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电子显微镜下各种聚酯纤维的形态特征分析

2017-03-16祁弘曹渭芳王立志杨艳王天清

中国纤检 2017年2期
关键词:形态特征聚酯纤维显微镜

祁弘+曹渭芳+王立志+杨艳+王天清

摘要

本文通过电子显微镜观察差别化聚酯纤维的各种形态特征变化,做出了分析和总结,为后续各类差别化聚酯纤维的定性检测提供了理论依据,巩固了差别化聚酯纤维在纺织纤维中的主导地位。

关键词:聚酯纤维;形态特征;显微镜

1 引言

合成纤维从20世纪30年代后期开始生产,是以石油、天然气、煤、农副产品为原料,经聚合或缩聚反应合成有机高分子化合物,再经纺丝成形及后加工而制成。其中聚酯以及聚酯纤维发展速度迅猛,聚酯纤维是由大分子链节通过酯基连接成聚合物纺制的合成纤维,品种很多,大量商品化的主要有聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维、聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)纤维、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)纤维。我国将聚对苯二甲酸乙二醇酯含量大于85%以上的纤维简称为涤纶。涤纶具有强度高、弹性好、保型性好、尺寸稳定性高等优异性能,由其制成的衣物经久耐穿,电绝缘性好,易洗快干,具有“洗可穿”的美称。但涤纶织物吸湿性能、抗静电性能、透气性、染色性、抗起毛起球性等较差,这使其在一些方面的应用受到限制。聚酯及聚酯纤维整个产业附加值较低、利润不高,且同质化竞争严重。因而,差别化聚酯纤维的发展是一个必然方向。

本文对我局日常委托来样中的各类型聚酯纤维(包含涤纶)的电子显微镜图片进行了系统分析总结,不同形态的聚酯纤维有不同的服用功能。

2 仿棉、仿麻、仿羽绒聚酯

聚酯超仿棉技术克服了聚酯纤维和棉纤维共同的缺点,融合棉的一些优良属性,最终实现产品的高品质和高附加值,同时降低生产成本,实现利润的最大化,因而超仿棉技术的攻关和推广将具有很大的市场空间,研发工作具有重大意义。

聚酯仿棉织物纤维经改性处理后与普通涤纶织物相比,力学性能变差,保暖性、透湿性能下降;吸湿性能提高、抗起毛起球性能改观。聚酯仿棉织物的综合性能差于纯棉织物,但综合性能均优于普通涤纶织物。中空状(通常指三孔、五孔、七孔)的仿棉聚酯纤维质轻且保暖,可做填充物使用,其透气率较低,透湿率较高,压缩回弹性能好,保暖性很好。具体形态详见图1、图2、图3。

注:图1为棉型聚酯纤维,一般用在面料、衬布上。图2为宽片型聚酯纤维,业内也有南韩棉的说法。图3为中空型聚酯纤维或中空涤纶,做校服或絮制品的填充物使用。

3 仿毛聚酯纤维

羊毛织物富有弹性,手感挺括、丰厚、暖和,吸湿性和抗起球性好。聚酯仿毛,除各项物理性能如长度、细度、伸长等指标仿毛外,还进行了部分化学改性,使其具有亲水性、抗静电性、抗起球和阳离子可染性等。聚酯仿毛超越了天然毛的性能,形成了具有独特质感的新产品。常与羊绒或羊毛等纤维进行混纺,被用在羊绒/羊毛针织品中。其形态结构详见图4。

4 仿真丝聚酯纤维

聚酯纤维仿真丝产品是聚合、纺丝及后整理等技术综合运用的结果。聚酯纤维的杨氏模量和比重都与蚕丝相近,是仿真丝的理想原料。目前聚酯纤维仿真丝产品都使用细旦丝。常与蚕丝混纺,被用在丝织品的生产过程中。其形态结构如图5。

5 聚酯薄膜纤维

聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料,采用挤出法制成厚片,再经双向拉伸制成的薄膜材料。聚酯薄膜是一种印刷包装耗材,广泛用于玻璃钢行业、建材行业、印刷纺织、医药卫生等领域。其通常为无色透明、有光泽的薄膜,机械性能优良,刚性、硬度及韧性高,耐穿刺性,耐摩擦性,耐高温和低温,耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好,是常用的阻透性复合薄膜基材之一。在纺织行业中,聚酯薄膜纤维通常被用在非织造布中,作为衬里、粘合衬、絮片、定型棉、各种合成革底布等。它也可以做太空棉、保温隔音材料等填充物使用。也可用于毛绒玩具中,其形态如图6。

6 聚酯超细纤维

聚酯超细纤维又称羽丝绒,由于纤度极细,大大降低了纤维的刚度,织物手感极为柔软,聚酯超细纤维增加了类似于丝的层状结构,增大的比表面积和毛细效应,使纤维内部反射光在表面分布更细腻,使之具有真丝般的高雅光泽,并有良好的吸湿散湿性。用超细聚酯纤维做服装,舒适、美观、保暖、透气,并有较好的悬垂性和丰满度,在疏水和防污性方面也相对较好。此外,对于超细旦涤纶纤维来说,其特点是纤维直径小,根数多,单纤维强力低、弹性模量低,易产生棉结,纺制成的织物柔软,一般做内衬所用。形态如图7、图8。

7 聚酯弹性纤维

聚酯弹性纤维具有原料价格低、无毒等优点,可使用常规聚酯的生产设备进行聚合、纺丝和牵伸。聚酯弹性纤维是由含有聚酯链段的多嵌共聚物纺制而成。其中一种链段具有高熔点,称为硬段,其结晶性起物理交联作用,进而阻止由于缺少化学交联而产生的长程流动,因为这种交联在高温下被破坏,属热塑型。软段的链段玻璃化温度低,为链段的运动提供了极大可能,使产品显示良好的弹性回复。一般在衬布、功能性面料中使用。形态如图9。

8 其他差别化聚酯纤维

除了以上直观状态能观察到的聚酯纤维,还有在后整理过程中通过加入特殊处理工艺形成的一些功能性的聚酯差别化纤维,本文不做阐述。

差別化聚酯纤维促使聚酯纤维的性能不断提高改善、应用进一步扩大。如吸湿性聚酯纤维,通过后处理技术对聚酯纤维进行表面改性,提高了纤维的吸湿性;抗静电聚酯纤维,将碳黑或碳墨等导电性物质引入聚酯纤维中,使纤维内部具有电子而赋有导电性,从而提高了抗静电性;阻燃聚酯纤维在后整理过程中,用阻燃剂均匀分散液对纤维、织物进行涂层,提高了阻燃性。此外,其他差别化聚酯纤维还有芳香聚酯纤维、抗起球聚酯纤维、抗菌除臭聚酯纤维、防污聚酯纤维、防紫外聚酯纤维等。

(作者单位:内蒙古自治区纤维检验局)

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