錦綸纖維製造

世界上最早投入工業化生產的合成纖維

錦綸纖維製造也稱聚醯胺纖維,指由尼龍66鹽和聚己內醯胺為主要原料生產合成纖維的活動。

簡介


錦綸纖維,學名聚醯氨(Polyamide,PA)纖維,是分子主鏈上含有重複醯胺基團的聚合物用做纖維時的總稱,國際上稱為尼龍或耐綸(Nylon),由於錦州化纖廠是我國首家合成聚醯氨纖維的工廠,因此國內將其定名為“錦綸”。按照國際通行標準,錦綸根據聚合單體的碳原子數不同來命名,如聚己二醯己二胺可記為錦綸66。
錦綸纖維是世界上最早投入工業化生產的合成纖維,也是合成纖維的一個主要品種。其種類很多,根據大分子鏈的化學組成,常見的錦綸纖維包括脂肪族PA(如錦綸6、錦綸66)、脂環族PA(如聚十二烷二醯對二環己基甲烷二胺纖維)和芳香族PA(如錦綸6T、錦綸MXD6),不常見的錦綸纖維有錦綸3、錦綸4、錦綸8和錦綸9等。通過對常規品種錦綸的化學改性或物理變形,使其具有某一特性,可得到差別化錦綸。
錦綸性能優良,被廣泛地應用於人們生活和社會經濟的各個方面,其主要用途可分為三大領域:衣料服裝、產業用布和裝飾地毯。目前在國內外市場上最為常見、占絕對主導地位的錦綸纖維為錦綸6和錦綸66,我國以錦綸6為主。錦綸6較多地用做織物原料、衣料服裝;錦綸66多作為工業用絲,主要用於汽車輪胎、帘子布等。錦綸6也可做帘子布,但其質量低於錦綸66。

製造方法


錦綸6的學名為聚己內醯胺,大規模工業化生產中常用己內醯胺為原料,在適當的溫度和活化劑(如少量水)存在下,經一系列反應開環聚合,水解后的開環產物為氨基己酸,它可以通過縮聚或加成兩種途徑完成,使單體分子一個個連接起來成為長鏈狀的聚己內醯胺。
聚合物的相對分子質量一般控制在2萬左右。
錦綸6採用熔體紡絲成型,主要以切片熔融紡絲為主,其紡絲過程與滌綸紡絲基本相同。但錦綸6縮聚體中含有8%~10%的低分子化合物.需要在紡絲前進行切片萃取或在紡絲后洗滌加以去除。

性能


聚醯胺纖維大分子巾醯胺鍵與絲素大分子中的肽鍵結構相同.但聚醯胺分子鏈上除了氧、氧原子外,並無其他側基。因此,分子問結合緊密,纖維的化學穩定性、機械強度、形狀穩定性等都比蠶絲高得多,但不及蠶絲那麼柔軟和輕盈。

吸濕性

錦綸屬於疏水性纖維。因其大分子中含有極性的醯胺鍵,故其吸濕性比滌綸、腈綸高。但由於醯胺鍵在綿綸大分子中所佔比例不大,同時醯胺鍵也不是一個親水性很強的基團,所以錦 綸的吸濕性並不太高。標準回潮率錦綸6為4.5%;錦綸66為3.%~4.2%,在合纖中屬較高。

熱性能

滌綸是剛性鏈,而錦綸大分子中數目較多,是柔性鏈,因此其玻璃化轉變溫度較低。由於錦綸的大分子柔順性很好,其耐熱性較差,在150℃下受熱5h,強度和延伸度顯著下降,收縮率增加。錦綸6的安全使用溫度為93℃以下,錦綸66的安全使用溫度為130℃以下。錦綸的熱穩定性不太好。進行熱處理時,若無氧氣存在,錦綸的強度損失很小。在隔絕空氣的情況下,錦綸可被熔融而不發生明顯的降解,它發生明顯熱裂解的溫度為300~315℃。在100℃以下有氧氣和水分存在時,錦綸所受到的氧化作用也不明顯,它在空氣中的最高使用溫度是100~1100C,高於120℃該纖維即發生明顯的氧化裂解,強度損失明顯。此外,溫度升高還會使錦綸收縮.當溫度接近熔點時,纖維在嚴重收縮的同時會泛黃。

優缺點


優點

其耐磨性是紡織纖維中最好的;斷裂強度較高;回彈性和耐疲勞性優良;聚醯胺纖維密度小,是除乙綸和丙綸外的最輕的纖維;吸濕性低於天然纖維和再生纖維,但在合成纖維中其吸濕性僅次於維綸;染色性能好等。

缺點

耐光性較差.在長時問的日光或紫外光照射下.強度下降,顏色發黃;聚醯胺纖維的耐熱性也較差;聚醯胺纖維的初始模量比其他大多數纖維都低,因此在使用過程中容易變形。

用途及性能


錦綸纖維的應用領域僅次於滌綸,在民用方面,錦綸可以純紡和混紡作各種衣料及針織品,特別是它的單絲、復絲和彈力絲更宜於製成各種美觀、舒適而彈性極好的襪子。錦綸襪耐磨性佳,一雙錦綸襪可相當於棉線襪子3~5雙。在工業方面,可制工業用布、繩索、帳篷、漁網、容器、覆蓋布、傳動帶、輪胎帘子線、降落傘和軍用織物等。其中大量用於輪胎帘子線的優點是強力高,耐衝擊。