nylon(纖維材料)

聚鑫家電 2021-06-14

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nylon

纖維材料共2個含義

纖維材料
美國雜志

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nylon（尼龍），別稱耐綸、錦綸，是聚酰胺纖維，是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團—[NHCO]—的熱塑性樹脂總稱，由美國著名化學(xué)家卡羅瑟斯和他的科研小組發(fā)明。

nylon是世界上出現(xiàn)的第一種合成纖維，可制成長纖或短纖，突出的優(yōu)點是耐磨性高于其他纖維。

中文名尼龍

外文名nylon

纖維學(xué)名聚酰胺(polyamide)纖維

通稱尼龍六六(Nylon 66)

基本內(nèi)容

纖維名稱——尼龍，聚酰胺纖維　　中文名：尼龍(Nylon)，纖維學(xué)名為聚酰胺(polyamide)纖維。

是杜邦公司所生產(chǎn)之聚己二酰己二胺之商品名﹐即一般通稱為尼龍六六(Nylon 66)。聚酰胺纖維是第一個合成高分子聚合物商業(yè)化之合成纖維制品﹐其為在1937年由美國杜邦公司卡羅瑟斯(Caarothers)研究發(fā)明聚六甲基己二酰胺(即尼龍六六酰)﹐因而開啟了合成纖維的第一頁﹐其至今仍是聚酰胺纖維的代表。

卡羅瑟斯于1928年就在研究聚酯纖維﹐其完成脂肪族二元酸及二元醇之聚酯聚合體之基礎(chǔ)研究﹐惟因熔點過低而無法實用。但也因此研究而奠定了今日之PET聚酯纖維之輝煌騰達?？_瑟斯對于多數(shù)分子之分子間結(jié)合為新的巨大分子之反應(yīng)稱為聚合(polymerization)反應(yīng)。而由縮合(condensation)反應(yīng)之反復(fù)繼續(xù)結(jié)合成巨大分子之反應(yīng)稱為聚縮合(polycondensation)反應(yīng)。在此觀念下卡羅瑟斯自1928年起進行鏈狀之高分子合成研究﹐由聚縮合反應(yīng)合成了聚酰胺類﹐聚醇縮醛類﹐聚醚類等鏈狀高分子化合物﹐歷經(jīng)無數(shù)次之基礎(chǔ)研究后于1937年由已二胺和已二酸經(jīng)聚縮合反應(yīng)而成的聚六甲基己二酰胺即尼龍六六﹐是最早商業(yè)化之高分子合成纖維﹐并于1937年做成了第一雙尼龍絲襪﹐杜邦公司旋即在1938年9月取得該專利權(quán)并以 “Nylon”為商品名﹐在1939年建立第一個量產(chǎn)工廠﹐當時之產(chǎn)能為4000噸每年﹐1944年達25000噸﹐1948年達35000噸﹐1951年增加到65000噸﹐在此同時英國﹐法國﹐意大利﹐西德﹐日本也相繼建廠生產(chǎn)﹐在尼龍六六開始商業(yè)化之同時﹐德國法本公司(IG Farben/basf)之施拉克(p.schlack)于1938年提出由已內(nèi)酰胺(Caprolactum﹐縮稱CPL)合成聚己酰胺纖維即尼龍六之專利﹐并取得商品名perlon﹐之后隨著聚酰胺纖維工業(yè)發(fā)展﹐各國之纖維材料研究者陸續(xù)進行多種聚酰胺纖維之研究﹐較成熟的有荷蘭國家礦業(yè)公司之聚丁二酰己二胺即尼龍四六﹐其它還有聚辛酰胺之尼龍八﹐聚壬酰胺之尼龍九﹐聚十二甲基己二胺之尼龍六十二﹐聚十一酰胺之尼龍十一等﹐雖然種類多﹐但仍以尼龍六與尼龍六六為大宗﹐其生產(chǎn)量占聚配備胺纖維之95%以上。

(一)﹑聚酰胺纖維性能

聚酰胺纖維最突出的優(yōu)點為耐磨性較其它纖維優(yōu)越﹐其次為它的彈性佳﹐其彈性回復(fù)率可媲美羊毛﹐還有其質(zhì)輕﹐比重為1.14﹐在已商業(yè)化之合成纖維中﹐其僅次于聚丙烯(丙綸﹐比重小于1),而較聚酯纖維(比重1.38)輕﹐因此聚酰胺纖維可加工成細勻柔軟且平滑之絲﹐供織造成美觀耐用之織物﹐另其同聚酯纖維一樣具耐腐性﹐不怕蟲蛀﹐不怕發(fā)霉之優(yōu)點。

聚酰胺纖維之缺點為耐旋光性稍差﹐如在室外長時間受日照時﹐則易生黃﹐強度下降﹐與聚酯絲相比其保型形性較差﹐因此織物較不夠挺拔﹐還有其纖維表面光滑﹐較有蠟狀感﹐關(guān)于這些缺點近年來已研究出各種改善措施﹐如加入耐光劑以改善耐旋光性﹐或制成異型斷面以改善外觀及光澤﹐以DTY或ATY加工或與其它纖維混紡或交織﹐以改善手感。

聚酰胺纖維之各種性能再詳述如下﹕

1﹑耐磨性﹕聚酰胺纖維之耐磨性是所有紡織纖維中最好的﹐同條件下﹐其耐磨性為棉花之10倍﹐羊毛之20倍﹐嫘縈(rayon)之50倍﹐如在毛紡或棉紡中摻入15%之聚酰胺纖維﹐則其耐磨度比純羊毛料或棉料提高3倍。

2﹑斷裂強度﹕衣料用途聚酰胺纖維長纖其斷裂強度為5.0~6.4g/d﹐產(chǎn)業(yè)用之高強力絲則為7~9.5 g/d甚至更高﹐其濕潤狀態(tài)之斷裂強度約為干燥狀態(tài)之85%~90%。

3﹑斷裂伸度﹕聚酰胺纖維之斷裂伸度依品種之不同而有所差異﹐強力絲之伸度較低在10~25%間﹐一般衣料用絲25~40%﹐其濕潤狀態(tài)之斷裂伸度約較干燥狀態(tài)高3~5%。

4﹑彈性回復(fù)率﹕聚酰胺纖維之回彈性極佳﹐長纖之伸度10%時﹐其彈性回復(fù)率為99%﹐而聚酯在相同狀況下為67%﹐嫘縈則僅32%。

5﹑耐疲勞性﹕由于聚酰胺纖維之彈性回復(fù)率好﹐因此其耐疲功性也佳﹐其耐疲勞性與聚酯絲接近而高于其它化學(xué)纖維及天然纖維﹐在相同之試驗條件下聚酯酰胺纖維之耐疲勞性比棉纖維高7~8倍﹐比嫘縈高幾拾倍。

6﹑吸濕性﹕聚酰胺纖維之吸濕性比天然纖維和嫘縈低﹐但在合成纖維僅次于聚氯乙烯醇(PVA,維綸)而高于其它合成纖維﹐nylon 66在溫度20攝氏度﹐相對濕度65%時之含水率為3.4~3.8﹐nylon 6則為3.4~5.0﹐故聚酰胺六之吸濕性略高于聚酰胺六六。

7﹑染色性﹕聚酰胺纖維之染色性較天然纖維及嫘縈困難﹐但仍較其它合成纖維易染色﹐一般以酸性染料染色。

8﹑光學(xué)性質(zhì)﹕聚酰胺纖維具雙折射(birefringence)﹐雙折射隨延伸比變化很大﹐其在充分延伸后﹐尼龍六六纖維之縱向折射率為1.528﹐橫向折射率為1.519﹐尼龍六纖維之縱向折射率為1.580﹐橫向折射率為1.530﹐聚酰胺纖維表面光澤度較高﹐通常于聚合添加二氧化鈦消光。

9﹑耐旋光性﹕聚酰胺纖維之耐旋光性能較差﹐于聚合時添加耐光劑制成纖維后可改善耐旋光性能。

10﹑耐熱性﹕聚酰胺纖維之耐熱性不佳﹐在150攝氏度時歷經(jīng)5小時即變黃﹐170度開始軟化﹐到215度開始熔化﹐nylon 66耐熱性要較nylon 6好﹐其安全溫度分別為130及90度﹐熱定型溫度最高不能超過150度﹐最好在120度以下﹐但聚酰胺纖維耐低溫性佳﹐即使在零下70度之低溫使用﹐其彈性回復(fù)率變化不大。

11﹑耐化學(xué)品性﹕聚酰胺纖維耐堿性佳﹐但耐酸性則較差﹐在一般室溫調(diào)件下﹐其可耐7%之鹽酸﹐20%之硫酸﹐10%之硝酸﹐50%之燒堿浸泡﹐結(jié)果都不受腐蝕﹐因此聚酰胺纖維適用于防腐蝕工作服﹐另外其可用做漁網(wǎng)﹐不怕海水浸蝕﹐尼龍漁網(wǎng)要比一般漁網(wǎng)壽命長3~4倍。

(二)尼龍六及尼龍六六性能比較

尼龍六及尼龍六六纖維占聚酰胺纖維95%以上，它們的主要性能如附表，其物理性能雖然有差異，但在一般用途上，其在外觀、手感、強力及耐磨性都十分接近，從其平織布及針織布亦難分軒輊，因而往往可互相替代，但如從成本考慮，則尼龍六較占優(yōu)勢?尼龍六長絲之收縮率較尼龍六六略高，其較適合針織物及起絨織物?尼龍六因具較低之軟化點，因此較尼龍六六柔軟，但其卷曲變形較困難，故尼龍六六之加工絲卷縮堅牢度較尼龍六優(yōu)越，故如做褲襪材料，尼龍六六要比尼龍六彈性佳，也較耐穿?因尼龍六六之熔點較尼龍六高且縮率可較低，因此，用于輪胎簾布較尼龍六于制成輪胎后較能耐高速行駛，輪胎亦可行駛較長之里程?另尼龍六六與聚酯纖維之熔點接近其與聚酯之交織物，可與聚酯相同之溫度同浴染，因此尼龍六六之N/T織物(尼龍及聚酯交織物)要較尼龍六之N/T織物染色牢度佳。

Nylon 66和Nylon 6性能比較表

纖維品種 Nylon 66 Nylon 6

長絲

性能指針一般絲強力絲短纖維一般絲強力絲

斷裂強度

Cn/dtx 干 4.94~5.65(5.6~6.4) 5.65~7.68(6.4~7.8) 4.15~5.92(4.7~6.7) 4.4~5.65(5.0~6.4) 5.65~7.68(6.4~8.7)

(g/den) 濕 3.97~5.29(4.5~6.0) 4.86~6.89(5.5~7.8) 3.44~5.03(3.9~5.7) 3.70~5.21(4.2~5.9) 5.21~6.53(5.9~7.4)

打結(jié)強度(%，干強) 80~90 60~70 80~90 70~80

干濕強度比(%) 90~95 85~90 83~90 84~92 84~92

斷裂伸度% 干 26~40 16~24 38~50 28~42 16~25

濕 30~52 21~28 40~58 36~52 20~30

彈性回復(fù)率%(伸長3%時) 95~100 98~100 95~100 98~100 98~100