氨綸纖維的生產(chǎn)技術(shù)及發(fā)展趨勢

朱杰波

摘 要：氨綸纖維是一種高彈性纖維，具有較大的延伸性和回復(fù)性，是現(xiàn)代紡織工業(yè)的重要原料，主要用于針織內(nèi)衣、外衣、泳裝、運(yùn)動服裝、襪類。近年來，國外還在機(jī)織物中加入氨綸絲，如棉+氨綸的彈力府綢，可制成襯衣、外套、褲子;在牛仔布、燈芯絨等機(jī)織物里均可加入一定比例的氨綸絲，制成彈力牛仔布、彈力燈芯絨。本文概述了氨綸纖維的主要生產(chǎn)技術(shù)，對氨綸纖維技術(shù)發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：氨綸纖維;技術(shù)狀況;發(fā)展趨勢

1 氨綸纖維生產(chǎn)技術(shù)

1.1干法

聚醚與二異氰酸酯以1：2的摩爾比在一定的反應(yīng)溫度及時間條件下形成預(yù)聚物，預(yù)聚物經(jīng)溶劑混合溶解后，再加入二胺進(jìn)行鏈增長反應(yīng)，形成嵌段共聚物溶液，再經(jīng)混合、過濾、脫泡等工序，制成性能均勻一致的紡絲原液。然后用計量泵定量均勻地壓入紡絲頭。在壓力的作用下，紡絲液從噴絲板毛細(xì)孔中被擠出形成絲條細(xì)流，并進(jìn)入甬道。甬道中充有熱空氣（或惰性氣體），使絲條細(xì)流中的溶劑迅速揮發(fā)，并被空氣帶走，絲條濃度不斷提高直至凝固，與此同時絲條細(xì)流被拉伸變細(xì)，最后被卷繞成一定的卷裝。

干法紡絲是目前世界上應(yīng)用最廣泛的氨綸紡絲方法。干法紡絲產(chǎn)量約為世界氨綸總產(chǎn)量的80%以上。干法紡絲工藝技術(shù)成熟，制成的纖維質(zhì)量和性能都很優(yōu)良。多年來，日本東洋紡向中國輸出的生產(chǎn)線最多、最成熟，均為干法紡絲生產(chǎn)工藝技術(shù)，國內(nèi)很多企業(yè)已完全掌握，并在技術(shù)上有較大的改進(jìn)提升。

1.2濕法

首先用與干法紡絲類似的方法制成嵌段共聚物溶液，溶液經(jīng)紡前準(zhǔn)備，送至紡絲機(jī)，通過計量泵壓入噴絲頭。從噴絲板毛細(xì)孔中壓出的原液細(xì)流進(jìn)入凝固浴。凝固浴以溫水（90℃以下）為凝固介質(zhì)，原液細(xì)流中的溶劑向凝固浴擴(kuò)散，原液細(xì)流中聚合物的濃度不斷提高，于是高聚物在凝固浴中析出形成纖維，再經(jīng)洗滌干燥后進(jìn)行卷繞。濕法紡絲速度一般為5～50m/min，纖度0.55～44tex。濕法紡絲工藝流程復(fù)雜，裝置設(shè)備投資費(fèi)用大，紡絲速度較低，生產(chǎn)成本高。該法已逐漸被淘汰。目前濕法紡絲的產(chǎn)量約占氨綸總產(chǎn)量的10%左右。

1.3熔融法

原則上講，凡能熔融且不發(fā)生明顯分解的成纖高聚物都可采用熔融紡絲方法。但對氨綸生產(chǎn)，熔融紡絲只能適用于熱穩(wěn)定性良好的聚氨酯嵌段共聚物，如由CNCO甲撐二苯二異氰酸酯和;NCO丁二醇縮聚所獲得的聚氨酯嵌段共聚物等。一般氨綸在高溫停留稍長時間就會發(fā)生過量交聯(lián)，生成凝膠，還會發(fā)生異氰酸酯的逆反應(yīng)，使物理機(jī)械性能變差。氨綸熔融紡流程依次為：切片干燥—熔融—熔體細(xì)流形成—冷卻—延伸—卷繞。

由于其熱性能化學(xué)性能，可采用與聚酯相同的染料、染色條件及色彩進(jìn)行染色。該纖維還適合與在低濕熱定形的錦綸、腈綸、毛、蛋白纖維等混用。熔紡氨綸較非熔紡氨綸絲具有多項優(yōu)點(diǎn)：絲質(zhì)柔軟;耐候性佳、保存時間長;單根纖維均一性良好;熱定型性良好;產(chǎn)品品種變形快;生產(chǎn)中所用原材料安全性好;紡絲速度、生產(chǎn)效率高;操作簡單，節(jié)約能源;透明度好，纖度小。熔融紡前幾年由于受技術(shù)的制約，未能很好地推廣開。近年來，隨著氨綸應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬及技術(shù)瓶頸的突破，熔融紡氨綸工藝日趨成熟，并以其特有的工藝流程簡單、設(shè)備投資低、能耗低、占地少、生產(chǎn)效率高、不用溶劑、無環(huán)境污染等優(yōu)勢而異軍突起，成為新一代綠色纖維。

1.4反應(yīng)法

反應(yīng)紡絲法亦稱化學(xué)紡絲法，由紡絲液轉(zhuǎn)化成固態(tài)纖維時，必須經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)或用化學(xué)反應(yīng)控制成纖速率。反應(yīng)紡絲法由單體或預(yù)聚物形成高聚物的反應(yīng)過程與成纖過程同時進(jìn)行。氨綸的反應(yīng)紡絲，是將兩端含有二異氰酸酯的聚醚或聚酯預(yù)聚物溶液，經(jīng)噴絲頭壓出進(jìn)入凝固浴，與凝固浴中的鏈增長劑反應(yīng)，生成初生纖維。初生纖維卷繞后還應(yīng)在加壓的水中進(jìn)行硬化處理，使初生纖維內(nèi)部未起反應(yīng)的部分進(jìn)行交聯(lián)，從而轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂腥S結(jié)構(gòu)的聚氨酯嵌段共聚物。反應(yīng)紡絲法的紡絲速度一般為50～150m/min，纖度為0.56～38tex。該法因工藝復(fù)雜，紡絲速度低，生產(chǎn)成本高，設(shè)備投資大等問題也逐漸被淘汰。

2 氨綸工業(yè)市場前景及技術(shù)發(fā)展趨勢

近年來，干法、濕法、反應(yīng)法制得的氨綸，由于其耐濕熱性能差，不能在通常用于聚酯染色的高溫條件下染色。為了將氨綸打入以滌綸為主的市場，必須采用一種耐濕熱性能有所改進(jìn)的產(chǎn)品，由于熔紡氨綸可與滌綸一起染色，具有好的發(fā)展前景。

熔融紡絲法是1967年日本的日清紡公司推出的氨綸紡絲技術(shù)，近年來工藝日趨成熟，并以其特有的設(shè)備簡單、投資少、見效快、不用溶劑、無環(huán)境污染等優(yōu)勢而異軍突起，迅速發(fā)展成為最具有前途的氨綸紡絲技術(shù)，預(yù)計21世紀(jì)有新發(fā)展。日本的一些廠商和德國的阿克蘇諾貝爾公司在過去的10年里一直在研制這類產(chǎn)品，現(xiàn)已取得突破性進(jìn)展，成功地開發(fā)了熔融紡絲技術(shù)。東洋紡公司也已開發(fā)出熔融紡絲的氨綸“Spandex-M”，還有日清紡、鐘紡、可樂麗、帝人等公司都已將熔融紡產(chǎn)品投入市場。目前日本的熔紡氨綸生產(chǎn)能力約為4.0kt/a，已占全日本氨綸年產(chǎn)能力的20%。杜邦、拜耳兩大公司以及日本東麗-杜邦公司也都在研究開發(fā)保留有干紡優(yōu)點(diǎn)的熔融紡絲新技術(shù)。臺灣聚隆纖維公司、韓國鮮京工業(yè)公司建設(shè)熔紡氨綸實驗工廠，并計劃達(dá)到商業(yè)生產(chǎn)水平。東洋紡公司已推出熔噴植絨新技術(shù)，生產(chǎn)抗菌滅菌非織造布。

熔紡氨綸適用于同聚酯混紡制備彈性織物。由于其熱性能和化學(xué)性能，可采用與聚酯相同的染料、染色條件及色彩進(jìn)行染色。該纖維還適合與在低濕熱定形的錦綸、腈綸、毛、蛋白纖維等混用。但熔融紡氨綸的質(zhì)量尤其是斷裂伸長與彈性恢復(fù)率遜色于干法氨綸;其耐氯性、染色性略低于一般合成纖維，該方面的研究目前已成為世界氨綸生產(chǎn)廠商所共同關(guān)注的焦點(diǎn)。

結(jié)語

隨著人們生活水平的提高，對服飾及服裝面料的要求也越來越高，氨綸已經(jīng)成為一種高附加值的新型紡織材料，是下一世紀(jì)紡織技術(shù)的發(fā)展方向。因此發(fā)展我國氨綸生產(chǎn)及彈力織物，對于提高人們穿著水平、開拓氨綸市場的新領(lǐng)域具有深遠(yuǎn)的意義。

參考文獻(xiàn)

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