張紫艷，沈蘭萍(， )

1 引言

合成纖維不同于天然纖維，根據(jù)分子組成的不同具有獨(dú)特的性能，如高強(qiáng)、質(zhì)輕、易洗快干、彈性好、不怕霉蛀等，目前其在紡織領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸超過(guò)天然纖維。聚酯纖維作為合成纖維中的一大類(lèi)，自1941年研制成功后得到了各界的青睞而迅速發(fā)展，近年來(lái)其市場(chǎng)占比逐漸超過(guò)聚酰胺纖維，成為合成纖維的第一大品種。PET、PBT和PTT纖維雖同屬于聚酯纖維，但性能卻有差別，因此這三種纖維的應(yīng)用領(lǐng)域也不完全相同，本文對(duì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了闡述，以期為后續(xù)工作提供參考。

2 PET纖維

PET纖維又名聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯纖維，在我國(guó)常稱(chēng)為滌綸[1]。目前PET纖維主要采用對(duì)苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)的直接酯化法或?qū)Ρ蕉姿岫柞?(DMT)與乙二醇(EG)的酯交換法來(lái)制得[2]。

PET纖維的縱截面與PTT纖維相近，在顯微鏡下呈現(xiàn)的橫截面為圓形，縱向粗細(xì)比較均勻，毛羽少，表面光滑[3]。PET纖維的分子式為 [-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n，單基是由一個(gè)苯環(huán)、兩個(gè)酯基和兩個(gè)亞甲基構(gòu)成。由于PET分子中存在苯環(huán)，因此在經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的熔體紡絲后需要進(jìn)行拉伸，從而使其快速結(jié)晶，這樣可使得制成的纖維取向度和結(jié)晶度較高[4]，由此生產(chǎn)的PET纖維，具有強(qiáng)度高、彈性好、熱定型性能優(yōu)良、耐熱性好、耐酸堿等性能。

滌綸由于加工簡(jiǎn)單且價(jià)格便宜而大量應(yīng)用于服裝、裝飾和工業(yè)領(lǐng)域。在服裝領(lǐng)域PET制造的織物易洗快干，具有“洗可穿”的稱(chēng)號(hào)，并且其分子中的酯鍵有較強(qiáng)的抗氧化能力，不易被洗滌劑和肥皂等產(chǎn)品破壞，同時(shí)PET纖維不易被微生物侵蝕，因此織物有較好的耐穿性。滌綸織物經(jīng)熱定型后尺寸形態(tài)穩(wěn)定、挺括性好、不易縮水，可用于制作襯衫、男士西裝褲、外衣和夾克等。滌綸的缺點(diǎn)主要是由于分子排列緊密且缺少親水基[5]，因此染色性、吸濕性、抗靜電性差，產(chǎn)品易燃燒等。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及人們對(duì)高品質(zhì)服飾的追求， PET纖維的多功能應(yīng)用是現(xiàn)階段的一個(gè)研究方向。李芳[6]為改善滌綸纖維吸濕性差和易產(chǎn)生靜電的缺點(diǎn)，采用納米TiO2對(duì)滌綸纖維的表面進(jìn)行改性，在改善滌綸自身缺陷的同時(shí)由于TiO2的加入賦予其抗菌、抗紫外線(xiàn)、光催化自清潔等特性；石錚[7]采用金屬離子和有機(jī)酸等化學(xué)改性方法研制出抗菌性PET纖維；孫鵬霄[8]研究了PET纖維應(yīng)用于醫(yī)用人工韌帶材料的表面改性及編織方法。

3 PBT纖維

聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯簡(jiǎn)稱(chēng)(PBT)，是由對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT )或?qū)Ρ蕉姿?TPA)與丁二醇酯化后縮聚而成。由于PBT纖維的制作原料豐富且制作過(guò)程與滌綸相近，因此近年來(lái)得到了大規(guī)模的生產(chǎn)。PBT的分子式為[(CH2)4OOCC6H4COO]n，比PET分子多了2個(gè)亞甲基鏈，且PBT較大的亞甲基分子的主鏈結(jié)構(gòu)呈螺旋狀，對(duì)錦綸分子結(jié)構(gòu)相似，而次甲基鏈段長(zhǎng)于PET，因此PBT纖維的柔軟性、耐磨性和彈性與錦綸相近，同時(shí)其化學(xué)性能與PET纖維相近。由于PBT纖維的分子可以自由運(yùn)動(dòng)，這使得PBT纖維具有優(yōu)良的拉伸壓縮彈性與抗折皺性。與PET的染色性差相比，PBT的玻璃化溫度僅為22℃，可以在無(wú)載體的情況下用分散染料進(jìn)行常壓下沸染[9]，但PBT由于存在a型和B型結(jié)晶變形，因此在高溫下尺寸穩(wěn)定性較差。

由于PBT纖維優(yōu)良的回彈性、防霉防蛀、良好的卷曲彈性、抗靜電性以及染色性，PBT纖維在彈性衣物如泳衣、運(yùn)動(dòng)服、滑雪服、連體褲、舞蹈緊身衣等方面有大量應(yīng)用。氨綸價(jià)格較貴且耐光性較差容易產(chǎn)生黃變，而PBT纖維的彈性?xún)H次于氨綸而優(yōu)于錦綸，在某些織物中完全可以取代氨綸，例如在彈力牛仔褲中，通常使用氨綸作為彈力紗，但是氨綸的強(qiáng)力低，長(zhǎng)時(shí)間穿著與摩擦后容易斷裂，采用PBT纖維代替氨綸作為彈力紗則可以有效地改善這種情況[10]。PBT纖維由于具有類(lèi)似羊毛的手感，在毛紡行業(yè)可以與棉、麻等交織作為秋冬季衣物，同時(shí)也是理想的仿羽絨和填充材料[11]。

PBT纖維除了單獨(dú)作為紡織材料使用外，其改性應(yīng)用在近年來(lái)也得到了多方面的研究和發(fā)展。例如PBT/PET復(fù)合紡絲纖維不僅可紡性好，同時(shí)織物手感柔軟、高蓬松、易染色，既可作仿毛纖維還可以取代氨綸；現(xiàn)階段PBT嵌段共聚纖維的彈性可達(dá)到氨綸的80%，而其他性能均優(yōu)于氨綸，同時(shí)這種纖維的外觀酷似真絲，可與真絲交織成特種風(fēng)格的織物[12]。

4 PTT纖維

PTT纖維(聚對(duì)苯二甲酸丙二脂)是由Shell公司于20世紀(jì)90年代中期開(kāi)發(fā)的一種聚酯類(lèi)新型纖維。PTT可由1，3-丙二醇(PDO)和對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)進(jìn)行酯交換后熔融縮聚而成，或由PDO 和對(duì)苯二甲酸(PTA)經(jīng)熔融縮聚而成。PTT纖維表面光潔圓滑，是一種半結(jié)晶狀熱塑性聚酯。它與PBT纖維、PET纖維不同的是在PTT纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)中，有一種能量最低的反式-旁式-旁式-反式構(gòu)象并由此呈現(xiàn)出一種明顯的“Z”字形構(gòu)象，同時(shí)在分子鏈結(jié)上PET和PBT上有兩個(gè)亞甲基，而PTT分子鏈鏈接上有三個(gè)亞甲基單元，因此在分子鏈之間會(huì)產(chǎn)生“奇碳效應(yīng)”[13]，這種分子結(jié)構(gòu)使得 PTT 纖維具有如同線(xiàn)圈式彈簧一樣的變形能力且回彈性?xún)?yōu)于 PET 和 PBT。作為一種新型合成纖維，聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纖維由于本身優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性、抗污性、抗皺性、耐磨性和易染色性，再加上特有的分子鏈結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的高回彈性，被稱(chēng)為“21 世紀(jì)新型聚酯纖維”。

PTT纖維作為新型材料，具有PET纖維和PBT纖維優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)也克服了它們的某些缺點(diǎn)。PTT作為服用材料，與PBT ，PET的服用性能對(duì)比如表1所示。

表1 PET PBT PTT服用性能對(duì)比

目前市面上的泳裝多采用錦綸面料，而錦綸的耐光性與耐氯性低使得錦綸泳衣的應(yīng)用受到限制。對(duì)錦綸和PET的彈性進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)[14]，PTT面料的彈性?xún)?yōu)于PET和錦綸，可滿(mǎn)足泳裝彈性、尺碼規(guī)格適應(yīng)性和壓力舒適性等方面需求，同時(shí)PTT面料易染色、色牢度高、抗氯性好、抗紫外線(xiàn)的特點(diǎn)使得PTT纖維成為理想的泳裝材料。而PTT/羊毛混紡織物，不僅可以解決毛產(chǎn)量問(wèn)題，同時(shí)織物的手感豐厚，懸垂性能優(yōu)良，具有錦綸和氨綸的多重性能[15]。鑒于PTT織物造型的易塑性和褶皺的易回復(fù)性，PTT纖維作為形狀記憶織物的應(yīng)用也在不斷發(fā)展中[16]。PTT纖維非織造布可用于地毯背襯、人造革、防護(hù)材料和醫(yī)療方面，同時(shí)因其手感柔軟、懸垂性好，在婦女衛(wèi)生巾和一次性尿布等方面潛力巨大[17]。

5 結(jié)語(yǔ)

PBT、PET和PTT纖維在紡織領(lǐng)域有著廣闊的前景，隨著科技的發(fā)展以及人們對(duì)服裝舒適性與多功能性要求的提高，開(kāi)發(fā)多功能、復(fù)合化的新型纖維是今后的努力方向。作為合成纖維，纖維的高效、低碳及環(huán)保生產(chǎn)是工藝改進(jìn)的關(guān)鍵，而織物的回收再利用也有潛在的市場(chǎng)價(jià)值。

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