氨綸纖維的生產(chǎn)技術及發(fā)展趨勢

朱杰波

摘 要：氨綸纖維是一種高彈性纖維，具有較大的延伸性和回復性，是現(xiàn)代紡織工業(yè)的重要原料，主要用于針織內(nèi)衣、外衣、泳裝、運動服裝、襪類。近年來，國外還在機織物中加入氨綸絲，如棉+氨綸的彈力府綢，可制成襯衣、外套、褲子;在牛仔布、燈芯絨等機織物里均可加入一定比例的氨綸絲，制成彈力牛仔布、彈力燈芯絨。本文概述了氨綸纖維的主要生產(chǎn)技術，對氨綸纖維技術發(fā)展趨勢進行了分析。

關鍵詞：氨綸纖維;技術狀況;發(fā)展趨勢

1 氨綸纖維生產(chǎn)技術

1.1干法

聚醚與二異氰酸酯以1：2的摩爾比在一定的反應溫度及時間條件下形成預聚物，預聚物經(jīng)溶劑混合溶解后，再加入二胺進行鏈增長反應，形成嵌段共聚物溶液，再經(jīng)混合、過濾、脫泡等工序，制成性能均勻一致的紡絲原液。然后用計量泵定量均勻地壓入紡絲頭。在壓力的作用下，紡絲液從噴絲板毛細孔中被擠出形成絲條細流，并進入甬道。甬道中充有熱空氣（或惰性氣體），使絲條細流中的溶劑迅速揮發(fā)，并被空氣帶走，絲條濃度不斷提高直至凝固，與此同時絲條細流被拉伸變細，最后被卷繞成一定的卷裝。

干法紡絲是目前世界上應用最廣泛的氨綸紡絲方法。干法紡絲產(chǎn)量約為世界氨綸總產(chǎn)量的80%以上。干法紡絲工藝技術成熟，制成的纖維質量和性能都很優(yōu)良。多年來，日本東洋紡向中國輸出的生產(chǎn)線最多、最成熟，均為干法紡絲生產(chǎn)工藝技術，國內(nèi)很多企業(yè)已完全掌握，并在技術上有較大的改進提升。

1.2濕法

首先用與干法紡絲類似的方法制成嵌段共聚物溶液，溶液經(jīng)紡前準備，送至紡絲機，通過計量泵壓入噴絲頭。從噴絲板毛細孔中壓出的原液細流進入凝固浴。凝固浴以溫水（90℃以下）為凝固介質，原液細流中的溶劑向凝固浴擴散，原液細流中聚合物的濃度不斷提高，于是高聚物在凝固浴中析出形成纖維，再經(jīng)洗滌干燥后進行卷繞。濕法紡絲速度一般為5～50m/min，纖度0.55～44tex。濕法紡絲工藝流程復雜，裝置設備投資費用大，紡絲速度較低，生產(chǎn)成本高。該法已逐漸被淘汰。目前濕法紡絲的產(chǎn)量約占氨綸總產(chǎn)量的10%左右。

1.3熔融法

原則上講，凡能熔融且不發(fā)生明顯分解的成纖高聚物都可采用熔融紡絲方法。但對氨綸生產(chǎn)，熔融紡絲只能適用于熱穩(wěn)定性良好的聚氨酯嵌段共聚物，如由CNCO甲撐二苯二異氰酸酯和;NCO丁二醇縮聚所獲得的聚氨酯嵌段共聚物等。一般氨綸在高溫停留稍長時間就會發(fā)生過量交聯(lián)，生成凝膠，還會發(fā)生異氰酸酯的逆反應，使物理機械性能變差。氨綸熔融紡流程依次為：切片干燥—熔融—熔體細流形成—冷卻—延伸—卷繞。

由于其熱性能化學性能，可采用與聚酯相同的染料、染色條件及色彩進行染色。該纖維還適合與在低濕熱定形的錦綸、腈綸、毛、蛋白纖維等混用。熔紡氨綸較非熔紡氨綸絲具有多項優(yōu)點：絲質柔軟;耐候性佳、保存時間長;單根纖維均一性良好;熱定型性良好;產(chǎn)品品種變形快;生產(chǎn)中所用原材料安全性好;紡絲速度、生產(chǎn)效率高;操作簡單，節(jié)約能源;透明度好，纖度小。熔融紡前幾年由于受技術的制約，未能很好地推廣開。近年來，隨著氨綸應用領域的拓寬及技術瓶頸的突破，熔融紡氨綸工藝日趨成熟，并以其特有的工藝流程簡單、設備投資低、能耗低、占地少、生產(chǎn)效率高、不用溶劑、無環(huán)境污染等優(yōu)勢而異軍突起，成為新一代綠色纖維。

1.4反應法

反應紡絲法亦稱化學紡絲法，由紡絲液轉化成固態(tài)纖維時，必須經(jīng)過化學反應或用化學反應控制成纖速率。反應紡絲法由單體或預聚物形成高聚物的反應過程與成纖過程同時進行。氨綸的反應紡絲，是將兩端含有二異氰酸酯的聚醚或聚酯預聚物溶液，經(jīng)噴絲頭壓出進入凝固浴，與凝固浴中的鏈增長劑反應，生成初生纖維。初生纖維卷繞后還應在加壓的水中進行硬化處理，使初生纖維內(nèi)部未起反應的部分進行交聯(lián)，從而轉變?yōu)榫哂腥S結構的聚氨酯嵌段共聚物。反應紡絲法的紡絲速度一般為50～150m/min，纖度為0.56～38tex。該法因工藝復雜，紡絲速度低，生產(chǎn)成本高，設備投資大等問題也逐漸被淘汰。

2 氨綸工業(yè)市場前景及技術發(fā)展趨勢

近年來，干法、濕法、反應法制得的氨綸，由于其耐濕熱性能差，不能在通常用于聚酯染色的高溫條件下染色。為了將氨綸打入以滌綸為主的市場，必須采用一種耐濕熱性能有所改進的產(chǎn)品，由于熔紡氨綸可與滌綸一起染色，具有好的發(fā)展前景。

熔融紡絲法是1967年日本的日清紡公司推出的氨綸紡絲技術，近年來工藝日趨成熟，并以其特有的設備簡單、投資少、見效快、不用溶劑、無環(huán)境污染等優(yōu)勢而異軍突起，迅速發(fā)展成為最具有前途的氨綸紡絲技術，預計21世紀有新發(fā)展。日本的一些廠商和德國的阿克蘇諾貝爾公司在過去的10年里一直在研制這類產(chǎn)品，現(xiàn)已取得突破性進展，成功地開發(fā)了熔融紡絲技術。東洋紡公司也已開發(fā)出熔融紡絲的氨綸“Spandex-M”，還有日清紡、鐘紡、可樂麗、帝人等公司都已將熔融紡產(chǎn)品投入市場。目前日本的熔紡氨綸生產(chǎn)能力約為4.0kt/a，已占全日本氨綸年產(chǎn)能力的20%。杜邦、拜耳兩大公司以及日本東麗-杜邦公司也都在研究開發(fā)保留有干紡優(yōu)點的熔融紡絲新技術。臺灣聚隆纖維公司、韓國鮮京工業(yè)公司建設熔紡氨綸實驗工廠，并計劃達到商業(yè)生產(chǎn)水平。東洋紡公司已推出熔噴植絨新技術，生產(chǎn)抗菌滅菌非織造布。

熔紡氨綸適用于同聚酯混紡制備彈性織物。由于其熱性能和化學性能，可采用與聚酯相同的染料、染色條件及色彩進行染色。該纖維還適合與在低濕熱定形的錦綸、腈綸、毛、蛋白纖維等混用。但熔融紡氨綸的質量尤其是斷裂伸長與彈性恢復率遜色于干法氨綸;其耐氯性、染色性略低于一般合成纖維，該方面的研究目前已成為世界氨綸生產(chǎn)廠商所共同關注的焦點。

結語

隨著人們生活水平的提高，對服飾及服裝面料的要求也越來越高，氨綸已經(jīng)成為一種高附加值的新型紡織材料，是下一世紀紡織技術的發(fā)展方向。因此發(fā)展我國氨綸生產(chǎn)及彈力織物，對于提高人們穿著水平、開拓氨綸市場的新領域具有深遠的意義。

參考文獻

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