氨纶(Spandex)是聚氨酯弹性纤维的简称,最初由德国拜耳(Bayer)公司于1937年试制成功,1958年美国杜邦(DuPont)公司实现了其工业化生产。短短几十年间,氨纶已成长为最重要的纺织纤维之一,在日常服用织物中随处可见,商品名称众多,有莱卡Lycra(美国、英国、荷兰、加拿大、巴西)、尼奥纶Neolon(日本)、多拉斯坦Dorlastan(德国)等,其中莱卡标识已成高档氨纶的代名词。中国已成为全球最大的氨纶生产和消费国。2019年底,国内氨纶总产能约86万吨,约占全球产能的70%;主要生产企业约20家,主要集中在浙江、广东、江苏、山东等地。
氨纶纤维最显著的特点是其卓越的弹性,能被拉伸到原长的5~8倍后又能收缩回原先的长度,堪称纤维界的“弹力超人”,如图1-51所示。然而,为什么氨纶纤维具有如此惊人的弹性呢?
图1-51 弹性极佳的氨纶织物
这是由氨纶纤维独特的分子结构所决定的。氨纶是由二元醇与二异氰酸酯经嵌段共聚,再经纺丝而成的纤维。其结构中的二元醇可分为聚醚二醇和聚酯二醇,因此,可将氨纶纤维分为聚醚类和聚酯两类。这类聚酯(分子量:1000~5000)或聚醚(分子量:1500~3500)链段相对分子质量较低、不具结晶性、相对滑移的能力较强,因此,作为纤维中的“软链段”存在,为极强的形变能力提供了结构基础。然而,仅仅有“软链段”的存在还不足以实现纤维的高效回弹。氨纶纤维的结构中还存在一些“硬链段”,如芳香族二异氰酸酯链段等,其结晶性较好、可形成横向交联、刚性较大,基本不产生变形,从而防止分子间滑移,赋予了纤维足够的回弹能力。
氨纶纤维的横截面呈圆形、土豆形、狗骨形等,也有一些纤维表面光滑或呈锯齿状。干、湿态断裂比强度是橡胶丝的2~4倍。吸湿范围较小,一般为0.3%~1.2%。耐热性视品种不同而有较大差异,大多数纤维可承受90-150℃的短时间热处理,纤维不会受到损伤,安全熨烫温度为150℃以下。化学稳定性较好,较为耐酸、耐有机溶剂,但不耐氧化物,易使纤维变黄与强力降低,耐气候性亦较差。染色性能较好,适应于多种染料,如分散染料、酸性染料、中性染料、酸性媒染染料等。
氨纶一般不用于单独织布,而是与其他纤维进行混用,改善面料的弹性,增加服装穿着舒适性与保形性。氨纶面料可分为如下几个种类。
高弹运动型氨纶面料具有优异的弹力,面料可拉伸至原长的5~8倍。例如,由锦纶(尼龙)/氨纶包覆或合捻纱制成的高弹面料,结合了两种纤维的独特性质,不但具有锦纶不变形、漓水快、易洗涤,易干的特点,也具有氨纶穿着贴身舒适的优势,常用于制作泳衣(图1-52)、专业运动服(图1-53)等。
图1-52 泳衣
图1-53 专业运动服
舒适贴身型氨纶面料具有较好的弹性,一般氨纶的添加比例大约在3%~10%之间,通常应用于对肢体活动范围及舒适度有一定要求的服饰制作,如内衣(图1-54)等。
图1-54 氨纶混纺内衣
高档服用型氨纶面料的弹性较低,氨纶的添加比例一般在5%以内,可改善面料的穿着舒适性,但不改变原材料的风格特点,一般用于制作较为日常的服饰,如高档牛仔裤(图1-55)等。
图1-55 氨纶混纺牛仔裤
氨纶作为弹性最好的合成纤维已在国内快速发展。氨纶因弹性好、抗撕裂强度高、手感平滑等优点,成为生产各类衣物服饰不可或缺的一味“佐料”,可谓“无弹不成布”。