彈性纖維滿足舒適需求

編輯/崔書(shū)健

彈性纖維是一種生活中常見(jiàn)的紡織服裝原料，為人類(lèi)享受穿衣的舒適性作出了巨大貢獻(xiàn)

在眾多的功能性紡織品中，彈性纖維在服裝的穿著舒適性、蓬松保暖等方面扮演著不可替代的角色。含有彈性纖維的衣物，既貼合人體體型、增加美感，又迎合了人體對(duì)舒適性的要求。因此，人們?cè)絹?lái)越多地將彈性纖維應(yīng)用到各種織物上，如泳裝、滑雪服、休閑運(yùn)動(dòng)衫、內(nèi)衣、緊身衣、絲襪等。賦予紡織面料一定的彈性已然成為服用紡織品必然的發(fā)展趨勢(shì)。

1 彈性纖維的定義

從紡織角度講，彈性纖維的彈性與其特殊的分子結(jié)構(gòu)有關(guān)，其伸長(zhǎng)可達(dá)到數(shù)倍以上，且拉伸后又能迅速回復(fù)。通常彈性纖維是指具有較高斷裂伸長(zhǎng)率，有接近100 %的彈性恢復(fù)能力，初始模量很低的合成纖維。

較早的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4146-1984《紡織名詞 術(shù)語(yǔ) 化纖部分》中將彈性纖維定義為：具有高延伸性、高回彈性的合成纖維，這種纖維被拉伸為原長(zhǎng)的三倍后再予以放松時(shí)，可以迅速地基本恢復(fù)到原長(zhǎng)。

這一定義中明確規(guī)定彈性纖維的拉伸倍數(shù)為原長(zhǎng)的3倍。而國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4146.1-2009《紡織品 化學(xué)纖維 第1部分：屬名》中并未就彈性纖維給出具體的定義，而是對(duì)聚氨酯彈性纖維和聚烯烴彈性纖維兩種纖維的主要特征給出了描述。

美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）對(duì)彈性體的定義為在室溫條件下，材料可反復(fù)拉伸到至少為原長(zhǎng)的2 倍，在外力釋放后能迅速恢復(fù)至原長(zhǎng)的材料。此定義涵蓋范圍較廣，并非專(zhuān)指彈性纖維。

2 彈性纖維的分類(lèi)

根據(jù)彈性機(jī)理差異，彈性纖維可分為軟、硬鏈段鑲嵌的本征彈性纖維，如氨綸、橡膠絲、熱塑性聚酯彈性體；以及形態(tài)彈性纖維，如通過(guò)后道機(jī)械加工或由自身收縮性能差異而獲得的卷曲結(jié)構(gòu)的雙組分復(fù)合纖維。

根據(jù)彈性大小，又可分為高彈性絲（彈性伸長(zhǎng)率400%～800%）、中彈性絲（彈性伸長(zhǎng)率150%～390%）、微彈性絲（彈性伸長(zhǎng)率20%～150%）和低彈性絲（彈性伸長(zhǎng)率小于20%）。

3 常見(jiàn)的彈性纖維

現(xiàn)在市場(chǎng)上的彈性纖維種類(lèi)很多，總體可分為：聚氨酯纖維（氨綸）、聚醚酯類(lèi)彈性纖維、聚烯烴類(lèi)彈性纖維（以DOW公司XLA纖維為代表）、PTT纖維、雙組分復(fù)合卷曲纖維（PET/PTT以T400為代表）、硬彈性纖維等。

目前，商業(yè)化最成功的彈性纖維是氨綸，以氨綸包芯紗的方式廣泛運(yùn)用于各種織物；聚烯烴類(lèi)彈性纖維（XLA）因不需要熱定型尤其適合用于毛織物；PET/PTT雙組分纖維則以其不需包覆可直接應(yīng)用、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性且具有前兩種復(fù)合纖維不可替代的優(yōu)勢(shì)得到了廣泛關(guān)注。

3.1 聚氨酯纖維（氨綸）

氨綸纖維屬于聚氨酯類(lèi)結(jié)構(gòu)，是彈性纖維中最早開(kāi)發(fā)且應(yīng)用最廣、生產(chǎn)技術(shù)最為成熟的品種。具有高延伸性、低弾性模量和高彈性回復(fù)率，氨綸的伸長(zhǎng)率可達(dá)400%～800%。氨綸還具有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，耐酸堿性、耐汗性、耐干洗性、耐磨性均較好。但氨綸需要包覆后才能使用，且存在不耐氯漂、易松弛的缺點(diǎn)。

一般只要加入2%～10%的氨綸，即可使內(nèi)衣柔軟貼身、舒適美觀，使運(yùn)動(dòng)裝活動(dòng)自如，使時(shí)裝和休閑褲具有良好的懸垂性、保形性和時(shí)尚性。該纖維還具有原料便宜、易于生產(chǎn)和加工的優(yōu)點(diǎn)，是一類(lèi)較有發(fā)展前途的纖維。

3.2 聚醚酯彈性纖維

聚醚酯彈性纖維是由聚酯和聚醚共聚物通過(guò)熔融紡絲制得的彈性纖維，日本帝人公司于 1990 年首次生產(chǎn)。聚醚酯彈性纖維與聚氨酯彈性纖維結(jié)構(gòu)類(lèi)似，也具有“區(qū)段”結(jié)構(gòu)特征?！败洝辨湺沃饕蔷勖焰湺危彳浶院?，鏈較長(zhǎng)，容易伸長(zhǎng)變形；“硬”鏈段則是聚酯鏈段，相對(duì)較僵硬，易于結(jié)晶，鏈較短，在纖維受力變形時(shí)起節(jié)點(diǎn)作用，賦予彈性回復(fù)性能，并決定纖維的強(qiáng)力和耐熱性。

聚醚酯彈性纖維不僅強(qiáng)度較高，彈性也很好，在伸長(zhǎng)50%時(shí)，中強(qiáng)彈性纖維的彈性已與氨綸相當(dāng)，熔點(diǎn)也較高。此外，它們的耐光性優(yōu)良，耐氯漂性、耐酸堿性等都較普通氨綸好。由于耐酸堿性良好，由它和滌綸組成的織物還可進(jìn)行堿減量加工，以提高織物的懸垂性。

3.3 聚烯烴彈性纖維（XLA）

XLA纖維是美國(guó)陶氏公司推出的聚烯烴纖維，該纖維的平均結(jié)晶度為14%，斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到500%，并可承受220℃高溫，耐氯漂和強(qiáng)酸堿等化學(xué)劑的侵蝕，具有很強(qiáng)的抗紫外線降解性能。在經(jīng)過(guò)水洗、漂白、色染、涂層和粘合等處理后，其固有的彈性基本不受影響。同時(shí)由于XLA纖維的織物伸長(zhǎng)所需的力要比其他多數(shù)彈力織物小，收縮更自然舒適，適合用于嬰幼兒服飾。

此外，由于XLA的主要成分是可循環(huán)利用的聚烯烴，在紡織過(guò)程中不會(huì)釋放可揮發(fā)的有機(jī)化合物，也不會(huì)妨礙服裝的回收利用。

3.4 復(fù)合彈性纖維（T400纖維）

CONTEX 康泰斯（ST 100 復(fù)合彈性纖維，市場(chǎng)統(tǒng)稱 T400 彈性纖維）是一種采用杜邦 Sorona 為主要原料，與普通 PET 通過(guò)先進(jìn)復(fù)合紡絲工藝制成的雙組分新型復(fù)合彈力纖維；具有自然永久螺旋卷曲及優(yōu)異的膨松性、彈性、彈性回復(fù)率、色牢度以及特別柔軟的手感，既可單獨(dú)純織，也可與棉、粘纖、滌綸、錦綸等進(jìn)行交織，形成多種多樣的種類(lèi)風(fēng)格。它不僅解決了傳統(tǒng)氨綸絲不易染色、彈力過(guò)剩、織造復(fù)雜、面料尺寸不穩(wěn)定，以及在使用過(guò)程中易老化等諸多問(wèn)題，還可以直接在噴氣、噴水、箭桿織機(jī)上織造，不必像氨綸那樣須先做成包覆紗后才能上機(jī)織造，降低了紗線的成本，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量均一性。

3.5 硬彈性纖維

上述彈性纖維都屬軟彈性纖維，在較低應(yīng)力下就發(fā)生較大的變形和回復(fù)。從熱力學(xué)角度分析，彈性來(lái)自分子鏈的自由度（或混亂度），即體系熵值的變化，因此上述纖維的結(jié)晶度都很低。但是在特殊加工條件下制得的某些纖維，例如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等纖維，雖然在低應(yīng)力下不易變形（因?yàn)樗鼈冇休^高的模量），但在較高應(yīng)力下，特別是在較低溫度下，也有較好的彈性，故這類(lèi)纖維被稱為硬彈性纖維。

硬彈性纖維的變形和回復(fù)較軟彈性纖維有明顯區(qū)別。例如硬彈性PP纖維經(jīng)拉伸回復(fù)后立刻進(jìn)行第二次拉伸，其模量和強(qiáng)度要下降很多，但如果去除應(yīng)力后放置一段時(shí)間，或升高溫度使其充分松弛后進(jìn)行第二次拉伸，則其變形回復(fù)與第一次的曲線基本接近。這是由于該硬彈性纖維拉伸和回復(fù)時(shí)，不僅發(fā)生前述軟彈性纖維卷縮分子長(zhǎng)鏈段的拉伸和回縮變形，而且在拉伸過(guò)程中還伴隨一些微孔結(jié)構(gòu)和晶片網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化。只有這些結(jié)構(gòu)變化逐漸恢復(fù)后，才能回到原來(lái)的狀態(tài)，故它們?cè)谳^高壓力下才發(fā)生變形回復(fù)，稱為硬彈性纖維。目前，硬彈性纖維在紡織品中應(yīng)用不多，但由于其彈性特點(diǎn)不同于軟彈性纖維，因此可開(kāi)發(fā)一些特殊的紡織品。