梁紅軍，王 靖，楊曉印，許圖遠(yuǎn)，陳厚翔，蔣 曙

(浙江華峰氨綸股份有限公司，浙江 溫州 325200)

聚氨酯脲彈性纖維在我國俗稱氨綸，是一種軟硬段交替的多嵌段共聚物，具有斷裂伸長率大、彈性回復(fù)率高等優(yōu)異性能，因此被廣泛應(yīng)用內(nèi)衣、絲襪等服飾領(lǐng)域[1-3]。然而，含常規(guī)氨綸織物常常會因裁剪、反復(fù)拉伸、刮劃等而引起卷曲、抽絲和脫散等問題[4]。

目前，提高防脫散能力的主要方法還是采用熔體紡絲來制備氨綸，熔紡氨綸在性能上有熔點低，易黏連等特性，使其在經(jīng)過一定溫度時間的熱定形處理后，能與其他纖維黏連融合[5-7]。但熔紡所需的聚氨酯切片大部分都是國外公司供應(yīng)的，國內(nèi)只有極少數(shù)的公司能提供品質(zhì)優(yōu)良的切片產(chǎn)品，將限制國內(nèi)熔紡技術(shù)創(chuàng)新和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[8]。因此，本文采用物理共混改性的方法，將低熔點聚合物與聚氨酯脲紡絲原液共混，通過干法紡絲生產(chǎn)出改善氨綸，研究了低熔點聚合物對氨綸表面形貌，力學(xué)性能及其熱粘合性能的影響。

1 實 驗

1.1 材 料

聚氨酯脲原液：硬段為4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)，軟段為聚四氫呋喃醚二醇(PTMG)，擴鏈劑為丙二胺和乙二胺，浙江華峰氨綸股份有限公司；低熔點聚合物：乙烯丙烯酸共聚物(EAA)，型號5980I，美國陶氏。

1.2 低熔點聚合物改性氨綸的制備

將低熔點聚合物溶解于二甲基乙酰胺(DMAC)中制得溶液，再與聚氨酯脲原液均勻混合后采用干法紡絲制備改性氨綸，其線密度為22 dtex，低熔點聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%。混合紡絲原液經(jīng)過熟化后，由齒輪泵定量均勻地壓人紡絲頭，在壓力作用下原液從噴絲板毛細(xì)孔中擠出形成絲條細(xì)流，通過方形紡絲甬道，在熱氣流下溶劑揮發(fā)，固化成纖，絲束經(jīng)過假捻后卷繞成型。

1.3 性能表征

表面形貌：采用日本JEOL公司的JSM-5610LV型掃描電鏡(SEM)觀察低熔點聚合物改性前后的氨綸表面形貌。

力學(xué)性能：采用CMT6101型微機控制電子萬能試驗儀(深圳市新三思材料檢測有限公司制)對試樣進行測試，測試試樣斷裂強力、斷裂伸長率及試樣伸長300%時的應(yīng)力(S300)。

彈性回復(fù)率：將制備的普通氨綸和改性氨綸拉伸至原長度的300%，經(jīng)過5次循環(huán)往復(fù)拉伸停留30 s后，測量試樣的松弛長度，計算彈性回復(fù)率測試前試樣在25 ℃，相對濕度65%的條件下放置4 h；測試時拉伸速度為500 mm/min，試樣長度為50 mm，每個試樣測試5次取平均值。

熱粘合：將兩根氨綸絲牽伸2.0倍后纏繞于鐵框上，并對其加捻10圈，再將樣品置于染樣機中100 ℃染色30 min，取出晾干，隨后置于不同溫度烘箱中2 min進行干熱定型處理，取出樣品在恒溫恒濕(20 ℃，65%)的環(huán)境下放置4 h，再采用日本愛安德有限公司生產(chǎn)的Tensilon(RTC-1210A)儀器測試樣品的剝離強度，兩根絲的剝離強度即樣品的粘合力值。

2 結(jié)果與討論

2.1 形態(tài)結(jié)構(gòu)

從圖1可以看出，改性前后氨綸表面形貌并沒有發(fā)生變化，說明采用物理混合改性的方法對氨綸的表面形貌無影響。

圖1 氨綸試樣的表面形貌

2.2 力學(xué)性能

從表1可以看出，相同紡絲條件下，經(jīng)低熔點聚合改性后，改性氨綸的S300和斷裂伸長率基本保持不變，斷裂強力下降了9.6%，彈性回復(fù)率下降了6.0%，說明低熔點聚合物的加入對氨綸力學(xué)性能有一定的減弱效果。這是由于低熔點聚合分子鏈進入聚氨酯脲大分子中，從而擴大軟硬段之間距離，不利于相互聚集，降低相分離程度，這種相分離會降低氨綸的斷裂強力和彈性回復(fù)率。

表1 氨綸試樣的力學(xué)性能

2.3 熱粘合性能

從表2可以看出，普通氨綸的熱粘合力比較低，在120 ℃、140 ℃和160 ℃下分別只有0.02 g、0.03 g和0.03 g。隨著低熔點聚合物的添加后，改性氨綸的粘合力顯著提升，這是因為低熔點聚合物比普通氨綸具有更低的熔融黏度，非常有利于流動并充分的潤濕接觸物，從而提高粘合強度，可見低熔點聚合物的加入實際上起到了熱熔粘合劑的作用。

表2 氨綸試樣的熱粘合

3 結(jié) 論

(1)在相同紡絲工藝條件下，加入低熔點聚合物改性劑后，得到改性聚氨酯脲彈性纖維的S300和斷裂伸長率基本保持不變，斷裂強力和彈性回復(fù)率分別下降了9.6%和6.0%；

(2)在相同紡絲工藝條件下，加入低熔點聚合物改性劑后，由于引入了大量的低熔點組份，改性聚氨酯脲彈性纖維的熱粘合性能有了顯著提升。