化学纤维的分类及特性(几种常见高分子纤维简介)
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一、高分子的历史——
高分子,与我们的生活息息相关。其中重要的角色便是生活当中的各种纤维材料。造纸术、冻豆腐、丝绸,均是古代国人对于高分子的日常利用。
19世纪初,德国化学家韦勒建立发现了有机化学反应,逾越了无机化学与有机化学的鸿沟。,1845年,舍恩拜因发现了第一种塑料——硝化纤维(硝酸纤维素),19世纪60年代,约翰·海阿特发明了赛璐珞,也是一种易燃材料,至今仍有一些乒乓球有采用。高分子化学成为了人们的重点研究对象,酚醛树脂(绝缘电器元件,1907)、脲醛树脂(电玉,麻将,1918)、聚乙烯(1935)、尼龙(第一种合成纤维,1930s)等相继被发现和量产。
在尼龙被发现以后,合成纤维进入了人们的视野。在我们日常生活当中,对布料往往概以纯棉、化纤等称谓,即将布料分为天然、合成两派,实际上是有失偏颇的。纤维分为天然纤维、合成纤维、人造纤维以及无机纤维四种。天然纤维诸如棉、麻、蚕丝、毛、以及石棉等,合成纤维诸如涤纶、锦纶、氨纶、丙纶、腈纶、维纶、氯纶、氟纶、芳纶等品种,人造纤维如黏胶纤维、醋酸纤维、铜氨纤维等,无机纤维如玻璃纤维、金属纤维等。
塑料与橡胶的定义:玻璃化温度Tg高于常温的,称塑料,常温下比较坚固,Tg低于常温的,称橡胶(或弹性体)。塑料、树脂、橡胶均是高分子。
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二、常见纤维简介
聚合纤维在200以上聚合度时才会产生强度,聚合度越高,强度和熔点也越高,一般达到2000以上强度较好,之后会达到一个临界点。
1.涤纶PET——最挺括的纤维
涤纶是现今产量最大的合成纤维,我国最大的涤纶工厂年产400万吨以上,化学式全称聚对苯二甲酸乙二醇酯,简称聚酯纤维,也叫PET,在纺丝以及塑料容器领域用途广泛。根据淬火或退火两种不同方式,分别可以得到透明的非晶体以及不透的晶体产物,故PET有透明和不透明之分。
涤纶挺括不皱,不依赖熨烫,易干,也被称为的确凉或的确良,是现今衣物的一大纤维来源。在合成纤维当中,涤纶抗紫外线作用较好,往往也被制成遮阳伞,由于其不吸湿,故下雨时一边是湿的一边是干的。
2.锦纶PA——最结实的纤维
锦纶是第二大产量的一种聚酰胺合成纤维,也称作尼龙。常见的尼龙66也即是己二胺和己二酸聚合而成。古人云“三天打渔,两天晒网”,过去渔民用的都是棉麻做的渔网,吸湿性强,强度又差,所以每次捕鱼后需要花时间晾晒、修补之后才能再次出海。自从尼龙出现以后,轻巧、结实、耐腐蚀、吸湿少,成了渔网的首选材料。
在其他领域,尼龙也常被制成各种拉链、搭扣、安全气囊面料、降落伞面料等等,但尼龙抗紫外性最差,分子链在阳光下易断裂,不耐晒,故一般作雨伞,易干性差于涤纶,故两面都会湿。
3.氨纶PU——橡胶纤维
橡胶不能纺丝,只能从橡胶片上切下来,故应用限制较大。氨纶是一种聚氨酯(PU)材料,其弹性载荷能力上橡胶的7倍,耐磨性是橡胶的2-10倍,防滑性好,广泛应用于弹性衣物纺织当中。网球拍木柄上缠着的弹性胶带,防滑有弹性,也是氨纶材质。
莱卡(Lycra)是杜邦的一个商品名,属于氨纶的一个品种,伸展度可达500%,价格相对普通氨纶来讲贵很多。采用莱卡的衣物,都会挂一个三角形吊牌,这个吊牌也成为高质量的象征。
1974年诞生聚氨酯纤维泳衣,可有效防止泳衣伸长后从缝隙流入过多的水,此后悉尼奥运会出现了鲨鱼皮泳衣,震惊体坛,北京奥运会因为有了鲨鱼皮而破了34项游泳世界纪录。2009年罗马游泳世锦赛出现了比鲨鱼皮更猛的高科技泳衣,意大利Jaked泳衣,打破的世界纪录超过了北京奥运会,此后泳联取消了高科技泳衣。Jaked泳衣的材料是聚氨酯PU,每件4000元,需要好几个人帮忙才能穿上去,一般用到第4、5次才出最好成绩。
聚氨酯还是现代足球的外层材料,也是塑胶跑道的主体材料,拥有良好的拉伸性和弹性。
4.丙纶PP——最轻的纤维
丙纶是聚丙烯纤维,也称帕纶,外观似毛绒丝或棉,密度是化纤中最轻的,强度高,吸湿性小,香烟的过滤嘴就是采用这种材料,以过滤有害的焦油。
丙纶在塑料领域,坚固耐用,广泛用于塑料水杯制品。
5.腈纶PAN——人造羊毛
腈纶(聚丙烯腈纤维)是以丙烯腈为第一单体(>85%),与少量其他单体共聚而成的聚合物。 1950年杜邦公司率先工业生产。腈纶蓬松,柔软,其保暖性可与羊毛媲美,不易被细菌和虫蛀破坏,改变了“羊毛出在羊身上”这一看法,令天然羊毛黯然失色。但腈纶摩擦易起静电,易起球,易吸尘,不耐脏,所以不适宜用作袜子、手套等经常受摩擦的织物和内衣裤。
6.维纶——人造棉花
维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的商品名,外观和手感与棉花相似,穿着轻便,结实耐穿,往往用于土工布、滤布、缆绳等等,与棉花混纺称“维棉”。
7.黏胶纤维——人造丝
黏胶纤维是木材、棉短绒等提取的纤维素(浆粕)处理后形成的纺丝原液。熟成以后脱泡、纺丝、凝固浴、再生后进一步处理和干燥可制得黏胶纤维。由于是天然纤维加工而来,故其化学组成与棉纤维相同,但耐磨性不如棉,弹性恢复力差,不耐磨,故常需要混纺。人造丝也可以用作假发,与真发丝制作的假发相比,价格非常便宜。
其他多种化纤品种不一一细讲(如聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、聚碳酸酯PC、聚氯乙烯PVC、发泡性聚苯乙烯EPS(泡沫塑料)、发泡性聚乙烯EPE(珍珠棉)、发泡性聚丙烯EPP(拿普龙)、乙烯 - 醋酸乙烯酯EVA(鞋底料),其他高级的几款纤维材料,有缘再讲。图源网络,码字不易,转载请注明来源。
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