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弹性体纤维

elastomeric fibre

具有高断裂伸长（400％以上）、 低模量和高弹性回复率的合成纤维。按化学结构分为：天然乳胶丝、多嵌段聚氨酯纤维以及其他合成共聚物纤维。多嵌段聚氨酯纤维常被称为弹性纤维(spandex),中国的商品名为氨纶。

聚氨酯纤维的高弹性质和一般的弹力丝（见变形纤维）不同，它是由聚合物大分子组成和超分子结构的特点决定的。聚氨酯嵌段共聚物的大分子是由柔性很大的长链段（软链段）和刚性的短链段（硬链段）交替组成的。以软链段为基体，而硬链段分散嵌在其中，其分子结构如图聚氨酯大分子链段结构所示。柔性软链段由脂肪族聚酯或聚醚组成，可以看作是一个容易伸展的弹簧;而刚性链段则是由氨基甲酸酯和脲基所组成,如同一个刚性小球。由小球把弹簧相互连接起来组成的网，是一个具有一定强度的弹性体。这两种链段以共价键连结在一起。由于软链段中每个单键围绕其相邻的单键作不同程度的内旋转，因而外形弯弯曲曲的长链段象一个杂乱的线团，它的形态不断地变化。大分子在外力作用下有很大的适应性并且长度也有很大的伸展余地，从而赋于纤维以高伸长和高弹性回复的特性。在硬链段中含有极性基团。分子间因氢键的作用而形成“区域”结构或结晶，在大分子链间起着物理交联作用，使纤维具有一定的强度。

嵌段共聚物的合成一般分三个步骤：①线型柔性大分子二醇的合成,即制备分子量为500～4000末端含有羟基的低聚物（脂肪族聚酯或聚醚）；②聚酯或聚醚同过量的芳香族二异氰酸酯反应生成末端含有异氰酸酯的预聚物;③硬链段形成,即将预聚物溶于适当的溶剂中（如二甲基甲酰胺）与低分子的二胺或二醇进行链伸展反应，由此得到嵌段聚氨酯纺丝溶液。可采用一般的干纺、湿纺或熔纺进行纺丝，有时也可采用反应纺丝。

聚氨酯纤维具有高延伸性（500～700％）、低弹性模量（200％伸长，0.04～0.12克/旦）和高弹性回复率（200％伸长，95～99％）。除强度较大外,其他物理机械性能与天然乳胶丝十分相似。它比乳胶丝更耐化学降解，具有中等的热稳定性,软化温度约在200℃以上。用于合成纤维和天然纤维的大多数染料和整理剂，也适用于聚氨酯弹性纤维的染色和整理。聚氨酯弹性纤维耐□、耐海水并耐各种干洗剂和大多数防晒油。长期暴露在日光下或在氯漂白剂中也会褪色，但褪色程度随聚氨酯纤维的类型而不同，差异很大。

聚氨酯弹性纤维一般不单独使用，而是少量地掺入织物中。它通常有三种主要形式：①裸丝；②单层或双层包线纱；③皮芯纱或皮芯合股纱。这种纤维既具有橡胶性能又具有纤维的性能，易于纺制25～2500旦不同粗细的丝,因此广泛被用来制作弹性编织物,如袜口、家具罩、滑雪衣、运动服、医疗织物、带类、军需装备、宇航服的弹性部分等。随着人们对织物提出新的要求，如重量轻、穿着舒适合身、质地柔软等，低纤度聚氨酯弹性丝织物在合成纤维织物中所占的比例也越来越大。



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