含弹性纤维弹力织物的染整工艺

    近年来，含弹性纤维弹力织物在国际市场十分流行，发展迅速。自20世纪80年代以来，含弹性纤维弹力织物一直受到人们的青睐。尤其在90年代后期，由于这类产品具有较高的弹性和优异的回弹性能，手感柔软、穿著舒服，并能显露出形体美，加上易吸汗，不产生静电，因而得到越来越多的应用。目前该类织物已广泛应用于纺织工业，从内衣到外衣，从针织物到机织物，从服装用布到装饰用布及功能性材料，具有广阔的发展前景和良好的经济效益。

    弹性纤维最早是由德国Bayer及其同事于1937年采用二异氰酸加聚工艺获得了以聚氨基甲酸乙酯主要组成的弹性纤维。但大规模工业化生产是1962年由美国杜邦公司实现的，并命名为Lycra（莱卡）。随后德国拜耳、日本东丽、东洋纺、帝人、可乐丽等公司相继推出了各种新品种。韩国是近年来发展弹性纤维最快的国家，目前已成为世界上最大的生产国，预计到2003年年产量将达9万吨。中国弹性纤维的需求量较大，90年代已在山东烟台、江苏连云港、广东鹤山、福建长乐、上海青浦、浙江绍兴等地先后建立了弹性纤维生产线，年生产能力可达2.5万吨。随着弹力纺织品种类和用量的增加，中国弹性纤维生产和应用将会进一步扩大。

    据报导，已有上海、江苏、浙江、安徽、山东、福建、广东、四川、湖北、河北、辽宁、河南、陕西等10多个省市的染整企业和大专院校开发生产了各种弹性纤维弹力织物，并取得了一定成效和实践经验。但也存在一些需进一步研究探讨的问题，如门幅尺寸稳定性与碱浓、定形温度之间的矛盾，采用氯漂去麻皮与清洁生产的矛盾，碱浓与去杂效果和清洁生产的矛盾，缩水率过大、织物泛黄与弹性回复率的矛盾，生物为的应用等。目前染整行业的科技人员都在探索研究含弹性纤维弹力织物染整加工工艺技术的最佳条件，并探索染整工艺与弹性纤维弹性性能、尺寸稳定、织物幅宽变化之间的关系，以及弹性纤维染整加工对设备的要求，以求得最佳的染整加工工艺。

 　 （1）弹性纤维的组成结构

    弹性纤维的主要化学组成足聚氨基甲酸酯，但均聚的聚氨基甲酸酯纤维不具有良好的弹性，之所以有良好的弹性是由于它是软链段和硬链段的嵌段共聚物组成的网络结构所致，即具有“区段”网络结构。“区段”结构是透过二异氰酸醋分段加聚获得。出低分子二异氰酸酯与低分为二羟基化合物反应制得高熔点易结晶的“硬段”；软段是由长链二羟基化合物（大分子二醇）制得，它又可分为聚醚二醇和聚酯二醇两类。根据分子链中软链段的聚酯和聚醚，聚氨酯纤维可分为聚酯类和聚醚类。

    这种含聚氨基甲酸酯大于85％的具有城段结构的长链型高分子化台物组成的纤维，具有特殊的超分子结构，是弹性纤维高弹性和高延伸度的弹性基础，它足由纵向的结晶刚性链段和作横向连接的非结晶柔性链段形成一个具有强大的分子间力的大分子网状结构，其中柔性链段呈无规则的缠结状态，如加以拉伸，则柔性链段变成有规则的状态，此时它又力图恢复原来的缠结状态。其高弹性能和从伸长状态迅速恢复到缠结状态的性能，就是建立在这一结构基础上的。另外由于软链段在通常情况下不结晶，其中氨基甲酸酯基的含量很低，其玻璃化温度又很低（在一40℃以下），所以在室温下处于高弹态。其分子量较高，约在2 000左右（Mn＝1500～3 000），其长度为15～30nm，约为硬链段长度的10倍。

    因此在室温下被拉伸时，可产生很大的伸长，并具有优异的回弹性。如软链段中多元醇链越长，则大分子就越柔软，如链段短则导致刚性。结构中的硬链段为氨基甲酸醋与鬸基，其分子量较小（Mn＝500～700），链段又短，但由于链段中含有多种极性基因，分子间的氢键和结晶起着大分子链之间的物理交联作用。所以一方面可为软链段的高度伸长和回弹性提供必要的结点条件，阻止分子间发生相对位移，另一方面可赋予纤维一定的强度与弹性模量，正是这种软、硬链段共存的体系，形成了弹性纤维的高弹性。