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p 1 1 y p e t 双组分长丝在针织伞成型服装i ：的应用与研究 p t t p e t 双组分长丝在针织全成型服装上的应用开发与研究 摘要 p t t 是近几年开发的一种新型聚酯，它兼有尼龙的弹性及回弹性 和涤纶的化学稳定性；好的常压染色性；同时具备对紫外线、臭氧及 氧化氮等较好的着色性；吸水性低，易干；手感柔软；好的防污性能 等，在纺织应用上具有极大的发展空间。特别是环保型的p d o 单体 生产工艺被研究出来后，让p t t 纤维更符合二十一世纪对绿色环保 的发展要求。 p t t p e t 双组分纤维是在p t t 发展的基础上经过特殊的纺丝工 艺研制生产的。论文实验中应用的双组分长丝是p t t 、p e t 按5 0 5 0 的并列复合纺丝。由于同一截面上并存两种纤维成分，并且其各自的 热收缩性不同，就使纤维潜伏一种自卷曲能力，在进行热处理或后整 理时便呈现出来。这种自身的特殊结构，使p t t p e t 双组分长丝不 仅拥有p t t 的优良性能，还具有更加优良的弹性性能，可以与弹性纤 维媲美，同时省去了目前弹性织物常采用的氨纶包芯纱、包缠纱所需 要的包纱处理工艺，而且染色性能优于氨纶。 针织全成型服装是目前流行的热点，它的应用主要包括内衣、健 身操服和部分的泳装等。目前市面上所能看到的内衣、健身操服原料 多为天然纤维，锦纶及一些新型纤维，需要借助氨纶的加入来提高织 物的弹性。 东华大学硕十论文p t l y p e t 双组分长丝在针织伞成型服装上的应用与研究 本课题主要利用p 1 御e t 双组分、锦纶氨纶包芯纱、p t t 、锦 纶等长丝为原料，在圣东尼s m 8 系列的t o p 2 上采用添纱组织编织5 种不同的织物，并对其进行了相应的染色和后整理。 性能实验主要包括两大部分：一是对几种长丝性能的测试，主要 包括拉伸断裂、定伸长回复及沸水收缩率等，分析原料间性能的差别， 同时为织物性能的比较提供依据；二是对五种织物进行各方面的服用 性能测试，包括热湿舒适性测试、尺寸稳定性测试、色牢度测试以及 织物风格方面的测试等。通过比较发现，以p t t 为面纱、双组分为 地纱编织的织物在透气、透湿、保暖、弹性、尺寸稳定性、色牢度等 很多方面都优于锦纶和锦纶包纱所织成的织物。 但是，课题中应用的双组分长丝也存在一些不足之处，由于在 p t t 的基础上添加了p e t 及纺丝上的原因，使得经过染整处理后的 织物手感方面等性能变差，为此采用了不同的柔软剂进行整理，以期 能改善双组分的不足，并获得了一定的效果。 最后，借用模糊决策和模糊聚类分析这些数学方法，对织物总的 服用性能进行了综合评价，得出了含有p t t 、双组分的织物要优于锦 纶织物这一结论，很好的支持了开题前的设想。 本课题是以实践应用为基础展开的，希望对以后的研究和实际生 产有一定借鉴作用。 关键词：针织物，p t t ，双组分纤维，全成型针织机 东华大学硕上论文 p t t p e t 双组分长丝在针织全成型服装上的应用与研究 t h ed e v e l o p m e n ta n dr e s e a r c ho fp t t p e t b i c o n 伊o n e n tf i b e ri ns e a m l e ssg a r n 三n t a b s t r a c t a san e wv a r i e t yo fp o l y e s t e r , p t t ( p o l y l ：r i m e t h y l e n et e r e p h t h a l a t e ) h a st h ea b i l i t yo fp a sg o o de x t e n s i b i l i t y , p e t ss t a b i l i t ya n do t h e ru n i q u e p r o p e r t i e s p t tc a n b ed y e di nn o r m a lp r e s s u r e ，a n di ti se a s yt ok e e pt h e c o l o re v e ni fi nt h ec o n d i t i o no fu l t r a v i o l e t ，z o n ea n dn i t r o g e no x i d e i t f e e ls u p p l ea n di th a sa g o o da n t i f o u l i n gp e r f o r m a n c e t h ep t t f a b r i cc a n d r ye a s i l yb e c a u s eo ft h el o wb i b u l o u sa b i l i t y n o wp d om o n o m e rc a n b em a d eb yn a t u r em a t e r i a lw h i c hs a t i s f i e dt h ed e v e l o p m e n tr e q u e s to f g r e e ne n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o ni n21 吼c e n t u r y a l li na l l ，p t tw i l lh a v e w i d e a p p l i c a t i o n so n t e x t i l e s t h ep t t p e tb i - c o m p o n e n tw a ss p u nb ys p e c i a ls p i n n i n gc r a f ti n w h i c hp e ta n dp t ta r ep a r a t a c t i ci nt h ep r o p o r t i o no f5 0 ：5 0 d i f f e r e n t p o l y e s t e rh a sd i f f e r e n tt h e r m a lc o n t r a c t i b i l i t y , w h i c hm a d es e l f - c u r li nt h e s a m es e c t i o na f t e rb e i n gh e a t e d ( h o tw a t e ro ra i r ) d u et ot h i sk i n d s t r u c t u r e ，b i c o m p o n e n tf i l a m e n th a sb e a e re l a s t i c i t yb e s i d e st h eg o o d 3 东华大学硕士论文 p 1 r ，p e t 双组分长丝在针织全成型服装上的应用与研究 p r o p e r t i e so fp t t c o m p a r e dt os p a n d e xc o r e s p u ny a m o rf a s c i n a t e d y a r n ，p t t p e tb i c o m p o n e n tf i l a m e n ts a v e st h ep r o c e d u r ea n dh a v et h e b e t t e rd y e i n gp e r f o r m a n c e k n i t t i n gs e a m l e s s w e a ri sp o p u l a rw i t hp e o p l ei nr e c e n ty e a r s ， i n c l u d i n gu n d e r w e a r , t h ec o s t u m ef o rb o d ym e c h a n i c so rs w i m m i n g ，e t c t h em a t e r i a l so ft h e s ef a b r i cu s u a l l ya d o p tn a t u r ef i b e rl i k ec o t t o n ，p a a n ds o m eo t h e rn e wf i b e r ( 1 i k ec o o l m a x ，t e n c e l ) ，a l s ow i t hs p a n d e xf o r h i 曲e l a s t i c i t y i nt h i sp a p e r , w eg o tf i v ed i f f e r e n tf a b r i c so fp l a t e ds t i t c hb yk n i t t i n g o ns m 8t o p 2o fs a n t o n iw i t hp t t p e tb i c o m p o n e n t ，p t t , p aa n d c o m s p u ny a r n a n dt h e nt h ef a b r i c sa r ew a s h e d ，d y 7 e da n ds o f tf i n i s h e d t h e r ea r et w om a i np a r t si nt h ee x p e r i m e n t o n ei st h et e s t i n go f f i l a m e n t ，i n c l u d i n gb r e a k i n gs t r e n g t h ，b r e a k i n ge l o n g m i o n ，e l a s t i c i t ya n d t h eb o i l e ds h r i n k a g er a t e b yt h e s ew ec a nf i n dt h ed i f f e r e n c ea m o n g t h e s em a t e r i a l sa n ds u p p l yb a s i sf o rt h ep e r f o r m a n c eo ff a b r i c s t h eo t h e r i st h et e s t i n go ff a b r i c s ，i n c l u d i n gt h e r m o h y d r oc o m f o r t ，a p p e a r a n c e r e t e n t i o n ，c o l o rf a s t n e s sa n ds oo n t h er e s u l t ss h o wt h a tt h ef a b r i cw i t h p t ta n d b i c o m p o n e n t i sb e t t e rt h a nt h ef a b r i cw i t hp ao na i r p e r m e a b i l i t y , w a t e rv a p o u rt r a n s m i s s i o n ，h e a ti n s u l a t i n ga b i l i t y , e l a s t i c i t y , s t a b i l i t y , c o l o rf a s t n e s s ，e t c t h ef a b r i co fb i - c o m p o n e n ta l s oh a ss o m ed i s a d v a n t a g e s ，s u c ha st h e b o a r d yf e e l t h er e a s o ni sc o n c e m e dw i t hb o t ht h ep e tc o m p o n e n ta n d 4 东华大学硕士论文p 1 r r p e t 双组分长丝在针织全成型服装1 ：的应用与研究 t h es p i n n i n gs p e c w ei m p r o v es o m ep r o p e r t i e so ft h ef a b r i c sb yu s i n g d i f f e r e n tk i n d so fs o f t e n e r i nt h ee n d ，t h ep r o p e r t i e so ft h e s ef i v ef a b r i c sw e r ee s t i m a t e db yt h e m e t h o d so ff u z z yd e c i s i o nm a k i n ga n df u z z yc l u s t e r i n g a n dt h er e s u l t i st h a tu n d e rt h el o w e re x t e n s i o n r e q u e s tt h ef a b r i c w i t hp t ta n d b i - c o m p o n e n ti sp e r f e c ti nt h ea p p l i c a t i o nf i e l do f s e a m l e s sw e a r t h i sp a p e rb a s e do np r a c t i c e ，a n dh a ss o m em e a n i n gf o rp r o d u c t i o n a n df u r t h e rr e s e a r c h s o n gy a n f e i ( t e x t i l ee n g i n e e r i n g ) s u p e r v i s e r db ya s s o c i a t ep r o f z h a o l i k e yw o r d s ：k n i t g o o d s ，p t t , b i c o m p o n e n t f i b e r , e l e c t r o n i c s e a m l e s s w e a r k n i t t i n gm a c h i n e 5 东华大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位 论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对 所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：炮滩 日期：纠诏年，2 月2 口日 东华大学学位论文版权使用授权书 学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同 意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 保密口，在年解密后适用本版权书。 不保密口。 学位论文作者签名：宋：恕菲 日期：) 占年12 - 月2 0e t 指导教师签名：乏逸【卅 日期：1 年f 月r 扣 东华大学硕士论文第一章绪论 第一章绪论 p t t 纤维是近年来国内外研究的一种热门纺织材料，它具有天然的弹性、尺 寸稳定性、染色性和抗污性，可以用于服装、地毯、非织造布等多种领域。目前， 在对p t t 原料研究的基础上，采用并列复合纺丝方法又开发出一种具有特殊弹 性的双组分纤维材料。基于对p t t 的已有研究和双组分纤维的自身特点，可以 来探讨它们在针织全成型这一较新领域中的应用。 1 1p t t 纤维简介 1 1 1p t t 纤维的发展历史 聚对苯二甲酸丙二醇酯( p o l y t r i m e t h y l e n et e r e p h t h a l a t e ，简称p 1 v r ) ，它是 由对苯二甲酸( p t a ) 或对苯二甲酸二甲酯( d m t ) 和1 ，3 一丙二醇( p d o ) 经缩聚反应而制得，在化学结构上可以看成是聚对苯二甲酸乙二酯( p e t ) 和聚 对苯二甲酸l ，4 一丁二醇酯( p b t ) 的同系物【1 1 。 1 9 4 1 年，英国曼彻斯特卡利科印染者协会( c a l i c op f i n t e r s a s s ) 的科学家文 斐德( w h i 皿e l d ) 和迪克逊( d i c k s o n ) 在进行芳香族p e t 聚酯及其纤维研究中， 成功地合成了p t t ，并申请了专利2 1 。但因其原料之一1 ，3 一丙二醇单体( p d o ) 制备难，成本高，p t t 生产和应用受到了限制，长期以来未能实现工业化生产。 到了九十年代初，德国d e g u s s a 公司成功开发了p d o ，并将其工业化【3 1 。 d e g u s s a 公司又与z i m m e r 公司合作，成功开发出p 1 v r 聚合物，并建成年产5 万 吨的p d o 生产装置，所产p d o 全部用于合成p t t 聚合物。 1 9 9 5 年，美国s h e l l 公司经过不断研究，对p d o 生产工艺进行了技术性改进， 制得了较为廉价的p d o 产品【4 】，并在g r e e v i l l s c 召开的会议上，展示了用p t t 纤 维制造的地毯及其它纺织物，并将它的商品名定为“c o n e m 。 紧随其后，杜邦公司推出了“s o r o n a ，另外其他公司也推出相应商品名的 p 1 v r 产品。近期，d u p o n d 和g e n e n c o r 公司用生物工程法开发成功p t r 的原料 p d o ，由此p t t 又向“绿色化学 迈进了一步，并且成为2 1 世纪重点发展的 新型纤维原料之一。 东华人学硕士论文第一章绪论 1 1 2p t t 的结构形态 1 1 2 1 分子链结构 p t t 的结构式如图1 1 ： oo - e 。一昙廿县。佣m c i t 2 士h 图1 1p 1 v r 结构图【5 1 p t t 具有像弹簧一样的分子结构，图1 2 显示的是p e t 、p t t 、p b t 的大分子 构象，在结晶单元中p e t 、p b t 的分子形式成直棒状，分子链也几乎完全展开。 研究表明，p e t 的结晶单元在c 轴上的长度是分子链完全展开时的9 8 ，p b t 为 8 8 9 6 ，而p t t 的结晶单元在c 轴上的长度则是分子链完全展开时的7 5 。 由于这种结构，p t t 的形变就像弹簧那样能够发生键角的改变和键的旋转【6 l 。 图1 - 2 几种聚酯在结晶状态下大分子链的形态结构l p t t 结构上引入1 ，3 一丙二醇，比传统p e t 纤维多一个亚甲基( 一c h 2 一) ， 且它的分子链以螺旋型构象出现。这种结构的最大特性是具有良好的拉伸性，当 受到外力拉伸或压缩时，只要除去外力，就会迅速恢复它的形变，而不会像p e t 纤维那样，一旦发生拉伸就容易使分子链展开伸直，一般p t t 纤维拉伸回复率可 达9 7 以上。亚甲基结构还使p t t 纤维的表面张力变d , t 引，因而p t t 具有较好的 抗污性能。p t t 与p e t 纤维模量差异较大，p t t 纤维手感非常柔软，接近p a 纤维， 达至i j p e t 纤维碱减量处理后的柔软度。 1 1 - 2 - 2 晶体结构 p t t 与p e t 具有相同的晶系和空间群，但两者在晶体结构上仍存在较为明 显的差异。虽然p t t 中的亚甲基呈螺旋排列方式，类似于p b t 分子链，但不能 东华大学硕士论文第一章绪论 像p b t 一样发生晶型转变，p t t 分子链与p e t 的刚性分子链更相似，但其晶格 堆积比p e t 的要疏松得多，因此p t t 的染色性更好一些i g l 。 1 1 2 3 纤维表而形态结构 p t t 纤维的表面形态结构基本与p e t 纤维相似。光滑条状，对光反射、折 射较强，造成纤维光泽较强；表面有空隙，有一定的保湿透气与保暖性，可制成 各种不同形状的异形纤维，如三叶形、三角形等，还能增加纤维间的抱合力、改 善光亮度9 1 。 1 1 3p t t 纤维与其它纤维的性能比较 根据前面的结构分析不难得出，与其它纤维比较，p t t 具有许多相对优越的 物理化学性能，如表1 1 所示【1 们。 表1 1p t l 与常用纤维的性能比较 ；广笔 p a 6p e tp b tp t t 聚酯型聚醚型 性能、氨纶氨纶 融化温度 2 2 32 6 02 2 l2 2 82 7 0 2 9 02 3 0 2 9 0 玻璃化转变温度1 2 4 06 9 8 12 0 - 4 04 5 6 52 5 4 57 0 至5 0 密度g * c m 。3 1 1 41 3 81 3 51 3 31 2 01 2 1 初始模量c n * d t e x 2 19 1 52 42 5 80 4 50 1 1 弹性伸长率慌 2 7 3 22 0 2 7 2 4 2 9 2 8 3 36 0 0 8 0 0 4 8 0 6 8 0 弹性同复率 2 l41 0 62 29 8 9 5 结晶速度m i n - 1 1 2l1 52 1 5 光稳定性 + + + + + + + + 尺寸稳定性 + + + + + + + + + + 抗污性 + + + + + + + 可染性( 无载体) + + + + + + 蓬松性 + + + 抗折皱性 + + + + + 抗静电 + + + 吸水性 + 印花适应性 + + + + + + 加工、后处理费用可观度 + + + + 注：表中代号：一差；+ 尚可；+ + 良；+ + + 优异 归结起来p t t 具有如下优点1 0 】【l l 】： ( 1 ) 在低负荷( 即低滞后) 的情况下具有非常好的伸长和回复，因此穿着 舒适。纤维在拉伸至1 2 0 时，可以1 0 0 回复；对变形丝来说，纤维在拉伸至 1 4 5 ，仍可1 0 0 回复。 ( 2 ) 相对涤纶，可低温常压染色，色牢度好。 奎竺叁兰堡笙苎兰三j 堕 ( 3 ) 柔软的手感、良好的干爽性和悬垂性( 低杨氏模量) 。 ( 4 ) 更好的耐磨性。 ( 5 ) 能够保持热定型时产生的褶裥和折皱。该纤维的热定型温度比p e t 低， 因此为与s p a n d e x 纤维混纺制作弹性更佳的服装提供了新的选择。 ( 6 ) 尺寸稳定性好，可机洗。 ( 7 ) 其大多的机械性能，如强力、弯曲强力与p e t 相似。 ( 8 ) 良好的耐气候性。 下面对其中几个重要性能作进一步阐述。 1 1 3 1p t t 纤维的拉伸回弹性能 p t t 纤维的断裂伸长率大于除氨纶以外的所有纤维，它的弹性回复性不但 优于p b t 及其它常用化学纤维，而且还优于氨纶包覆纱。当p t t 纤维伸长1 5 时，可以1 0 0 回复，即便再经多次拉伸，仍能1 0 0 回复；而且在纤维制成针 织物后回弹进一步增加，在伸长6 0 时仍具有较好的回复能力( 6 l 。图1 - 3 是p t t 、 p l a 和p e t 的弹性回复性曲线。 纤维伸长率( ) 图1 3p t t 纤维与p e t 和p a 纤维的弹性回复率的对比【1 1 】 研究表明，热处理对与p t t 纤维的弹性回复有较大的影响，经过松弛热处 理5 m i n 后，纤维的弹性回复降低到仅有原来的l o ，明显大于同样处理对p e t 和p b t 的影响，见表1 2 。 表1 2 热处理对纤维弹性回复和模鼍的影响【1 2 1 。黼 弹性同复率( ) 模餐( ( n m 2 ) ) 纤维 热处理前热处理后热处理前热处理后 p e t4 2 1 9 1 55 2 3 m2 22 12 5 83 8 8 p b tl o 64 92 42 6 东华人学硕士论文 第一章绪论 1 1 3 2p t t 纤维的染色性能 p t t 纤维的低熔点、低玻璃化温度以及晶格堆积疏松等特点，直接改善了它 的染色性能，可以采用常温染色，特深色需要在1 0 5 - 1 o c t 染色。上染速度 一般会在8 5 c 后明显加快，之后应减慢升温，其上染率会随着温度升高而明显 增加，到沸染结束后，基本可达到p e t 纤维1 3 0 的上染率【1 3 】。染料分子渗透、 扩散在整个染色过程中，随温度升高保持良好的递增效果。在实际生产中，散纤 维染色、毛条染色及匹染都能达到良好的染色性能，见表l 一3 。 表1 - 3 几种常用纤维的染色性能对比1 1 0 】 矮 p e tp 下rp b tp l ap a 温度 分散染料中性染料 7 0 7 56 0 36 4 37 0 7 1 5 8 06 8 47 8 67 1 7 7 8 8 8 52 7 37 8 48 0 94 6 18 1 18 3 5 9 02 9 58 6 18 7 25 1 68 6 69 0 3 9 52 9 48 8 49 3 66 1 39 0 79 4 4 9 8 3 0 69 2 19 5 87 0 79 4 69 6 2 9 8 1 0 0 ( 1 h )2 9 59 4 59 8 67 2 29 5 19 6 4 注t 染色上艺：分散红2 o w f , p h 4 5 ，升温1 5 m i n 染色后还原清洗：n a o h5 9 l ，保险粉5 9 l ，6 0 ( 2 ( 如与棉混纺需提高清洗温度) ， 15 2 0 m i n 。 合成纤维一般都是易着色且易褪色，通常是一体的，即易染纤维普遍色牢度 低。而p t t 纤维是唯一不遵守此法则的纤维，尽管染色温度为1 1 0 c 以下，也能 取得与p e t 相同的染整效果，即水洗牢度，汗渍牢度至少与p e t 相同。实际上， 使用d i s p c r s o ln a v yx f 染色时，在6 0 。c ，水洗牢度以及汗渍牢度均为灰色分级 卡4 - 。5 级，达到了最高的湿牢度。从这个意义上讲，p ，丌纤维是易着色，不易 褪色的纤维【1 4 】。 1 1 3 3p t t 纤维的碱解 p t t 纤维的初始模量只有p e t 的4 0 ，因而p t t 纤维像p a 纤维一样柔软， 无需在n a o h 溶液中经碱减量处理即可在许多方面得到应用。在9 8 c ，7 0 9 l n a o h 溶液中处理3 0 m i n ，p e t 失重率为1 5 ，而p t t 仅为5 ；处理6 0 m i n ， p t t 失重率为1 2 ，而p e t 已达3 0 【6 】【15 1 。 - 5 一 东华大学硕士论文 第一章绪论 1 1 4p t t 的生产现状和能力 1 1 4 1p t t 的生产方法 p d o 的制备对p t t 生产来说是至关重要的，p d o 的纯度对工艺的经济性和聚 合物的质量起决定性的作用1 6 1 。目前制备工艺主要有两种方法：一是美国s h e l l 公司开发的丙烯醛工艺，用钻催化剂通过环氧乙烷的加氢甲醛化来合成p d o ；另 一种是美国杜邦公司的生物酶催化法【1 2 l 。 到目前为止，c o r t c r r a 和s o r o n a 3 0 l l 工工艺都使用了石油基的化合方法来生产 p d o 。最近，杜邦的生物基材料部门开发出了一种创造性的生产p d o 替代方法， 对玉米、红薯和土豆采用生物法发酵工艺来制备1 7 】【1 8 l 。用碳水化合物通过生物 酶催化发酵的方法制得p d o ，方法简单，副产物少，成本低，而且原料是来自大 自然的再生材料，有利于环保。据杜邦公司的报道，2 0 0 6 年实现以生物技术为基 础的s o r o n a 聚合物单体p d o 的商业化生产，完成从化学法工艺向新型的生物法工 艺的过渡。因此，p t t 是一种大有发展i j i 途的纺织新材料。 1 1 4 2 生产能力 从地理上看，p t t 生产能力主要集中在美国，也就是壳牌和杜邦两家公司。 近年来不断有其它国家介入到生产p t t 这个领域，如日本、中国台湾、韩国、 意大利、西班牙、墨西哥等。 目前，壳牌化学公司在p 1 v r 聚酯切片生产方面处领先地位，该公司目前在美 国的p t t 工厂年产能力为7 1 3 万吨，在墨西哥新建了一家年产1 1 1 5 万吨的工厂。 同时它还在世界各地选择合作伙伴，在美洲以k o s a 公司为主，欧洲以西班牙 c d p 公司为主，在韩国目前已有三家公司参与p t t 纤维的生产f 1 9 1 ，台湾华隆等 也在生产。据壳牌化学公司预测，到2 0 1 0 年世界p t t 的需求量将超过1 0 0 万 t a t 2 们。 日本旭化成加强了p t t 纤维技术开发和专利保护力度，1 9 9 9 年底该公司已 申请相关专利8 3 项，并在1 9 9 9 年夏季率先推出其p 1 v r 纤维，商品名称为s o l o ， 目前已形成1 0 0 0 吨以上的生产规模。 另一方面，杜邦公司也在国外寻求合作伙伴。 大陆对p d o 和p t t 的研究开发尚处于起步阶段。国内几家著名化纤公司， 如上海石化股份有限公司、辽宁石油化纤公司、仪征化纤和济南化纤公司，都在 东华人学硕l 二论文第一章绪论 开发p n ，但各方面都与国际有较大差距。国内在p 1 y r 开发上，尚待进一步解 决的问题主要也是集中在催化剂的选择和减少p 1 y r 色相上【1 引。 受1 ，3 一丙二醇原料的限制，目前所生产的p t t 聚酯价格仍偏高。但是特 殊结构和优良理化性能引发了p 1 v r 产品开发热潮，促进了聚酯产品的结构调整。 p t t 纤维的出现使聚酯纤维的发展又进入了一个新的发展阶段，从此一种高回弹 性的聚酯纤维真正走向了市场1 2 1 1 。 1 1 5p t t 纤维的应用 p t t 所具有的一系列优良性能，可广泛应用于纺织工业。目前，所有普通纺 织应用领域，包括长丝、短纤和地毯用b c f 丝，都处于研究探索阶段。 1 1 5 1 服装工业 表1 4 是p t t 纤维与其它纤维在服用性能等方面的比较情况。 表1 - 4 几种纤维在纺织、服装上应用性能对剀2 2 】 性能对比p t tp e tn y l o na c r y l i c s p a n d e x 柔软度 + + n a 弹性 + + 丰满度 + + n a 磨损 + + + + 抗污能力 + + + 洗涤牢度 + + + 日晒牢度 + + + 抗静电性 + + + n an a 色彩密度 + + + 成本 + + 注：性能优劣顺序为：+ + ，+ ，一，一，。 由于具有优良的弹性回复性、抗皱性、抗日光性和染色性，p 1 v r 纤维可广泛 用于高档服饰、泳衣、紧身衣等服装领域。针织生产和机织生产的织物，经向和 纬向均具有良好的延伸性，而且手感好。另外，p t t 还可以和其他天然纤维、合 成纤维进行复合交织，可制成性能更为优良的织物2 3 1 。 1 1 5 2 地毯工业 p t t 纤维具有优良的回弹性、耐污性及较高的玻璃化温度，因此在地毯工业 中有着广泛的用途。目前，合成纤维地毯主要以尼龙和聚烯烃为原料，国内则以 东华人学硕士论文第一章绪论 价格较低的p p 原料为主，如果采用p t t 纤维为原料将有利于产品的更新换代【1 2 】。 美国s h e l l 化学公司已开始p t t 地毯纤维的工业化生产，销售价格1 5 万融， 低于p a 纤维2 8 万3 5 万元t 。s h e l l 公司预测，2 0 1 0 年全球需求p t t 将超过1 0 0 万 吨，其中5 5 万吨来自地毯- r - k 2 4 1 。 1 1 5 3 非织造布等其他生产领域 由于p t t 纤维具有较大的比重，因此可以克服喷丝板能力的限制，制得超细 旦丝，可广泛用于非织造布领域。纺粘法p t t t e 织造布尺寸更稳定，熔喷法p t t 非织造布手感相当柔软、悬垂性好，p t t 短纤维与p e t 纤维混合用针刺法或水刺 法生产手感柔软、蓬松性好的非织造布1 2 5 1 。p t t 纤维还被广泛用于皮芯结构型复 合纤维以获得某些特殊功能。 1 2 含p t t 的双组分纤维( b i c o ) p e t 、p b t 和p t t 为同类聚酯，利用共聚、共混的方法能综合各自的优势， 弥补单一组分性能上的缺陷。目前p b t 与p e t 有三类共混方法：一是p e t 与p b t 进行共混熔融纺丝；二是用d m t ( 对苯二甲酸) 、b d ( 丁二醇) 和e g ( 丙二醇) 进行三元共聚，得到p b 仰e t 共聚酯；三是将p b t 、p e t 并列复合纺丝成型，获 得p b t 、p e t 双边型或皮芯型复合纤维 2 6 1 。 p 1 v r 家族不断有新的成员出现，本课题所要研究的双组分p 1 阶e t 长丝是通 过第三种方法复合纺丝得到的，除了具有普通p t t 纤维的优良特性外，还具有普 通p t t 纤维无法比拟的弹性。当然，纺丝中p 1 v r 和p e t 所占比例不同，可以得到 不同的特性。 1 2 1p 1 忡e t 双组分纤维的发展 目前市场上有各种不同加工的性改良涤纶纱线，号称具有“高弹性，但实 际上其“弹性”将随着穿着时间及洗涤次数逐渐削减，还不能达到很好的保型性。 氨纶包芯纱弹力织物的问世，给服装面料开辟了一个崭新的领域。由于该弹 力织物具有较好的弹性和悬垂性，且穿着舒适、手感丰满，深受消费者的欢迎， 现在服装领域已达到无布不弹的地步。 氨纶弹力纤维面料具有诸多优点，但同时还存在一些不足之处，比如织物在 织造和印染加工中不易处理，易造成织物卷边、折皱，同时，织物也很难做到既 有良好的弹性，又具备较好的尺寸稳定性等。 第绪论 目前，将p 兀和p e i _ 两种原料利用升列复合纺丝的方法生产出这种新型聚酯， 克服了氨纶包芯纱弹力织物的缺点，使织物不仅具有很好的弹性和尺寸稳定性， 农物穿着舒适、易打理，而且加 过程中比较容易控制。课题所采用的双组分长 丝是壳牌公司提供的p t t 切片原料，由海宁新高化纤有限公司纺丝而成。 l2 2p t t p e t 双组分纤维的结构和性能 p t t 、p e t 同届丁聚酯系列，结构极其 相似，两者具有极好的粘介力，这是该纤维 研制的首要6 u 提。p t 仰e t 烈组分k 丝是由 p t t 和p e t 通过特殊的纺丝孔，按照5 0 5 0 并 列复合纺丝l 仃成，其横截而为圆形的，两种 组分并占一半，如罔1 4 所小。 这种p t u p e t 并列复合纤维，由于存纤 维截而e 叫并存p t t f i p e t 两种商聚物原 幽1 4 烈组分械血吲 料，其并白的热收缩牢不州，也就足沸水收缩串、干热收缩半不问，于是便潜伏 一种自卷曲能力，在进行热处理或后整理时便呈现出米。白卷曲效应使复合丝在 松弛热处珲和染色中呈现类似于羊毛纤维的正偏皮质导致的永久肚一维盘体螺 旋卷曲脚 。由j 卷曲是山其山身性质所决定，而不是机械作用产生的，其弹性 和回复性史好、更耐久。同时由丁它是聚酯复介纺丝，具有驯牲的玻璃化温度， 所以织出的织物尺寸稳定，具有良好的保型性。另外，谖原料含有p t t ，使其织 物还具有易染色，好的手感和耐污机静电等其它优良性能。 p t 仰e t 双组分纤维在编织过程t 采用台理编织r 艺得到的织物，其弹性与 氨纶包覆纱相当，价格卜优丁氨纶。而且手感柔软，自优良的删热性、耐氯性段 耐碱性。 p t t ，p e t 双组分纤维的主要优点有1 2 9 1 1 3 0 l ： ( 1 ) 弹性优卜p b t p t t 及其它变彤纱。h 州订j 4 、却巾即娃出弹m 在后 整 l 之后弹性更i uj * dj j 【l ，l i g l 物经多次穿着厉仍能保持原状。当与需要高温染色 纱线如聚d r 搭配叫u j 删高温nj 不损伤j 1 弹山，战成品布有优越的复陀及稳定 的收缩半。 ( 2 ) 易护理：可水洗，抗褶皱，能保持熨折。 秧 东华大学硕上论文 第一章绪论 ( 3 ) 织物成品具有光洁的外观和柔软的手感及好的悬垂性。 ( 4 ) 固有的化学稳定性。 ( 5 ) 适用于多种后处理，如漂白、砂洗、仿旧整理、起绒和磨砂等。 ( 6 ) 染色效果好。染色温度可选择在1 0 0 。c , - - , 1 3 0 之间，当在1 2 0 ( 2 下时 可造成双色效果。升温到1 3 0 c 时更可达到匀染效果，其色牢度可达到四级以上， 相当于一般聚酯的染色特性。 ( 7 ) 价格优于氨纶。 1 2 3 生产应用 p 1 御e t 双组分纤维具有良好的弹性和回复性，同时也兼有很多p t t 自身 所带的优点，所以他可以与其它天然纤维和化学纤维交织生产轻薄的针织、机织 面料，适宜于制作各类连裤袜、无跟袜、芭蕾演出服、紧身衣、弹力牛仔衣、游 泳衣和各类中、高档运动服及风格别致的新型丝绸【3 2 1 3 3 1 。论文所要探讨的主题 是双组分在全成型的内衣、健身操服及泳装上的应用。 1 3 课题研究的意义和目标 1 3 1 针织全成型内衣与运动面料的发展现状 随着内衣面料的不断更新，人们越来越追求高新技术产品，单纯棉制品已不 能满足人们的需求。1 9 9 7 年，杜邦公司推出革命性高品质超弹性纤维莱卡， 使内衣既紧贴体型，又毫无束缚，舒展自如，女性真j 下可以舒舒服服地塑造体型 美了。 新世纪初，美体内衣又日趋无缝化。据调查，国际市场上4 0 一5 0 的内衣 类产品已经无缝化f 3 4 1 ，在那些领导世界潮流和国际消费焦点的时尚发源地：米 兰的v i am o n a n a p o l a o n e ，纽约的第五大街，巴黎的f a u b o u gs a i n th o n o r e ，一种 介于传统的裁剪缝制内衣和丝袜之间的无缝内衣越来越风行。 目前，无缝内衣设备生产厂商主要是意大利的胜歌和圣东尼【3 5 1 ，国内设备 主要靠进口，成品无缝内衣价格偏高，限制了部分消费人群。采用的原料主要有 锦纶、棉、涤纶以及一些新原料( 如天丝、彩棉、羊绒等) ，提高弹性可以添加 裸氨或锦纶氨纶的包覆纱，但其保型性不够好。 随着体育运动能够带来健康的观念逐渐深入人心，全成型的健身服装也开始 盛行。作为运动面料的一份子，首先要有很好的适体性和合适的弹性范围，不局 东华大学硕上论文第一章绪论 限于穿衣者的运动能力：其次要具有很好的吸湿透气性，方便人体汗液的排出， 同时不会使人体在贴身穿着时感到刺痒等不舒服反应【3 6 l 【3 7 1 。目前这种面料多采 用含有氨纶的棉、化纤超细纤维等。 泳装也是运动装的一个部分，泳装面料的要求主要体现在弹性和贴身穿着 上。目前市场上的泳装面料比较单一，国际上通行的泳装面料标准是1 8 2 0 氨纶和8 0 左右锦纶的针织布。如果双组分长丝经研究可以适用健身操服，那么 泳装也将成为双组分所要探讨的应用领域。 目前，在有弹性要求的服装面料上，氨纶的应用极为广泛，常用的有氨纶裸 丝和氨纶包纱。但是氨纶的生产设备及工艺复杂，原料及加工成本高，染色难度 高，污染严重，故其产品不能完全满足市场的需求，这就为双组分的应用提供了 一个更大的发展空间。 1 3 2 新型面料的开发 高科技与功能化是未来面料的发展趋势。环保、健康和时尚要求2 l 世纪的 面料应是高新技术与现代艺术相结合的产物：具有天然纤维棉、毛、丝、麻的舒 适透气性，合成纤维不易起皱、不易收缩变形的特点，同时还要具有抗菌、防臭、 防静电、防辐射等一定的功能性。此外，在面料的生产、加工、使用以及废弃过 程中，对人类及环境要无毒无害【3 8 】。同时对企业来说还需要降低成本。 p 1 v r 具有手感柔软、良好的拉伸回弹性、色泽鲜艳、色牢度高、耐同晒和氯 漂、抗污和免烫性能，使其特别适合于泳装和无缝内衣，并有可能取代尼龙成为 新一代无缝内衣、健身操服和泳衣的首选面料。同时p t t 的单体p d o 的生物法 环保生产工艺摆脱了对不可再生资源石油的依赖，也给其应用提供了更好的 保障，符合未来纤维绿色环保的发展方向。 p t t p e t 双组分纤维秉承了p t t 纤维的很多优点，同时还具有比纯p t t 更 优良的弹性性能，价格上比氨纶有竞争优势，这使其在无缝内衣、健身操服和泳 装的应用上具有更大的发展优势。 1 4 本课题的研究方法和内容 1 4 1 纱线的性能测试与比较 测试双组分长丝的性能，并与纯p t t 长丝、氨纶包芯纱、锦纶等纤维进行 比较，长丝的性能可以为深入探讨织物的性能做一定依据。 东华大学硕士论文 第一章绪论 具体测试内容包括：细度、延伸率( 定负荷) 、弹性回复率、断裂强度、断 裂伸长、沸水收缩率等。 实验仪器：y g 0 6 1 电子单纱强力仪、水浴锅、直尺、砝码、天平等。 1 4 2 织物的编织 全成型面料的编织：以双组分长丝为主要原料，采用意大利圣东尼( s a n t o n i ) 的单面无缝内衣针织机s m 8 - t o p 2 织单面添纱织物。 1 4 3 织物的染色和整理 双组分染色：分散染料；温度控制在l o o 1 2 0 ；p h 值控制4 - - - 9 ；染色时 间控制在4 5 - - - 6 0 m i n 。 后整理：为了获得高弹性伸缩织物，需要在标定温度下对织物进行热定型处 理以及相应的柔软处理。 实验仪器