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功能纤维 | 什么是PET 、PBT、PTT纤维?做纺织的你分得清么?

 发布时间:2021-12-30 00:00  来源:纺织干货

合成纤维不同于天然纤维,根据分子组成的不同具有独特的性能,如高强、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等,目前其在纺织领域的应用正逐渐超过天然纤维。聚酯纤维作为合成纤维中的一大类,自1941年研制成功后得到了各界的青睐而迅速发展,近年来其市场占比逐渐超过聚酰胺纤维,成为合成纤维的第一大品种。PET、PBT和PTT纤维虽同属于聚酯纤维,但性能却有差别,因此这三种纤维的应用领域也不完全相同。


01

PET纤维



PET纤维又名聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维,在我国常称为涤纶。目前PET纤维主要采用对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)的直接酯化法或对苯二甲酸二甲酯 (DMT)与乙二醇(EG)的酯交换法来制得。


PET纤维的纵截面与PTT纤维相近,在显微镜下呈现的横截面为圆形,纵向粗细比较均匀,毛羽少,表面光滑。PET纤维的分子式为 [-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n,单基是由一个苯环、两个酯基和两个亚甲基构成。由于PET分子中存在苯环,因此在经过传统的熔体纺丝后需要进行拉伸,从而使其快速结晶,这样可使得制成的纤维取向度和结晶度较高,由此生产的PET纤维,具有强度高、弹性好、热定型性能优良、耐热性好、耐酸碱等性能。


涤纶由于加工简单且价格便宜而大量应用于服装、装饰和工业领域。在服装领域PET制造的织物易洗快干,具有“洗可穿”的称号,并且其分子中的酯键有较强的抗氧化能力,不易被洗涤剂和肥皂等产品破坏,同时PET纤维不易被微生物侵蚀,因此织物有较好的耐穿性。涤纶织物经热定型后尺寸形态稳定、挺括性好、不易缩水,可用于制作衬衫、男士西装裤、外衣和夹克等。涤纶的缺点主要是由于分子排列紧密且缺少亲水基,因此染色性、吸湿性、抗静电性差,产品易燃烧等。


随着科学技术的发展以及人们对高品质服饰的追求, PET纤维的多功能应用是现阶段的一个研究方向。李芳为改善涤纶纤维吸湿性差和易产生静电的缺点,采用纳米TiO2对涤纶纤维的表面进行改性,在改善涤纶自身缺陷的同时由于TiO2的加入赋予其抗菌、抗紫外线、光催化自清洁等特性;石铮采用金属离子和有机酸等化学改性方法研制出抗菌性PET纤维;孙鹏霄研究了PET纤维应用于医用人工韧带材料的表面改性及编织方法。


02

PBT纤维



聚对苯二甲酸丁二醇酯简称(PBT),是由对苯二甲酸二甲酯(DMT )或对苯二甲酸(TPA)与丁二醇酯化后缩聚而成。由于PBT纤维的制作原料丰富且制作过程与涤纶相近,因此近年来得到了大规模的生产。PBT的分子式为[(CH2)4OOCC6H4COO]n,比PET分子多了2个亚甲基链,且PBT较大的亚甲基分子的主链结构呈螺旋状,对锦纶分子结构相似,而次甲基链段长于PET,因此PBT纤维的柔软性、耐磨性和弹性与锦纶相近,同时其化学性能与PET纤维相近。由于PBT纤维的分子可以自由运动,这使得PBT纤维具有优良的拉伸压缩弹性与抗折皱性。与PET的染色性差相比,PBT的玻璃化温度仅为22℃,可以在无载体的情况下用分散染料进行常压下沸染,但PBT由于存在a型和B型结晶变形,因此在高温下尺寸稳定性较差。


由于PBT纤维优良的回弹性、防霉防蛀、良好的卷曲弹性、抗静电性以及染色性,PBT纤维在弹性衣物如泳衣、运动服、滑雪服、连体裤、舞蹈紧身衣等方面有大量应用。氨纶价格较贵且耐光性较差容易产生黄变,而PBT纤维的弹性仅次于氨纶而优于锦纶,在某些织物中完全可以取代氨纶,例如在弹力牛仔裤中,通常使用氨纶作为弹力纱,但是氨纶的强力低,长时间穿着与摩擦后容易断裂,采用PBT纤维代替氨纶作为弹力纱则可以有效地改善这种情况。PBT纤维由于具有类似羊毛的手感,在毛纺行业可以与棉、麻等交织作为秋冬季衣物,同时也是理想的仿羽绒和填充材料。


PBT纤维除了单独作为纺织材料使用外,其改性应用在近年来也得到了多方面的研究和发展。例如PBT/PET复合纺丝纤维不仅可纺性好,同时织物手感柔软、高蓬松、易染色,既可作仿毛纤维还可以取代氨纶;现阶段PBT嵌段共聚纤维的弹性可达到氨纶的80%,而其他性能均优于氨纶,同时这种纤维的外观酷似真丝,可与真丝交织成特种风格的织物。


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 PTT纤维



PTT纤维(聚对苯二甲酸丙二脂)是由Shell公司于20世纪90年代中期开发的一种聚酯类新型纤维。PTT可由1,3-丙二醇(PDO)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)进行酯交换后熔融缩聚而成,或由PDO 和对苯二甲酸(PTA)经熔融缩聚而成。PTT纤维表面光洁圆滑,是一种半结晶状热塑性聚酯。它与PBT纤维、PET纤维不同的是在PTT纤维化学结构中,有一种能量最低的反式-旁式-旁式-反式构象并由此呈现出一种明显的“Z”字形构象,同时在分子链结上PET和PBT上有两个亚甲基,而PTT分子链链接上有三个亚甲基单元,因此在分子链之间会产生“奇碳效应”,这种分子结构使得 PTT 纤维具有如同线圈式弹簧一样的变形能力且回弹性优于 PET 和 PBT。作为一种新型合成纤维,聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维由于本身优异的尺寸稳定性、抗污性、抗皱性、耐磨性和易染色性,再加上特有的分子链结构所带来的高回弹性,被称为“21 世纪新型聚酯纤维”。


PTT纤维作为新型材料,具有PET纤维和PBT纤维优点的同时也克服了它们的某些缺点。


目前市面上的泳装多采用锦纶面料,而锦纶的耐光性与耐氯性低使得锦纶泳衣的应用受到限制。对锦纶和PET的弹性进行对比发现,PTT面料的弹性优于PET和锦纶,可满足泳装弹性、尺码规格适应性和压力舒适性等方面需求,同时PTT面料易染色、色牢度高、抗氯性好、抗紫外线的特点使得PTT纤维成为理想的泳装材料。而PTT/羊毛混纺织物,不仅可以解决毛产量问题,同时织物的手感丰厚,悬垂性能优良,具有锦纶和氨纶的多重性能。鉴于PTT织物造型的易塑性和褶皱的易回复性,PTT纤维作为形状记忆织物的应用也在不断发展中。PTT纤维非织造布可用于地毯背衬、人造革、防护材料和医疗方面,同时因其手感柔软、悬垂性好,在妇女卫生巾和一次性尿布等方面潜力巨大。


PBT、PET和PTT纤维在纺织领域有着广阔的前景,随着科技的发展以及人们对服装舒适性与多功能性要求的提高,开发多功能、复合化的新型纤维是今后的努力方向。作为合成纤维,纤维的高效、低碳及环保生产是工艺改进的关键,而织物的回收再利用也有潜在的市场价值。


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