氨纶纤维的生产技术及发展趋势

朱杰波

摘 要：氨纶纤维是一种高弹性纤维，具有较大的延伸性和回复性，是现代纺织工业的重要原料，主要用于针织内衣、外衣、泳装、运动服装、袜类。近年来，国外还在机织物中加入氨纶丝，如棉+氨纶的弹力府绸，可制成衬衣、外套、裤子;在牛仔布、灯芯绒等机织物里均可加入一定比例的氨纶丝，制成弹力牛仔布、弹力灯芯绒。本文概述了氨纶纤维的主要生产技术，对氨纶纤维技术发展趋势进行了分析。

关键词：氨纶纤维;技术状况;发展趋势

1 氨纶纤维生产技术

1.1干法

聚醚与二异氰酸酯以1：2的摩尔比在一定的反应温度及时间条件下形成预聚物，预聚物经溶剂混合溶解后，再加入二胺进行链增长反应，形成嵌段共聚物溶液，再经混合、过滤、脱泡等工序，制成性能均匀一致的纺丝原液。然后用计量泵定量均匀地压入纺丝头。在压力的作用下，纺丝液从喷丝板毛细孔中被挤出形成丝条细流，并进入甬道。甬道中充有热空气（或惰性气体），使丝条细流中的溶剂迅速挥发，并被空气带走，丝条浓度不断提高直至凝固，与此同时丝条细流被拉伸变细，最后被卷绕成一定的卷装。

干法纺丝是目前世界上应用最广泛的氨纶纺丝方法。干法纺丝产量约为世界氨纶总产量的80%以上。干法纺丝工艺技术成熟，制成的纤维质量和性能都很优良。多年来，日本东洋纺向中国输出的生产线最多、最成熟，均为干法纺丝生产工艺技术，国内很多企业已完全掌握，并在技术上有较大的改进提升。

1.2濕法

首先用与干法纺丝类似的方法制成嵌段共聚物溶液，溶液经纺前准备，送至纺丝机，通过计量泵压入喷丝头。从喷丝板毛细孔中压出的原液细流进入凝固浴。凝固浴以温水（90℃以下）为凝固介质，原液细流中的溶剂向凝固浴扩散，原液细流中聚合物的浓度不断提高，于是高聚物在凝固浴中析出形成纤维，再经洗涤干燥后进行卷绕。湿法纺丝速度一般为5～50m/min，纤度0.55～44tex。湿法纺丝工艺流程复杂，装置设备投资费用大，纺丝速度较低，生产成本高。该法已逐渐被淘汰。目前湿法纺丝的产量约占氨纶总产量的10%左右。

1.3熔融法

原则上讲，凡能熔融且不发生明显分解的成纤高聚物都可采用熔融纺丝方法。但对氨纶生产，熔融纺丝只能适用于热稳定性良好的聚氨酯嵌段共聚物，如由CNCO甲撑二苯二异氰酸酯和;NCO丁二醇缩聚所获得的聚氨酯嵌段共聚物等。一般氨纶在高温停留稍长时间就会发生过量交联，生成凝胶，还会发生异氰酸酯的逆反应，使物理机械性能变差。氨纶熔融纺流程依次为：切片干燥—熔融—熔体细流形成—冷却—延伸—卷绕。

由于其热性能化学性能，可采用与聚酯相同的染料、染色条件及色彩进行染色。该纤维还适合与在低湿热定形的锦纶、腈纶、毛、蛋白纤维等混用。熔纺氨纶较非熔纺氨纶丝具有多项优点：丝质柔软;耐候性佳、保存时间长;单根纤维均一性良好;热定型性良好;产品品种变形快;生产中所用原材料安全性好;纺丝速度、生产效率高;操作简单，节约能源;透明度好，纤度小。熔融纺前几年由于受技术的制约，未能很好地推广开。近年来，随着氨纶应用领域的拓宽及技术瓶颈的突破，熔融纺氨纶工艺日趋成熟，并以其特有的工艺流程简单、设备投资低、能耗低、占地少、生产效率高、不用溶剂、无环境污染等优势而异军突起，成为新一代绿色纤维。

1.4反应法

反应纺丝法亦称化学纺丝法，由纺丝液转化成固态纤维时，必须经过化学反应或用化学反应控制成纤速率。反应纺丝法由单体或预聚物形成高聚物的反应过程与成纤过程同时进行。氨纶的反应纺丝，是将两端含有二异氰酸酯的聚醚或聚酯预聚物溶液，经喷丝头压出进入凝固浴，与凝固浴中的链增长剂反应，生成初生纤维。初生纤维卷绕后还应在加压的水中进行硬化处理，使初生纤维内部未起反应的部分进行交联，从而转变为具有三维结构的聚氨酯嵌段共聚物。反应纺丝法的纺丝速度一般为50～150m/min，纤度为0.56～38tex。该法因工艺复杂，纺丝速度低，生产成本高，设备投资大等问题也逐渐被淘汰。

2 氨纶工业市场前景及技术发展趋势

近年来，干法、湿法、反应法制得的氨纶，由于其耐湿热性能差，不能在通常用于聚酯染色的高温条件下染色。为了将氨纶打入以涤纶为主的市场，必须采用一种耐湿热性能有所改进的产品，由于熔纺氨纶可与涤纶一起染色，具有好的发展前景。

熔融纺丝法是1967年日本的日清纺公司推出的氨纶纺丝技术，近年来工艺日趋成熟，并以其特有的设备简单、投资少、见效快、不用溶剂、无环境污染等优势而异军突起，迅速发展成为最具有前途的氨纶纺丝技术，预计21世纪有新发展。日本的一些厂商和德国的阿克苏诺贝尔公司在过去的10年里一直在研制这类产品，现已取得突破性进展，成功地开发了熔融纺丝技术。东洋纺公司也已开发出熔融纺丝的氨纶“Spandex-M”，还有日清纺、钟纺、可乐丽、帝人等公司都已将熔融纺产品投入市场。目前日本的熔纺氨纶生产能力约为4.0kt/a，已占全日本氨纶年产能力的20%。杜邦、拜耳两大公司以及日本东丽-杜邦公司也都在研究开发保留有干纺优点的熔融纺丝新技术。台湾聚隆纤维公司、韩国鲜京工业公司建设熔纺氨纶实验工厂，并计划达到商业生产水平。东洋纺公司已推出熔喷植绒新技术，生产抗菌灭菌非织造布。

熔纺氨纶适用于同聚酯混纺制备弹性织物。由于其热性能和化学性能，可采用与聚酯相同的染料、染色条件及色彩进行染色。该纤维还适合与在低湿热定形的锦纶、腈纶、毛、蛋白纤维等混用。但熔融纺氨纶的质量尤其是断裂伸长与弹性恢复率逊色于干法氨纶;其耐氯性、染色性略低于一般合成纤维，该方面的研究目前已成为世界氨纶生产厂商所共同关注的焦点。

结语

随着人们生活水平的提高，对服饰及服装面料的要求也越来越高，氨纶已经成为一种高附加值的新型纺织材料，是下一世纪纺织技术的发展方向。因此发展我国氨纶生产及弹力织物，对于提高人们穿着水平、开拓氨纶市场的新领域具有深远的意义。

参考文献

[1]中国化纤总公司.化学纤维及原料实用手册.北京：中国纺织工业出版社.1996.365

[2]戴长华.聚氨酯弹性纤维发展现状与思考.合成纤维，1998，27（3）：36～41

[3]冯学友.烟台氨纶公司发展势头迅猛.化纤信息，1997，（9）：21