[科普中國]-氨綸

氨綸是聚氨基甲酸酯纖維的簡(jiǎn)稱，是一種彈性纖維。氨綸一般由多根長絲組成，一般為10D/根，現(xiàn)時(shí)已有15D/根，甚至20D/根，理論根數(shù)愈少，條干均勻度愈好，因重疊形態(tài)之機(jī)會(huì)率愈少，干法紡絲之生產(chǎn)溶液DMAC對(duì)人體之肝臟有害，一般10D/根內(nèi)含控制0.5mg/kg，如15D/根則含0.7mg/kg，超過標(biāo)準(zhǔn)。生產(chǎn)Spandex時(shí)，對(duì)于打卷張力，筒上支數(shù)，斷裂強(qiáng)度，斷裂伸度，成形度，油附著量，彈性回復(fù)率等等，都要特別注意，此等問題直接影響編織，尤以針織生產(chǎn)單面布更加要留意。

基本特性Spandex譯名"斯潘德克斯"，是一種彈性纖維，學(xué)名聚氨酯纖維（Polyurethane），簡(jiǎn)寫（PU）。中國大陸稱為"氨綸"，它具有高度彈性，能夠拉長6～7倍，但隨張力的消失能迅速恢復(fù)到初始狀態(tài)，其分子結(jié)構(gòu)為一個(gè)像鏈狀的、柔軟及可伸長性的聚氨基甲酸酯，通過與硬鏈段連接在一起而增強(qiáng)其特性。彈性纖維分為兩類：一類為聚酯鏈類；一為聚醚鏈類。聚酯類彈性纖維抗氧化、抗油性較強(qiáng)；聚醚類彈性纖維防霉性，抗洗滌劑較好。1

優(yōu)點(diǎn)氨綸彈性優(yōu)異。而強(qiáng)度比乳膠絲高2～3倍，線密度也更細(xì)，并且更耐化學(xué)降解。氨綸的耐酸堿性、耐汗、耐海水性、耐干洗性、耐磨性均較好。

合成纖維化學(xué)纖維是指那些以天然或者合成的高聚合物為原料，經(jīng)過化學(xué)方法加工制造出來的纖維，它可以分為人造纖維和合成纖維兩大類。人造纖維有兩種，即人造纖維素纖維（如粘膠纖維，富強(qiáng)纖維等）和人造蛋白質(zhì)纖維（如大豆纖維，花生纖維等），而合成纖維的陣營比較龐大，有聚酯纖維（即滌綸），聚酰胺纖維（錦綸6，錦綸66等），聚丙烯腈纖維（腈綸），聚乙烯醇縮甲醛纖維（維綸），聚丙烯纖維（丙綸），聚氯乙烯纖維（氯綸），聚氨基甲酸酯纖維（氨綸）。組成物質(zhì)含有85%以上組分的聚氨基甲酸酯，商品名稱有萊卡（Lycra、美國、英國、荷蘭、加拿大、巴西）、尼奧綸（Neolon、日本）、多拉斯坦（Dorlastan、德國）等。首先由德國Bayer公司于1937年研究成功，美國杜邦公司于1959年開始工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)已將其氨綸產(chǎn)業(yè)賣給美國科氏工業(yè)集團(tuán)，總產(chǎn)能約為10萬噸左右?，F(xiàn)全球氨綸總產(chǎn)能約60萬噸，而韓國曉星公司的氨綸產(chǎn)能接近12萬噸，成為全球第一。中國第一家氨綸企業(yè)是煙臺(tái)氨綸廠，1989年開始生產(chǎn)。中國大陸現(xiàn)有生產(chǎn)能力35萬噸左右，為全球最大氨綸生產(chǎn)國。

氨綸共有兩個(gè)品種，一種是由芳香雙異氰酸酯和含有羥基的聚酯鏈段的鑲嵌共聚物（簡(jiǎn)稱聚酯型氨綸），另一種是由芳香雙異氰酸酯與含有羥基的聚醚鏈段鑲嵌共聚物（簡(jiǎn)稱聚醚型氨綸）。氨綸纖維與彈力聚烯烴纖維和彈力復(fù)合纖維統(tǒng)稱彈力纖維。1

物理特性具有高斷裂伸長（400%以上） 、低模量和高彈性回復(fù)率的合成纖維。多嵌段聚氨酯纖維的中國商品名稱。又稱彈性纖維。氨綸具有高延伸性(500%～700%)、低彈性模量(200%伸長，0.04～0.12克/旦）和高彈性回復(fù)率（ 200%伸長 ，95%～99%）。除強(qiáng)度較大外，其他物理機(jī)械性能與天然乳膠絲十分相似。它比乳膠絲更耐化學(xué)降解，具有中等的熱穩(wěn)定性，軟化溫度約在200℃以上。用于合成纖維和天然纖維的大多數(shù)染料和整理劑，也適用于氨綸的染色和整理。氨綸耐汗、耐海水并耐各種干洗劑和大多數(shù)防曬油。長期暴露在日光下或在氯漂白劑中也會(huì)退色，但退色程度隨氨綸的類型而不同，差異很大。

氨綸纖維所以具有如此高的彈力是因?yàn)樗母叻肿渔準(zhǔn)怯傻腿埸c(diǎn)、無定型的"軟"鏈段為母體和嵌在其中的高熔點(diǎn)、結(jié)晶的"硬"鏈段所組成。柔性鏈段分子鏈間以一定的交聯(lián)形成一定的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由于分子鏈間相互作用力小，可以自由伸縮，造成大的伸長性能。剛性鏈段分子鏈結(jié)合力比較大，分子鏈不會(huì)無限制地伸長，造成高的回彈性。氡綸長絲的橫截面大部分為狗骨形（dog-bone-shaped）也有一些長絲表面光滑或呈鋸齒狀。斷裂強(qiáng)度在所有紡織纖維中是最低的，只有0.44～0.88CN/dtex（聚醚型的強(qiáng)度要高于聚酯型）。吸濕范圍較小，一般為0.3-1.2%（復(fù)絲吸濕率要比單絲稍高些）。耐熱性視品種不同而有較大差異，大多數(shù)纖維在90～150℃范圍內(nèi)短時(shí)間存放，纖維不會(huì)受到損傷，安全熨燙溫度為150℃以下，可以加溫干擾與濕洗。染色性能較優(yōu)，可染成各種頓色，染料對(duì)纖維親和力強(qiáng)，可適應(yīng)絕大多數(shù)品種的染料，并具有較好的耐化學(xué)性，耐大多數(shù)的酸堿、化學(xué)藥劑、有機(jī)溶劑、干洗劑和漂白劑，以及耐日曬和風(fēng)雪，但不耐氧化物，易使纖維變黃與強(qiáng)力降低。

氨綸一般不單獨(dú)使用，而是少量地?fù)饺肟椢镏?。這種纖維既具有橡膠性能又具有纖維的性能，多數(shù)用于以氨綸為芯紗的包芯紗，稱為彈力包芯紗，這種紗的主要特點(diǎn)，一是可獲得良好的手感與外觀，以天然纖維組成的外纖維吸濕性好；二是只用1-10%的氨綸長絲就可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的彈力紗；三是彈性百分率控制范圍從10%到20%，能根據(jù)產(chǎn)品的用途，選擇不同的彈性值。易于紡制25～2500旦不同粗細(xì)的絲，因此廣泛被用來制作彈性編織物，如襪口 、家具罩、滑雪衣、運(yùn)動(dòng)服、醫(yī)療織物、帶類、軍需裝備、宇航服的彈性部分等。隨著人們對(duì)織物提出新的要求，如重量輕、穿著舒適合身、質(zhì)地柔軟等，低纖度氨綸織物在合成纖維織物中所占的比例也越來越大。 也有用氨綸裸體絲和氨綸與其它纖維合并加捻而成的加捻絲，主要用于各種經(jīng)編、緯編織物，機(jī)織物和彈性布等。1

生產(chǎn)方法氨綸纖維克服了如應(yīng)力、應(yīng)變性能、支數(shù)范圍和橡膠紗之模朔性的質(zhì)量缺陷。

最先采用干法紡絲生產(chǎn)，時(shí)至今日，生產(chǎn)方法亦大致有四種：

干法紡絲DRY SPINNING，溶液在熱氣流下，因溶劑揮發(fā)而固化成絲的方法。

生產(chǎn)流程：溶液----紡絲泵----干燥箱，100℃熱風(fēng)吹過，使溶液揮發(fā)----紡絲----卷繞成型。

紡絲速度：由200～800M/分鐘。

紡絲溫度：為200～230℃。

纖維纖度：22.2～1244dtex。

特性：過程污染大，工藝復(fù)雜，成本高。2

熔融紡絲MELT-SPINNING，高聚物加熱到熔點(diǎn)以上成為熔體而成絲的方法。

生產(chǎn)流程：高聚物在無溶劑下聚合----造粒----在定溫下切片----清洗除雜----干燥----脫水----進(jìn)入螺桿壓機(jī)制成溶體----噴絲板擠出----通過冷箱冷卻----卷繞成型。

紡絲速度：由600～1600M/分鐘。

紡絲溫度：為160～220℃。

纖維纖度：9～1100dtex。

特性：流程短、成本低、污染小。2

濕法紡絲WET-SPINNING，原液在凝固浴中經(jīng)雙擴(kuò)散作用而固化成絲的方法。

生產(chǎn)流程：原液----紡絲泵----從噴絲板進(jìn)入溫水，90℃以下----再生槽凝固浴----脫去溶劑----絲條洗滌----干燥----卷繞成型。

紡絲速度：由50～150M/分鐘。

紡絲溫度：為90℃以下溫水。

纖維纖度：44～440dtex。

特性：此法生產(chǎn)過程污染大、紡速慢、成本高。2

化學(xué)反應(yīng)法高聚物制成溶液經(jīng)擴(kuò)鏈劑使其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而固化成絲的方法。

生產(chǎn)流程：溶液----經(jīng)噴絲板至凝固液----添加擴(kuò)鏈劑---卷繞成形----硬化---處理成網(wǎng)狀纖維。

紡絲速度：由50～150M/分鐘。

纖維纖度：44～80dtex。

特性：此法生產(chǎn)過程污染大、成本高。3

形態(tài)1）氨綸生產(chǎn)上亦有分不同亮光度形態(tài)，通常有：

透明，CLEAR- LUSTER：表面纖維較平滑，故反光成透明，摩擦率低，條干均勻度較差，上色亦較差，適宜與短纖類材料生產(chǎn)，經(jīng)織物采用多。

白根，DULL- LUSTER：即本白，表面纖維較凹凸不平，摩擦面大，上色效果好，適宜配長纖類生產(chǎn)，粗支根用，如胸圍品及輔料用多。

半透明，BRIGHT- LUSTER：內(nèi)加進(jìn)鈦白粉及防滑劑，對(duì)化學(xué)劑較強(qiáng)抵抗力，游泳衣用多，因有抗氯功能。

啞色，MATT- LUSTER：界乎本白與半透明之間，為啞白色，適宜針織采用。

2）氨綸各種用途不同，有各種產(chǎn)品形態(tài)，主要分為三種：裸紗、包芯紗、包覆或合捻紗。每種不同組合對(duì)應(yīng)不同用途。

裸紗bare yarn：為100%氨綸紗，裸紗一般不直接用于織物上，大多與對(duì)手材料共同生產(chǎn)，并需采用特殊裝置生產(chǎn)。針織品最常用，如泳衣、運(yùn)動(dòng)服等，一般以22-78Dtex為主。

包芯紗core spun yarn：以裸紗為芯，其它材料為外皮紡成的紗，簡(jiǎn)稱CSY。如以棉包芯一般用環(huán)綻紡紗機(jī)之細(xì)紗車上插入牽伸過的裸紗，包纏包芯紗之裸紗伸長度必需適當(dāng)調(diào)整，其伸縮率被抑制在2～3倍?，F(xiàn)今包芯紗分硬芯紗及軟芯紗，包芯紗之對(duì)手材料有棉、滌、腈等等。被廣泛使用在織物，針織品，繃帶、襪子、內(nèi)衣、牛仔服，一般以22-235Dtex為主。

一般包芯紗之支數(shù)及混用率（%）：

60s棉包22dtex = 棉92% 氨綸8%；

80s棉包22dtex = 棉90% 氨綸10%；

55s棉包33dtex = 棉91% 氨綸9%；

60s棉包33dtex = 棉90% 氨綸10%；

30s棉包44dtex = 棉92% 氨綸8%；

40s棉包44dtex = 棉90% 氨綸10%；

50s棉包44dtex = 棉87% 氨綸13%；

12s棉包78dtex = 棉96% 氨綸4%；

16s棉包78dtex = 棉95% 氨綸5%；

20s棉包78dtex = 棉93% 氨綸7%；

30s棉包78dtex = 棉90% 氨綸10%；

40s棉包78dtex = 棉87% 氨綸13%；

50s棉包78dtex = 棉84% 氨綸16%；

20s棉包122dtex = 棉93% 氨綸7%；

36s棉包122dtex = 棉91% 氨綸9%；

8s 棉包155dtex = 棉95% 氨綸5%；

20s棉包155dtex = 棉88% 氨綸12%；

36s棉包155dtex = 棉79% 氨綸21%；

40s棉包155dtex = 棉77% 氨綸23%。

包覆或合捻紗：尼龍、滌綸等長纖維、織造彈性織物時(shí)，大都用包覆紗合捻紗為裸紗跟與對(duì)手紗合捻而成，通常為了提高氨綸的被包覆程度同對(duì)手紗兩根或三根合捻亦可，把對(duì)手紗包一重的叫單包覆紗，包兩重的叫雙包覆紗，主要用44-620Dtex為主，用于內(nèi)衣，內(nèi)衣輔料。

一般包覆及合捻紗之支數(shù)混用率（%）：

56dtex尼龍包78dtex = 尼龍88% 氨綸12%；

78dtex尼龍包78dtex = 尼龍92% 氨綸8%；

78dtex尼龍包33dtex = 尼龍88% 氨綸12%；

78dtex尼龍包44dtex = 尼龍63% 氨綸14%；

78dtex尼龍包78dtex = 尼龍78% 氨綸22%；

83dtex尼龍包22dtex = 尼龍92% 氨綸8%；

83dtex尼龍包33dtex = 尼龍89% 氨綸11%；

83dtex尼龍包44dtex = 尼龍86% 氨綸14%；

83dtex尼龍包78dtex = 尼龍78% 氨綸22%。

特殊對(duì)物纖維混用率（%）

20s/2棉包44dtex = 棉98% 氨綸2%；

30s/2棉包44dtex = 棉97% 氨綸3%；

40s/2棉包44dtex = 棉96% 氨綸4%；

20s/2棉包78dtex = 棉96% 氨綸4%；

30s/2棉包78dtex = 棉95% 氨綸5%；

40s/2棉包78dtex = 棉93% 氨綸7%；

30s/2滌綸包44dtex = 滌綸97% 氨綸3%。3

相關(guān)系數(shù)（1）打卷張力（PACKAGE DRAFT %）：彈性纖維之上卷張力十分重要，其張力由內(nèi)至外要保持平均，如張力不平均，直接影響編織布面效果，最佳之上卷張力為8%-12%，而每個(gè)筒子之張力誤差不能超過3%。

（2）筒上支數(shù)（DTEX ON CHEESE）：筒上支數(shù)是受打卷張力所控制，例如：44dtex打卷張力為10%，即在筒上之實(shí)際支數(shù)為40dtex，即細(xì)了10%?，F(xiàn)今有些氨綸制造商認(rèn)為，當(dāng)每個(gè)牌子的氨綸每個(gè)重量都相同時(shí)，打卷張力大的氨綸無疑是長度較長，編織長度較多，織物亦能織較輕，此點(diǎn)必需留意自己產(chǎn)品之要求情況選用。

（3）斷裂強(qiáng)度（BreAKING TENACITY）：通常每種不同牌子或不同系列之氨綸，其強(qiáng)度表現(xiàn)均不同，測(cè)試方法可在條件化環(huán)境下，取50mm用強(qiáng)力機(jī)測(cè)試，測(cè)試100%（SS100），200%（SS200），300%（SS300），測(cè)試各五次，一般觀察200%（SS200）數(shù)據(jù)，及其它數(shù)據(jù)之穩(wěn)定性，強(qiáng)度愈大，織物之伸長力大，而編織時(shí)機(jī)速亦可快些。

（4） 斷裂伸度（BreAKING ELONGATION）：在測(cè)斷裂強(qiáng)度時(shí)，可測(cè)出斷裂之伸長度，一般伸度愈大，織物含量成份可少一些。

（5）成形度：以外觀測(cè)試，如成形不良，每個(gè)筒子外形有異，大小不一等，均為不合格。

（6）油附著量：氨綸含油量最好為5%（+/-2%），含油量多或時(shí)間愈長，外層油質(zhì)向內(nèi)層浸透，而在筒底積聚，影響編織張力及損耗大。一般油劑組份為硅油，含硬脂酸金屬離子。

（7）彈性回復(fù)率：一般纖維伸長100%或以上，叫彈性纖維，指在張力作用下長度增長，當(dāng)釋放后回復(fù)到初始長度，而原長與回復(fù)長度之差率，為彈性回復(fù)率，一般為95%或以上。

（8）比重：氨綸比重為1.10。

（9）公定回潮率：一般為1.3（ASTM）。

（10）軟化溫度：一般為190攝氏度/390華氏度。

（11）溶化溫度：一般為250攝氏度/437華氏度。3

貯存方法氨綸要保存在溫濕均恒的環(huán)境內(nèi)，溫度攝氏18-20度之間，溫度愈低，貯存期相對(duì)可較長，相對(duì)濕度為60%-70%，不宜放于日光曝曬之地方，不宜與二氧化硫，氮氧化物等化工產(chǎn)品一起存放，引致其分解。

貯存期限：20D（3個(gè)月），30D（4個(gè)月），40D-70D（6個(gè)月），100D-280D（9個(gè)月），粗于420D（12個(gè)月），Spandex愈粗，貯存期愈長。

Spandex在織布時(shí)，從恒溫倉庫到車間，至少提前16小時(shí)將紙箱打開，放在織布車間回潮，以減少織布時(shí)斷紗現(xiàn)象。3

測(cè)試方法沸水收縮測(cè)試（1）取四個(gè)氨綸樣品,去除表面層，然后分別取長10cm三個(gè)段落并且用色筆標(biāo)識(shí)距離。

（2）將樣品放入沸水中（100℃），10分鐘時(shí)間，然后取出在條件室溫下掛干，5分鐘以后量度其收縮后的長度。

（3）根據(jù)沸水前、沸水后的差異,計(jì)算其沸水收縮率，標(biāo)準(zhǔn)率為10-15%。

沸水收縮率（%）=（10cm-測(cè)試長度）/10×100%

結(jié)論：沸水收縮率超過10-15%，表明氨綸的穩(wěn)定性差。

氨綸彈力測(cè)試（1）取四個(gè)氨綸樣品，去除表面層，然后分別取長10cm三個(gè)段落，并且用色筆標(biāo)識(shí)距離。

（2）將樣品的頭尾接合，放在單紗強(qiáng)力機(jī)上測(cè)試，以50cm/分鐘速度拉伸。

（3）首先將樣品分別伸長100%、150%、200%、250%、300%拉伸3次，然后第4次才計(jì)算其拉伸應(yīng)力（cn）及彈性回復(fù)率。彈性回復(fù)率%=（10cm-測(cè)試長度）/10 X 100%。

結(jié)論：不同的產(chǎn)品對(duì)氨綸的彈性要求不同，某些產(chǎn)品對(duì)氨綸要求低伸長、高彈力或高伸長、低彈力或低伸長、低彈力或高伸長、高彈力，因此不同的布種要選擇不同適合的氨綸。標(biāo)準(zhǔn)率與其它牌子以300%之?dāng)?shù)據(jù)比較，確保企業(yè)用之氨綸質(zhì)量一致。34

應(yīng)用氨綸可用于為滿足舒適性要求需要可以拉伸的服裝。如：專業(yè)運(yùn)動(dòng)服、健身服及鍛煉用服裝、潛水衣、游泳衣、比賽用泳衣、籃球服、胸罩和吊帶、滑雪褲、迪斯科、牛仔褲、休閑褲、襪子類、護(hù)腿、尿布、緊身褲、帶子、內(nèi)衣、連體衣、氨綸貼身衣、男性芭蕾舞演員用的綁帶、外科手術(shù)用防護(hù)衣、后勤部隊(duì)用防護(hù)衣、騎單車用短袖、摔跤背心、劃船用套裝、內(nèi)衣、表演服裝、定性服裝等。如：乳罩、家飾、微珠枕頭。

氨綸用在一般衣服上的比率較小。在北美，用在男性衣服上很少，用在女性衣服上較多。因?yàn)榕缘囊路家蟊容^貼身。在使用時(shí)都會(huì)大量加入其他纖維如棉、聚酯混紡，以將光澤降低到最小程度。2

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

王強(qiáng) - 副教授 - 西南大學(xué)