着济社会断发展类进入快节奏时代生活质量求断提高着装追求舒适合体时更提出易成形易理新求形状记忆织物具良塑性形状回复性服装方便造型手工折叠抓捏面料做成需形状郁金香式时装等存储运输中服装折叠压皱手抚摸回复初始展状态属力体温联合刺激诱发形状记忆功产品[1]形状记忆面料天独厚性优势成时尚面料宠
聚苯二甲酸丙二酯(简称PTT) 芳香族聚酯 首见1941 年whinfiledDickson等关PTT制造技术专利长期基础研究解决原料PDO低成化生产1995年美日等国率先开始实现规模商业生产 [2]作种新型聚酯产品PTT聚合物具优良特性化学纤维应领域中PTT纤维综合锦纶柔软性(具更色牢度)腈纶蓬松性(避免磨损倾)涤纶抗污性(具备手感)加PTT纤维身固弹性弹性恢复性种纤维优良服性集体PTT形状记忆织物更柔软手感独特视觉风格百变形状造型形状记忆回复性广消费者采购商青睐[1]
1 PTT纤维结构性特点
PTT聚苯二甲酸丙二醇酯l3丙二醇(PDO)苯二甲酸(PTA)缩聚制成芳香族聚合物PTT聚合物原料采熔融挤出纺丝生产种PTT长丝短纤维1941 年首见专利 1995 年实现生产低成化进入商业化生产 美国日等国开始较规模生产 国20 世纪90 年代期开始研究 目前已较批量生产 棉毛丝等领域进行断探索开发出较新品受国外消费者欢迎[2]
11 PTT纤维结构特点
PTT聚苯二甲酸丙二醇酯l3丙二醇(PDO)苯二甲酸(PTA)缩聚制成芳香族聚合物结构引l3丙二醇传统PET纤维亚甲基
(—CH2—)分子链螺旋型构象出现种结构特性具良拉伸受外力拉伸压缩应力时外力会迅速恢复形变会象PET纤维样旦发生拉伸容易分子链展开伸直般PTT纤维拉伸回复率达97% 亚甲基结构特点PTT纤维改变原表面张力PTT纤维表面张力较抗污性较PET纤维较差较适宜开发毯产品PTTPET纤维模量差异较PTT纤维手感非常柔软接PA尼龙纤维达PET纤维碱减量处理柔软度Teneel竹浆纤维豆纤维粘胶等混纺时解决纤维素纤维湿伸长尺寸稳定问题PTT纤维保留PET纤维良抗皱性尺寸稳定性形态保持性易洗快干弹性优点PTT纤维高模量棉纤维混纺(棉含量超50)易引起拉伸性降低现象较适宜低模量羊毛混纺[3]
12 PTT纤维性
PTT纤维性见表1表1知断裂强力PET(聚苯二甲酸乙二酯)稍低低锦纶外尚特性
121 高弹性良回复性
PTT分子奇碳结构决定该纤维具高弹性良弹性回复率具锦纶氨纶相似回弹性弹性PET 100PTT纤维含47氨纶弹性丝PET弹性纱线具相弹性伸长约5~25[4]
表1 PTT性较[2]
性
PTT
PET
PA 6
PA 66
强度CNdtex
278
247~529
406~776
406~776
圈结强度CNdtex
176~441
529~706
529~706
吸水 24h
003
009
19
19
14h
015
049
95
89
易染性
低
低
低
低
5伸长时弹性回复率
99~100
75~80
99~100
99~100
熔点℃
228
265
220
265
玻璃化温度℃
45~65
80
40~87
50~90
密度gml
134
140
113
114
122 纤维具高度蓬松性
PTT 纤维特殊分子链构象优异拉伸回弹性采热空气卷曲变形工艺制高度蓬松BCT毯纱时PTT纤维手感改变PET纤维较硬感觉碱减量进行染整处理达细旦PET纤维效果制成织物手感柔软舒适优PA(锦纶)[5]
123 优良染色性
PET相PTT纤维重特点分散染料进行载体常压沸染种天然纤维交织混纺创造极利条件PTT进行载体常压沸染玻璃化转变温度45~65℃PET(70~80℃)低具良易染性相染色温度染料PTT渗透深度明显高PET 色泽均匀色牢度高仅节约染料源时降低污水中化学物质含量环境造成污染程度会相应减具明显济效益环境效益严格控制污染排放提倡环境保护现代社会环境效益生产商说日益重[6]PTTPET等纤维染色性较列表2
表2 PTT PET 等纤维染色性[5]
性
PTT
PET
PBT
PA
密度(gcm3)
133
140
132
113
熔点℃
228
265
226
220
玻璃化温度℃
45~60
80
24
40~87
染料种类
分散染料
分散染料
分散染料
分散染料
染色温度℃
100
130
100
100
2 PTT形状记忆面料开发现状
21 形状记忆概念形态记忆面料
形状记忆材料指具某原始形状制品形变固定特定外界条件(热化学机械光磁电等外加刺激)动回复初始形状类材料形状记忆材料通常分三类:形状记忆金属合金形状记忆陶瓷形状记忆聚合物材料[1]目前形状记忆材料作高技术材料已航空航天医疗卫生纺织等领域纺织服装领域作形态记忆面料开发种利形态记忆材料形态记忆金属纤维形态记忆聚合物材料等进行织造种利形态记忆树脂织物进行形态记忆整理赋予织物形态记忆功着科学技术需求现形态记忆面料研发倾利形状记忆纤维展开
22 形态记忆纤维织物
形状记忆纤维指纤维次成型时记忆外界赋予初始形状特性定型纤维意发生形变较低温度形变固定(二次成形)者外力强迫变形固定已变形纤维遇特定外部刺激时形状记忆纤维回复原始形状说终产品具纤维初形状记忆特性该种形状记忆纤维制织物称形状记忆织物
23 PTT形态记忆面料
PTT纤维综合锦纶柔软性(具更色牢度)腈纶蓬松性(避免磨损倾)涤纶抗污性(具备手感)加PTT纤维身固弹性弹性恢复性种纤维优良服性集体PTT聚合物具软硬段交排列嵌段结构定形区作逆相结晶区作固定相构成理形状记忆聚合物PTT逆相转变温度低PET 30℃左右实际该转变温度结晶度关更宽广范围调结构引l3丙二醇传统PET纤维亚甲基(—CH2—
)分子链螺旋型构象出现种结构特性具良拉伸受外力拉伸压缩应力时外力会迅速恢复形变PTT聚合物优良特性开发PTT形状记忆面料坚实基础[1]
目前国外PTT形状记忆面料开发尚处起步阶段国际较知名PTT形状记忆聚合物切片生产商Shell ChemicalsDuPontSolotex等公司日韩国中国台湾PTT形状记忆长丝生产技术已成熟够织造较品种PTT形状记忆织物1996年美国壳牌化学公司美国弗吉尼亚州兴建世界第PTT生产厂— Point Pleasant工厂1998年推出商品名CorterraPTT产品日旭化成公司1999年推出商品名SoloPTT产品紧美国杜邦(Du—Pont)2000年推出商品名SoronaPTT产品2004年壳牌化学公司推出高特纶(聚苯二甲酸丙二酯(PTT)中文注册商品名)记忆型面料开发具拟优势记忆型面料利高特纶两相结构记忆原始形状结晶结构相着温度变化逆相高特纶玻璃化温度45~65℃间逆相转变温度低常温体温度较容易变形记忆型织物明显实价值年日韩国意利西班牙墨西哥等国陆续开展PTT合成应方面研究欧洲已意利西班牙等国进行PTT纤维生产目前全球PTT纤维生产技术掌握壳牌化学(Shell Chemica1)杜邦(DuPont)两家公司手中
国PTT纤维产业化开发工作开始2000年8月海华源股份限公司壳牌化学公司达成合作开发协议福建**海天轻纺集团美国杜邦公司合作已成功研发PTT短纤维通合作组建服装面料研发生产基成国首家全球第二家PTT短纤维生产商****方圆化纤公司**兴虹化纤工业限公司翔鹭化纤等企业获美国杜邦公司专利许合作开发PTT纤维实现批量生产国PTT形状记忆丝生产尚处起步阶段2007年半年**市方圆化纤限公司成功开发出PTT形状记忆特性纤维投入试生产阶段成国具知识产权PTT形状记忆特性纤维生产企业产品商品名Fineyarn性达国际领先水PTT形状记忆特性纤维Fineyarn纤维集合体包括织物够
PTT纤维独特性织物风格手感充分体现出Fineyarn形状记忆面料具外观机械形变易形成消失风格特征目前Fineyarn已形成系列纤维产品制具抗菌功PTT长丝短纤质量指标完全满足道加工求纤维具长效抗菌性优异抗菌性抗菌成分热稳定性耐光耐高温
新出现PTT形状记忆面料特征:服装易理服装折叠压皱手抚回复初始展状态属力体温联合刺激诱发形状记忆功产品塑性方便服装造形通手工折叠抓捏面料做成需形状郁金香式时装等两特征类似数年前问世形状记忆金属纤维混纤织物原材料加工技术等限制金属纤维形状记忆织物容易普推广PTT高聚物形状记忆面料存限制
3 PTT纤维形状记忆面料生产技术点
31 PTT长丝生产
生产PTT纤维体纺丝设备基PET相似原PET纺丝生产线进行局部改造投入纺丝程中PTT高聚物熔体熔体路中停留时间短.普通PET纤维生产:PTT切片干燥时结晶器熔体螺杆挤出机头预滤器特注意纺丝温度熔体停留时间PTT纤维生产中工艺控制关键通常纺丝温度应控制255~265℃缩短熔体停留时间保证纺丝利进行 根工艺求通常控制熔体停留时间8—13min间较佳[7]
32 织造
PTT纤维特殊拉伸弹性织物设计中需考虑整理工艺中弹性稳定性适设计紧度纬密度略减少整理工艺中适放松张力采低张力幅卷绕加工超喂烘干保持纬拉伸性适增加纬机织造幅宽减少湿干整理时度拉幅定型防止衰减PTT拉伸弹性状态定型纬易达理想拉伸弹性
PTT纤维含量达30%PTT应采热定型加工面料保持良尺寸稳定性适热定型温度时问采热定型工序设置会面料手感性色泽等产生影响实际生产中根
PTT纤维低熔点低玻璃化温度适降低热定型温度保持弹性伸长性温度高会丧失弹性低拉伸效果回弹性较差通常采140~150℃30 S超喂15%面料达良定型效果柔软手感呢面整度泛黄[8]
33 染色
PTT纤维染色适染料分散染料染出浅深色泽说明PTTPET相似染色性疏水性疏水性染料染色
PTT纤维低60℃时染料基吸附超60℃明显吸附温度80℃升高90℃吸附量没明显变化染浴温度超90℃温度升高吸附量增加温度超100℃染料吸附量达值应该根染色温度适调整升温速率提高匀染性然PTT纤维常压染色PTT获深色泽温度110120℃色泽样染料浓度佳温度染PET色深约50PTT纤维130℃染表观颜色深度(KS 值表示)120℃时低纤维吸附染料放热程染料吸附达衡温度升高会导致衡解吸方移动降低染料吸附量[9]PTT形态记忆面料染色程中染色温度较低PTT纤维玻璃化温度软化点较低特点相适应会造成纤维塑化分收缩导致纤维结构发生变化丧失PTT记忆纤维形态记忆性根已研究发现高温染色PTT纤维回弹性没影响[10]
4 结束语
着科技发展生活水提高健康舒适服装已成时尚种高附加值差化纤维相继问世服装塑性形状回复性更高求形态记忆纤维纺织品开发中应受广泛关注PTT(聚苯二甲酸丙二醇酯)高聚物制做形状记忆面料国际市场非常火爆形状记忆织物已成高附加值纺织品
形状记忆面料充分发挥PTT纤维性纺织结构优势典范
(1)深入研究PTT纤维结构性质包括染色特性应性质根独性通合理织物结构设计优异特性充分发挥利PTT纤维记忆面料够成流行重原
(2)形状记忆面料中PTT充记忆原始形状弹性单元角色通聚复合纺纤维中低玻璃化温度成分存**低捻织物结构充织物发生第二次变形固定逆相角色低玻璃化温度成分织物结构提供面料服装形态塑性
(3)现长丝型形状记忆面料基础开展短纤维记忆面料交织记忆面料等系列化开发
(4)作新织物品种开发方形状记忆面料研究开发非常活跃目前尚客观评价形状记忆方法标准务急应基础研究着手研究建立合理体系便形状记忆面料新产品开发健全发展
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