成了產(chǎn)能為 1 萬(wàn)t/a的PTT生產(chǎn)裝置。同時(shí),杜邦公司還與韓國(guó)新韓工業(yè)、日本帝人和東麗,以及中國(guó)臺(tái)灣的遠(yuǎn)東紡織等公司合作,共同開發(fā)PTT纖維,鞏固其在彈性纖維市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)地位。
據(jù)分析,世界PTT市場(chǎng)現(xiàn)約為 32 萬(wàn)t/a,將來(lái)需再建 5 ~ 6 套世界規(guī)模級(jí)PTT裝置才能滿足需求,預(yù)計(jì)今后 10年內(nèi)將增至 100 萬(wàn)t/a。
1.2PTT的聚合
PTT即聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯,與PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二酯)、PBT(聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯)同屬聚酯。目前,全球1,3 – PDO的生產(chǎn)技術(shù)基本上被Degussa公司、殼牌化學(xué)公司和杜邦公司所掌握,3 家公司采用各自不同的技術(shù)路線。
Degussa公司以丙烯醛為原料,其工業(yè)化路線的主要生產(chǎn)步驟是:(1)丙烯醛水合制3 – 羥基丙醛(簡(jiǎn)稱3 – HPA);(2)3 – HPA催化加氫制得PDO。殼牌化學(xué)公司以環(huán)氧乙烷為原料,有一步法與兩步法兩種合成工藝,一步法是環(huán)氧乙烷在溫度為 90 ℃、反應(yīng)壓力為 10 MPa的條件下用催化劑催化反應(yīng)生成PDO;二步法是環(huán)氧乙烷在溫度為85 ℃、反應(yīng)壓力為 10 MPa、有催化劑存在的條件下進(jìn)行反應(yīng),制備過程采用環(huán)氧乙烷、CO和H2為原料進(jìn)行加氫甲?;磻?yīng)生成3 – HPA,再經(jīng)固定床催化加氫制得PDO。而杜邦和Genencor(杰能科)等公司合作開發(fā)的生物技術(shù)則通過以下 3 個(gè)步驟合成PDO:先將可轉(zhuǎn)化甘油為PDO的基因dhaB和dhaT克隆到甘油生產(chǎn)菌中;再將可轉(zhuǎn)化糖為甘油的基因GPPl/2克隆到PDO菌;最后將dhaB、dhaT和GPPl/2克隆到其它以葡萄糖為底物的微生物細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)。葡萄糖在厭氧條件下經(jīng)發(fā)酵生成PDO,反應(yīng)分為 3 部分:(1)中間體制備與發(fā)酵;(2)濃縮與副產(chǎn)物回收;(3)脫水與產(chǎn)品精制純化。
Degussa公司與殼牌化學(xué)公司走的都是“石化合成路線”,而杜邦公司采用的是自己創(chuàng)新的生物工程法。
與PET及PBT一樣,PTT也是半結(jié)晶熱塑性聚酯,可以經(jīng)過DMT或PTA路線聚合得到。
(1)對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)與PDO進(jìn)行酯交換,繼而縮聚制得PTT(DMT法)。酯交換法在 140 ~ 220 ℃時(shí),采用銻系催化劑,先脫除甲醇,縮聚升溫至 270 ℃并減壓至 5 kPa進(jìn)行縮聚。
(2)對(duì)苯二甲酸(PTA)與PDO直接酯化(PTA法)。由原Zimmer(吉瑪)公司與Degussa公司研究開發(fā)的直接酯化法生產(chǎn)工藝,包括PTA與PDO酯化、預(yù)縮聚及終縮聚等 3 個(gè)主聚合階段組成。為了與大生產(chǎn)相結(jié)合,且PTA路線比DMT路線的生產(chǎn)成本低,無(wú)需回收甲醇,流程簡(jiǎn)單,節(jié)約成本,因此PTA路線是現(xiàn)在研究的重點(diǎn)。
目前我國(guó)在PTT聚合反應(yīng)各個(gè)階段如何劃分,以及各反應(yīng)階段動(dòng)力學(xué)方面并沒有太多研究,造成聚合物的黏度基本上低于 0.90 dL/g。國(guó)內(nèi)一般將PTT聚合分為 3 個(gè)階段,即酯化、預(yù)縮聚和終縮聚,通過攪拌器的功率來(lái)區(qū)分不同反應(yīng)階段的聚合結(jié)束時(shí)間,基本上模仿了PET的聚合;而原Zimmer公司采用 5 段連續(xù)熔融過程(240 ~ 270 ℃)制取。PTA和 PDO在前 2 段內(nèi)被酯化,多余的PTA從第 2 段除去;第 3 和第 4 段為預(yù)縮聚反應(yīng)器;第5段為縮聚反應(yīng)器。前 3 個(gè)反應(yīng)器為攪拌釜式反應(yīng)器,第 4 和第 5 段采用原Zimmer公司開發(fā)的環(huán)盤式反應(yīng)器。
1.3PTT結(jié)構(gòu)特征
1.3.1化學(xué)及大分子鏈結(jié)構(gòu)
PTT在對(duì)苯二甲酸單元中存在 3 個(gè)亞甲基。研究表明,這種化學(xué)結(jié)構(gòu)中奇數(shù)個(gè)亞甲基單元會(huì)在大分子鏈間產(chǎn)生“奇碳效應(yīng)”,使苯環(huán)不能與 3 個(gè)亞甲基處在同一平面,鄰近兩個(gè)碳基的斥力不能呈 180°平面排列,只能以空間 120°錯(cuò)開排列,由此使得PTT大分子鏈形成螺旋狀排列。PTT晶體大分子鏈中的單元具有能量最低的反式 – 旁式 – 旁式 –反式構(gòu)象,即呈現(xiàn)明顯的“Z”字形構(gòu)象,這使PTT大分子鏈具有如同彈簧一樣的彈性,并最終決定了PTT的物理性能。PTT的分子結(jié)構(gòu)和大分子結(jié)構(gòu)構(gòu)象如圖 1 和圖 2 所示:
1.3.2結(jié)晶和取向結(jié)構(gòu)
PET和PTT都屬于高速熔融紡絲取向誘導(dǎo)結(jié)晶,但PET纖維的晶區(qū)模量高達(dá) 108 GPa,而PTT晶區(qū)模量只有 3.16 GPa,基本接近于無(wú)定形區(qū)的模量值。這導(dǎo)致PTT纖維的模量并不隨著牽伸比而發(fā)生變化,基本恒定。由于模量低,因此PTT在紡絲過程中更容易添加各種功能性粉體、色母粒等,從而獲得功能性PTT和原液著色PTT。我國(guó)總后軍需裝備研究所基于此,利用殼牌化學(xué)公司的PTT切片(CORTERRA?),研發(fā)了原液著色PTT短纖維及部分功能性PTT短纖維,其中部分產(chǎn)品已成功應(yīng)用于我國(guó)解放軍2007式新一代軍官常服面料中,實(shí)現(xiàn)了批量裝備。
1.4PTT纖維的基本性能
作為一種新型聚酯產(chǎn)品,PTT纖維具有比滌綸(PET)、錦綸(PA 6、PA 66)更為優(yōu)異的性能,因此具有更大的生產(chǎn)、發(fā)展優(yōu)勢(shì)。與其他纖維比較,其基本性能如表 1 和表 2所示。
2國(guó)內(nèi)外PTT纖維的開發(fā)現(xiàn)狀
2.1日本企業(yè)走在前列
日本旭化成公司從殼牌化學(xué)公司購(gòu)買了3GT(PDO聚合物家族的通稱)的聚合體生產(chǎn)技術(shù),生產(chǎn)纖維出售。2002年旭化成與帝人公司合作,將各自的PTT纖維業(yè)務(wù)合并成立合資公司SolotexTM ,主要負(fù)責(zé) 2 家公司PTT聚酯及其纖維的產(chǎn)銷,并推出了PTT纖維SolotexTM,產(chǎn)能約為 5 000 t/a。SolotexTM 有 4 類原絲:標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)(PTT復(fù)絲)、高彈型號(hào)(雙組分長(zhǎng)絲)、單絲型號(hào)及短纖型號(hào)。SolotexTM 具有良好的彈性回復(fù)性和耐洗滌性,適于制作內(nèi)衣、襯里和絲襪等產(chǎn)品。以SolotexTM 為原料制作的絲襪透氣性優(yōu)于錦綸絲襪,而且更為合腳,將其與銅氨纖維混合制成的襯里既柔軟又光滑。
日本旭化成公司開發(fā)了 10 多種PTT纖維,在超細(xì)、復(fù)合纖維、雙組分纖維等方面也進(jìn)行了大量研究。該公司開發(fā)的PTT雙組分纖維 — Soloflex?,一種成分是普通聚酯PET,另一種成分使用了旭化成自行生產(chǎn)的PTT聚合物,不但具有PTT纖維的柔軟質(zhì)感、高彈性回復(fù)力、良好耐候性,同時(shí)大幅度提高了卷縮性。
日本東洋紡公司開發(fā)了PTT/PET嵌段共聚纖維,這是一種強(qiáng)度為 3.54 cN/dtex、單絲線密度為 0.23 dtex的超細(xì)纖維。
2002年,東麗工業(yè)公司和杜邦達(dá)成綜合性協(xié)議,由東麗使用杜邦的Sorona? 3GT 聚合物生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)PTT,并在亞洲市場(chǎng)上銷售。隨后,該公司在日本三島建成了 1 000 t/a的PTT纖維生產(chǎn)裝置。由于需求增長(zhǎng),東麗公司于2004年初將該裝置的產(chǎn)能由 1 000 t/a擴(kuò)大到 1 500 t/a,在2004年底又將產(chǎn)能進(jìn)一步提高到 2 000 t/a,2005年底擴(kuò)建至 3 000 t/a。此外,東麗公司還開發(fā)了PTT/PET雙組分纖維及共紡纖維,由東麗杜邦合資公司在日本國(guó)內(nèi)銷售。
2.2國(guó)內(nèi)商機(jī)無(wú)限
PTT的開發(fā)引入我國(guó)國(guó)內(nèi),始于2000年8月由上海華源股份有限公司與殼牌化學(xué)公司達(dá)成的合作開發(fā)協(xié)議,合作開發(fā)PTT纖維及紡織品,旨在使殼牌化學(xué)公司成為全球最大的PDO和PTT生產(chǎn)商,替代氨綸和錦綸等彈性纖維的一部分市場(chǎng)。目標(biāo)是2010年殼牌化學(xué)公司將有 11 ~ 12 套PTT樹脂生產(chǎn)裝置投產(chǎn)運(yùn)行,產(chǎn)量達(dá)到 110 萬(wàn)t/a,其中 55% 用于地毯纖維,45% 用于紡織纖維。
鑒于PTT纖維的優(yōu)良性能以及良好的市場(chǎng)反應(yīng),目前,國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)開發(fā)了PTT纖維及織物。
2004年,泉州海天輕紡集團(tuán)經(jīng)杜邦公司正式授權(quán)使用杜邦Sorona? 聚合物開發(fā)、生產(chǎn)和銷售PTT短纖維、紗線及其織物。該公司是中國(guó)大陸第1家獲得杜邦公司許可的PTT短纖維生產(chǎn)廠。
Somalor纖維是方圓化纖公司使用杜邦Sorona? 聚合物生產(chǎn)的PTT纖維,其具體生產(chǎn)工藝不同于PET,如紡絲溫度比滌綸低 30 ℃左右,要求熔體在螺桿與噴絲板間的停留時(shí)間要短(一般要求在 15 min以內(nèi)),否則容易產(chǎn)生熱降解,影響紡絲狀態(tài)和產(chǎn)品品質(zhì)等。Somalor纖維具有許多優(yōu)點(diǎn):如柔軟性好,彈性回復(fù)率高(比錦綸高 2 ~ 3 倍),無(wú)載體沸點(diǎn)下的易染性,熱定形能力強(qiáng)(熱定形溫度較低,且不會(huì)降低纖維的彈性)。應(yīng)用在服裝上,手感柔軟,彈性好,色澤鮮艷,抗紫外線,耐氯,抗污,易維護(hù)。Somalor纖維織物能制成柔軟的內(nèi)衣或緊身衣,也可應(yīng)用于休閑裝、工作裝、泳衣、運(yùn)動(dòng)裝、針織套衫、襪類等。同時(shí),Somalor纖維還是汽車、室內(nèi)裝飾和家居織物的理想選擇。
2008年7月,盛虹集團(tuán)旗下的江蘇中鱸科技發(fā)展股份有限公司一期年產(chǎn) 8 000 t的PTT紡絲項(xiàng)目正式投產(chǎn)。通過引進(jìn)Oerlikon Barmag(歐瑞康巴馬格)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的國(guó)際先進(jìn)的PTT專用紡絲設(shè)備技術(shù),改進(jìn)工藝,該公司已試制出了PTT記憶纖維和超細(xì)纖維。目前,盛虹集團(tuán)已開始籌建二期年產(chǎn) 10 萬(wàn)t的PTT紡絲項(xiàng)目。此外,盛虹集團(tuán)還將與世界著名公司合作,對(duì)新廠年產(chǎn) 10 萬(wàn)t的PET聚合設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造,轉(zhuǎn)型生產(chǎn)PTT切片。
SoftarTM 纖維是由上海國(guó)祥紡織科技有限公司利用東華大學(xué)化纖工程研究中心的技術(shù)在進(jìn)口的差別化短纖裝置上成功開發(fā)的PTT短纖,規(guī)格為 1.67 dtex × 38 mm,平均斷裂強(qiáng)度達(dá)到 3.18 cN/dtex以上,提高了紗線的強(qiáng)力和抗起球性能,特別適用于棉紡紗線及高比例使用PTT纖維紗線的場(chǎng)合。
我國(guó)臺(tái)灣華隆公司、工業(yè)技術(shù)研究所和紡織研究中心 3家機(jī)構(gòu)合作,成功開發(fā)了PTT纖維商業(yè)化生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)規(guī)模為 5 000 t/a。為避免與滌綸和錦綸競(jìng)爭(zhēng),主要生產(chǎn)差別化品種。
3PTT在服用領(lǐng)域的發(fā)展
PTT聚合物的性能確定了其廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域,目前PTT的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括服用領(lǐng)域、地毯工業(yè)領(lǐng)域和非織造布領(lǐng)域等。從目前的情況來(lái)看,PTT地毯、PTT短纖維混紡面料、PTT長(zhǎng)絲彈性面料以及形狀記憶面料已成為當(dāng)前PTT纖維在紡織產(chǎn)品方面的主要載體。本文主要介紹其在服用領(lǐng)域的發(fā)展。
由于PTT纖維具有內(nèi)在的彈性回復(fù)性能,且柔軟性遠(yuǎn)優(yōu)于滌綸,和錦綸接近,因此其面料質(zhì)地蓬松、手感柔軟、穿著舒適,可被廣泛應(yīng)用于各類服裝服飾。如休閑裝、彈力牛仔、運(yùn)動(dòng)衣、內(nèi)衣、時(shí)裝、塑身內(nèi)衣、無(wú)縫針織服裝、泳裝、彈性緊身服、襪子等。
在PTT長(zhǎng)絲的生產(chǎn)過程中,主要利用PTT – FDY、PTT – DTY、T 400一類的復(fù)合長(zhǎng)絲以及PTT長(zhǎng)絲與其他纖維生產(chǎn)絞絡(luò)紗、并合紗,從而用于生產(chǎn)舒適的服裝,包括運(yùn)動(dòng)衣、緊身衣、薄型彈力內(nèi)衣等。
3.1PTT/PET復(fù)合纖維的開發(fā)及應(yīng)用
當(dāng)化學(xué)纖維中含有兩種成分時(shí),各組分不同的微觀形態(tài)結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生不同的收縮,在纖維橫截面上會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的縱向應(yīng)力,使絲條變形,同時(shí)又產(chǎn)生偏離其縱軸的扭轉(zhuǎn),使纖維呈現(xiàn)永久性的三維卷曲。目前,很多公司已經(jīng)研發(fā)出PTT/PET、PBT/PET等雙組分自卷曲纖維并進(jìn)行了商業(yè)化生產(chǎn),著名產(chǎn)品有杜邦公司的T 400、韓國(guó)的ESS、中國(guó)的CM 800等。
目前很多針織企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)上,原料大都采用錦包氨,能夠在一定程度上滿足消費(fèi)者對(duì)彈性、舒適性等要求,但同時(shí)也存在一些缺點(diǎn),如彈性回復(fù)性能欠缺,經(jīng)多次穿著后易產(chǎn)生塑性變形,不耐氯漂等,且氨綸的強(qiáng)力和彈性往往伴隨著成衣的高成本及過大的彈性,而PTT能很好地克服這種原料的缺陷。
PTT/PET雙組分纖維柔軟,纖維自身的空間三維卷曲結(jié)構(gòu)使其具有極佳的彈性,500 次重復(fù)拉伸彈性回復(fù)率在 95% 以上,且纖維耐氯漂、耐汗?jié)n,可以高溫印花,與錦包氨原料相比,價(jià)格也存在一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。同時(shí),這種雙組分纖維的應(yīng)用可提升產(chǎn)品的檔次和附加值,增強(qiáng)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。
以PTT/PET的并列復(fù)合長(zhǎng)絲取代傳統(tǒng)的錦包氨或氨綸裸絲,與其他紗線交織可制造彈力經(jīng)編、緯編面料,也可制作無(wú)縫針織服裝、襪類、毛衫等,其優(yōu)良的彈性回復(fù)率使制成的服裝易打理,無(wú)需熨燙就能達(dá)到平整的效果,懸垂感好,色彩艷麗。
由于PTT/PET雙組分纖維的卷曲頻率很高,PTT與其他聚酯的復(fù)合短纖的開發(fā)稍顯滯后。目前,已有企業(yè)開發(fā)出該類復(fù)合纖維的紡織加工技術(shù),其要領(lǐng)是紡紗后進(jìn)行染色等后加工,因?yàn)榛w廠生產(chǎn)的PTT/PET復(fù)合纖維最初只有少量卷曲,直接加工該類纖維比較方便,特別是習(xí)慣加工卷曲羊毛的毛紡企業(yè)的技術(shù)顯得更為成熟。將該類纖維的紗線或織物在適當(dāng)條件下進(jìn)行濕熱處理,纖維則顯出高頻三維卷曲,纖維集合體更加蓬松、柔軟、易伸長(zhǎng),仿毛性能極佳,在很多不便使用長(zhǎng)絲的產(chǎn)品中具有更明顯的優(yōu)勢(shì)。
將PTT/PET復(fù)合彈性絲與超細(xì)纖維和天然纖維交織,可用于生產(chǎn)套裝、夾克、風(fēng)衣等中高檔服裝面料。由于PTT纖維的強(qiáng)力小于滌綸、伸長(zhǎng)比滌綸高 200% 左右、彈性比滌綸長(zhǎng)絲高 2 ~ 5 倍,因此PTT長(zhǎng)絲、PTT/PET復(fù)合彈力絲在后加工工序中要嚴(yán)格控制張力的均一性,以防由此產(chǎn)生染色差異。同時(shí)嚴(yán)格控制定形、染色的溫度與時(shí)間,以確保成品的質(zhì)量穩(wěn)定。
在PTT/PET雙組分纖維的使用過程中,由于纖維的彈性較大,整經(jīng)過程中張力不易控制,因此面料設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意成品布的幅寬設(shè)計(jì)。另外,在織造過程中,原料使用之前需要一段時(shí)間的平衡存放,且使用時(shí)原料最好同期與生產(chǎn)成品一起使用,時(shí)間間隔太久的成品不宜一起使用,否則成品會(huì)由于彈性差異出現(xiàn)幅寬不齊、起皺等現(xiàn)象。存放時(shí)成品布不能擠壓造成折皺,要求預(yù)定形或進(jìn)染缸前成卷擺放,否則形成折皺,最終定形仍打不開。染整中定形溫度要低于常規(guī)滌綸的定形溫度,否則會(huì)造成手感發(fā)硬、彈性變差。
3.2PTT長(zhǎng)絲在形狀記憶面料中的應(yīng)用
形狀記憶材料從字義上解釋,是指該材料對(duì)幾何形狀有記憶功能,即在一定條件下能夠回復(fù)其原始形狀的材料?;貜?fù)原始形狀所需的外界條件通常有熱、力、光等物理刺激。過去的形狀記憶紡織品多數(shù)是以整理和涂層的形式附加到織物上,也有利用金屬纖維等線性的形狀記憶材料研制成的形狀記憶紡織品,如前些年市場(chǎng)上推出的具有免燙功能的服裝、服飾等,其中有些就是應(yīng)用加在其中的形狀記憶合金部件的某種記憶功能來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但由于原材料、加工技術(shù)等的限制,該類織物不易普及推廣,而用PTT長(zhǎng)絲制成的形狀記憶面料一入市即成為焦點(diǎn)。當(dāng)PTT長(zhǎng)絲與真絲、棉、粘膠長(zhǎng)絲、滌綸、錦綸等交織時(shí),可用于開發(fā)禮服、時(shí)裝等高端服飾。
PTT形狀記憶纖維在纖維一次成型時(shí),能記憶外界賦予的形狀和特性,定形后的纖維可以任意發(fā)生形變,并在較低的溫度下將此形變固定下來(lái)(二次成型),或者是在外力的強(qiáng)迫下將此變形固定下來(lái)。但當(dāng)給予變形的纖維特定的外部刺激條件時(shí),形狀記憶纖維即可恢復(fù)至原始形狀,也就是說(shuō)最終產(chǎn)品具有對(duì)纖維最初形狀記憶的特性。PTT形狀記憶纖維的特性具體體現(xiàn)在纖維對(duì)機(jī)械形變的快速形成和在外界應(yīng)力作用后形變的快速消失。
實(shí)踐證明,PTT形狀記憶面料的記憶功能不僅與纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、分子模量、結(jié)晶度、取向度等超分子結(jié)構(gòu)有關(guān),而且與紡織加工工藝如紗線捻度、線密度等密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn),在形狀記憶面料中PTT纖維充當(dāng)“記憶原始形狀”的彈性單元角色,而高密低捻的紡織結(jié)構(gòu)則充當(dāng)“讓織物發(fā)生第二次變形和固定”的可逆相角色,即紡織結(jié)構(gòu)提供面料或服裝形態(tài)的可塑性。專家表示,形狀記憶面料是充分發(fā)揮PTT纖維性能和紡織結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)的一個(gè)典范,在現(xiàn)有的PTT長(zhǎng)絲形狀記憶面料的基礎(chǔ)上,還可開發(fā)短纖維記憶面料、交織記憶面料等。
運(yùn)用PTT纖維模量較低的特點(diǎn),除了自然折皺極易撫平等特點(diǎn)外,還能生產(chǎn)出手感更加柔軟、布面更加平滑的純化纖形態(tài)記憶面料產(chǎn)品,同時(shí)保持化纖長(zhǎng)絲易洗快干的特性。另外,在紡織加工中可采用長(zhǎng)短纖維交織或采用不同材質(zhì)的纖維混紡,使面料呈現(xiàn)出特殊的外觀效應(yīng);或者設(shè)法增強(qiáng)面料的彈性,使其保持最佳的彈性回復(fù)率,以塑造出擁有良好的衣著輪廓且便于活動(dòng)的服裝。因此PTT形狀記憶面料適合應(yīng)用于流行時(shí)裝、套裝、風(fēng)衣、外套以及運(yùn)動(dòng)休閑服飾等領(lǐng)域。PTT形狀記憶針織物還克服了針織物保形性差的缺點(diǎn),當(dāng)服裝使用產(chǎn)生變形后,只要將環(huán)境溫度增加到變形回復(fù)溫度以上就可以回復(fù)到定形時(shí)的形狀。
PTT形狀記憶織物由于具有柔軟而舒適的彈性、良好的彈性回復(fù)率和優(yōu)異的染色性能等,有著廣泛的應(yīng)用前景。將PTT長(zhǎng)絲的形狀記憶效應(yīng)應(yīng)用在紡織服裝領(lǐng)域,如免熨襯衫、形狀記憶絲綢等方面,有著較大的開發(fā)價(jià)值和發(fā)展前途;如將其形狀記憶功能與優(yōu)異的彈性結(jié)合,通過針織或機(jī)織的方法有望制得手感柔軟、耐磨損、且彈性適中的服裝,從而滿足人們對(duì)于服裝時(shí)尚、舒適彈性的需要。
3.3PTT短纖混紡產(chǎn)品的開發(fā)
PTT纖維具有優(yōu)良的回彈性和染色性,與羊毛纖維較接近,在PTT短纖產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)中,最常見的就是與羊毛、羊絨的混紡。毛衫類產(chǎn)品是PTT纖維最有特色的品種之一,不但柔軟具有彈性,且加入一定比例的PTT短纖后還能改善毛衫的蓬松度和毛型感。由于該類產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)鏈較長(zhǎng),目前我國(guó)在這方面的開發(fā)稍顯滯后。
PTT纖維與羊毛混紡,其中PTT纖維的含量為 30% ~ 50%,可用于開發(fā)平紋薄花呢、單面嗶嘰及雙面嗶嘰等,織物具有良好的彈性、保形性和保暖性。利用PTT纖維與麻交織或混紡,提升織物的柔軟性和抗皺性,織物的尺寸穩(wěn)定性好,拓展了麻織物的應(yīng)用范圍。
PTT纖維與Tencel? 交織,可獲得細(xì)膩的桃皮絨手感,具有穩(wěn)定的彈力及良好的懸垂性、舒適性和吸濕性等;用PTT纖維與粘膠纖維織造的小提花織物,經(jīng)PU涂層整理加工后可具有動(dòng)物毛皮般的紋理,適用于女式時(shí)裝。
PTT短纖也可作為錦綸的替代品,用于生產(chǎn)短纖混紡面料、花式紗等產(chǎn)品。用PTT短纖紗制成的各種紡織品手感好,穿著舒適,具有手感柔軟、易洗、快干、免燙等特點(diǎn)。
4我國(guó)在PTT開發(fā)過程中存在的問題
(1)標(biāo)準(zhǔn)滯后
目前,我國(guó)對(duì)于PTT纖維及其紡織品的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)還未出臺(tái),而這種空缺很容易給PTT相關(guān)紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失。因此,PTT產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)呼吁PTT行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及檢測(cè)技術(shù)能夠早日頒布和實(shí)施,在保障企業(yè)利益的同時(shí),也為下游企業(yè)采購(gòu)生產(chǎn)原料提供參考。在標(biāo)準(zhǔn)的制定過程中,PTT產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)應(yīng)積極參與,從生產(chǎn)實(shí)際出發(fā),促使所制定的標(biāo)準(zhǔn)能夠切實(shí)反映行業(yè)特點(diǎn),并對(duì)今后的生產(chǎn)以及形成穩(wěn)定的市場(chǎng)秩序具有指導(dǎo)意義。
(2)產(chǎn)品開發(fā)及市場(chǎng)認(rèn)知度有待提高
國(guó)內(nèi)對(duì)于PTT性能認(rèn)識(shí)的深化、應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步以及市場(chǎng)的積極開拓,為該產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。盡管如此,我國(guó)的PTT市場(chǎng)發(fā)展仍面臨不少問題,包括PDO合成技術(shù)的優(yōu)化和工程化、紡絲與紡織加工技術(shù)等。
目前,國(guó)內(nèi)在PTT纖維及其紡織產(chǎn)品的開發(fā)上仍然處于起步階段,加工經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)上還呈弱勢(shì),這樣一方面增加了產(chǎn)品的成本,另一方面也限制了PTT產(chǎn)品的檔次,降低了產(chǎn)品附加值。
除了產(chǎn)品的加工技術(shù)還不夠成熟外,目前開發(fā)的新產(chǎn)品還未能得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。這項(xiàng)開拓工作需要PTT產(chǎn)業(yè)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié),進(jìn)行各個(gè)步驟加工技術(shù)的研究、開發(fā)與協(xié)調(diào)。各企業(yè)在自身投入開發(fā)的同時(shí),應(yīng)積極組織或邀請(qǐng)社會(huì)研究力量參與對(duì)PTT聚合物的基礎(chǔ)科技研究和工程化研究,包括PDO的合成、PTT的聚合、紡絲和纖維成紗、針織、機(jī)織、簇絨和編織地毯及染色后整理等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的整體發(fā)展工作。相信隨著技術(shù)研發(fā)的不斷深入和生產(chǎn)技術(shù)的不斷成熟,PTT的性價(jià)比將近一步提高。