劉光楷
序
最近，彈性纖維在蕭條的紡織工業中獨樹壹幟。成為唯壹不受市場景氣周期影響的產品。根據ISO 20761或DIN 600012，彈性纖維是壹種合成線性聚合物，其中85%由嵌段聚氨酯組成。開松彈性纖維的歷史可以追溯到1937年，由德國人O. Bayer，H.RINKE3，6及其同事發現並獲得專利。他使用的單體組合物是丁二醇和六亞甲基二異氰酸酯3-5。1949年，E.WINDEMUTH通過化學紡絲成功地將高分子量聚氨酯紡成絲7。J Shivers 14和他在杜邦工作的同事在1951通過幹紡成功紡出了名為“FIBER K”的彈性纖維，杜邦也在1962全額生產了該產品，並將該產品改名為“Lycra ”,歐洲的拜耳也隨即在1962，下面就簡單介紹壹下彈性纖維的基本原理及其合成方法，供大家參考。
基本結構
由於彈性纖維由85%以上的PU段組成，8，13，PU本身就是壹種可變化的材料。它可以是非常硬且高度粘彈性的材料，或者甚至是具有低粘彈性的非常軟的材料。彈性纖維的化學結構正好介於這兩個極端之間。因此，聚氨酯彈性體可視為線性嵌段聚合物，如圖1所示。通過改變多元醇、二異氰酸酯和擴鏈劑這三種基本成分，可以得到各種聚合物的結構，進而改變其性能。
簡單來說，類型(A-B)的交替嵌段* * *聚合物可以滿足彈性纖維的基本要求。其中，軟段賦予材料易伸縮的特性，硬段提供分子間相互作用。由於軟段是不規則卷曲的聚醚或聚酯，在纖維中是連續相，占總重量的65 ~ 90%。它們在松弛的纖維中處於非順行狀態。壹旦纖維被拉伸，它們會伸直並趨於平行。在X射線衍射實驗中發現，在纖維的拉伸狀態下，軟段形成了由應力引起的結晶區，纖維在拉伸狀態下的剛度和強度由於結構的加強而增加。當外力撤除後，立即回縮，軟段結晶消失，分子回到卷曲狀態，所以這就是彈性纖維的魅力。
綜合法
聚氨酯的合成基本上可以通過氯甲酸酯與二胺10，11 (1-1)或氨基甲酸酯與二醇(1-2)的反應來完成。
-rn H2+Cl COOR '→-RNH COOR '-+HCl(1-1)
-ROH+Z首席運營官中國HR '→-羅奧中國HR'-+ ZOH (1-2)
但是它的主要發展依賴於異氰酸酯化學。許多線性聚氨酯可以通過二異氰酸酯和二醇的反應來制備。1-3中，1.4丁二醇和1.6六亞甲基二異氰酸酯合成的聚氨酯是1937中拜耳發明的代表作。
HO(CH2)4OH+OCN(CH2)6 NCO→
-[O(CH2)4OO CNH(CH2)6 NH COO]-X(1-3)
通常在制作彈性纖維的過程中，先合成壹種NCO預聚物12，再加入擴鏈劑合成彈性纖維的原料。下面，通過幾個簡單的化學反應方程式簡要介紹彈性纖維的合成步驟:
1的合成。NCO預聚物；
聚酯二醇或聚醚二醇與甲基二異氰酸酯反應得到產品。
N HO-r 1-OH+2n O = C = N-R2-N = C = O→
OCN-[R2-氨基-鈷-氧-r 1-氧-鈷-氨基-R2]n-NCO
NCO預聚物
2.鏈被延長並形成硬鏈:
OCN-[R2-氨-鈷-氧-r 1-氧-鈷-氨-R2]氮-
NCO +H2 ^^^ NH2 → ^^^ NH-CO-NH ^^^ ^^^
彈性纖維原料
在這個階段，尿素(脲)鏈有很強的氫鍵，這些氫鍵是彈性PU的硬鏈。當彈性纖維以200%的比率伸長時，硬連接和軟連接是交錯的。圖中，緊密結構是硬鏈接，松散結構是軟鏈接。
在整個反應過程中，軟段通常是由聚丁烯醚二醇和從四氫呋喃12 (THF)得到的二元酸按選定比例縮聚而成。但硬段由於二異氰酸酯的商業種類不多，仍局限於以MDI 2.6甲苯二異氰酸酯(TDI)和4.4’二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)為主要原料。表1列出了世界各大公司生產的彈性纖維的主要成分。
標簽
彈性纖維的誕生給人們的日常生活帶來了很多方便和舒適。由於彈性纖維的出現，原本需要剛性的服裝可以被彈性纖維代替，彈性纖維可以始終保持剛性而不失舒適性，如大衣、防皺服等。對彈性要求高的傳統材料，如文胸、襪子等，通過更新的分子結構設計，可以達到更高的使用壽命。彈性纖維在國內的應用已逐漸普遍，但目前仍以進口彈性纖維為主。從消費量來看，整個臺灣省市場的容量約為6000噸。因此，在經濟部科技項目的資金支持下，該研究所完成了熔紡彈性纖維原料的開發。希望通過這個計劃的完成，國內行業在這個新的市場上發力，期待在這個低迷的環境下，為企業註入另壹股活水。
表1。彈性纖維的化學成分
產品名稱
制造商
使用原材料
阿西蘭
韓國泰光
聚醚酯/MDI/二胺
多拉斯坦
拜耳法瑟/德國拜耳公司/美國
聚醚酯/MDI/二胺
electrical stimulation-produced analgesia 電刺激止痛法
日本東洋紡公司
聚醚酯/MDI/二胺
富士寶氨綸
富士紡織公司/日本
聚醚酯/MDI/二胺
全球跨度
環球制造公司/日本
聚醚酯/MDI/二胺
萊卡
杜邦內穆爾公司/美國
聚醚酯/MDI/二胺
Lineltex
fillatice/意大利
聚己內酯/MDI/二胺
羅伊卡
朝日Kasei/日本
聚醚酯/MDI/二胺
參考數據
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