彈性纖維滿足舒適需求

編輯/崔書健

彈性纖維是一種生活中常見的紡織服裝原料，為人類享受穿衣的舒適性作出了巨大貢獻

在眾多的功能性紡織品中，彈性纖維在服裝的穿著舒適性、蓬松保暖等方面扮演著不可替代的角色。含有彈性纖維的衣物，既貼合人體體型、增加美感，又迎合了人體對舒適性的要求。因此，人們越來越多地將彈性纖維應用到各種織物上，如泳裝、滑雪服、休閑運動衫、內衣、緊身衣、絲襪等。賦予紡織面料一定的彈性已然成為服用紡織品必然的發展趨勢。

1 彈性纖維的定義

從紡織角度講，彈性纖維的彈性與其特殊的分子結構有關，其伸長可達到數倍以上，且拉伸后又能迅速回復。通常彈性纖維是指具有較高斷裂伸長率，有接近100 %的彈性恢復能力，初始模量很低的合成纖維。

較早的國家標準GB/T 4146-1984《紡織名詞 術語 化纖部分》中將彈性纖維定義為：具有高延伸性、高回彈性的合成纖維，這種纖維被拉伸為原長的三倍后再予以放松時，可以迅速地基本恢復到原長。

這一定義中明確規定彈性纖維的拉伸倍數為原長的3倍。而國家標準GB/T 4146.1-2009《紡織品 化學纖維 第1部分：屬名》中并未就彈性纖維給出具體的定義，而是對聚氨酯彈性纖維和聚烯烴彈性纖維兩種纖維的主要特征給出了描述。

美國材料與試驗協會（ASTM）對彈性體的定義為在室溫條件下，材料可反復拉伸到至少為原長的2 倍，在外力釋放后能迅速恢復至原長的材料。此定義涵蓋范圍較廣，并非專指彈性纖維。

2 彈性纖維的分類

根據彈性機理差異，彈性纖維可分為軟、硬鏈段鑲嵌的本征彈性纖維，如氨綸、橡膠絲、熱塑性聚酯彈性體；以及形態彈性纖維，如通過后道機械加工或由自身收縮性能差異而獲得的卷曲結構的雙組分復合纖維。

根據彈性大小，又可分為高彈性絲（彈性伸長率400%～800%）、中彈性絲（彈性伸長率150%～390%）、微彈性絲（彈性伸長率20%～150%）和低彈性絲（彈性伸長率小于20%）。

3 常見的彈性纖維

現在市場上的彈性纖維種類很多，總體可分為：聚氨酯纖維（氨綸）、聚醚酯類彈性纖維、聚烯烴類彈性纖維（以DOW公司XLA纖維為代表）、PTT纖維、雙組分復合卷曲纖維（PET/PTT以T400為代表）、硬彈性纖維等。

目前，商業化最成功的彈性纖維是氨綸，以氨綸包芯紗的方式廣泛運用于各種織物；聚烯烴類彈性纖維（XLA）因不需要熱定型尤其適合用于毛織物；PET/PTT雙組分纖維則以其不需包覆可直接應用、優良的化學穩定性且具有前兩種復合纖維不可替代的優勢得到了廣泛關注。

3.1 聚氨酯纖維（氨綸）

氨綸纖維屬于聚氨酯類結構，是彈性纖維中最早開發且應用最廣、生產技術最為成熟的品種。具有高延伸性、低弾性模量和高彈性回復率，氨綸的伸長率可達400%～800%。氨綸還具有優良的化學穩定性和熱穩定性，耐酸堿性、耐汗性、耐干洗性、耐磨性均較好。但氨綸需要包覆后才能使用，且存在不耐氯漂、易松弛的缺點。

一般只要加入2%～10%的氨綸，即可使內衣柔軟貼身、舒適美觀，使運動裝活動自如，使時裝和休閑褲具有良好的懸垂性、保形性和時尚性。該纖維還具有原料便宜、易于生產和加工的優點，是一類較有發展前途的纖維。

3.2 聚醚酯彈性纖維

聚醚酯彈性纖維是由聚酯和聚醚共聚物通過熔融紡絲制得的彈性纖維，日本帝人公司于 1990 年首次生產。聚醚酯彈性纖維與聚氨酯彈性纖維結構類似，也具有“區段”結構特征。“軟”鏈段主要是聚醚鏈段，柔軟性好，鏈較長，容易伸長變形；“硬”鏈段則是聚酯鏈段，相對較僵硬，易于結晶，鏈較短，在纖維受力變形時起節點作用，賦予彈性回復性能，并決定纖維的強力和耐熱性。

聚醚酯彈性纖維不僅強度較高，彈性也很好，在伸長50%時，中強彈性纖維的彈性已與氨綸相當，熔點也較高。此外，它們的耐光性優良，耐氯漂性、耐酸堿性等都較普通氨綸好。由于耐酸堿性良好，由它和滌綸組成的織物還可進行堿減量加工，以提高織物的懸垂性。

3.3 聚烯烴彈性纖維（XLA）

XLA纖維是美國陶氏公司推出的聚烯烴纖維，該纖維的平均結晶度為14%，斷裂伸長率達到500%，并可承受220℃高溫，耐氯漂和強酸堿等化學劑的侵蝕，具有很強的抗紫外線降解性能。在經過水洗、漂白、色染、涂層和粘合等處理后，其固有的彈性基本不受影響。同時由于XLA纖維的織物伸長所需的力要比其他多數彈力織物小，收縮更自然舒適，適合用于嬰幼兒服飾。

此外，由于XLA的主要成分是可循環利用的聚烯烴，在紡織過程中不會釋放可揮發的有機化合物，也不會妨礙服裝的回收利用。

3.4 復合彈性纖維（T400纖維）

CONTEX 康泰斯（ST 100 復合彈性纖維，市場統稱 T400 彈性纖維）是一種采用杜邦 Sorona 為主要原料，與普通 PET 通過先進復合紡絲工藝制成的雙組分新型復合彈力纖維；具有自然永久螺旋卷曲及優異的膨松性、彈性、彈性回復率、色牢度以及特別柔軟的手感，既可單獨純織，也可與棉、粘纖、滌綸、錦綸等進行交織，形成多種多樣的種類風格。它不僅解決了傳統氨綸絲不易染色、彈力過剩、織造復雜、面料尺寸不穩定，以及在使用過程中易老化等諸多問題，還可以直接在噴氣、噴水、箭桿織機上織造，不必像氨綸那樣須先做成包覆紗后才能上機織造，降低了紗線的成本，提高了產品的質量均一性。

3.5 硬彈性纖維

上述彈性纖維都屬軟彈性纖維，在較低應力下就發生較大的變形和回復。從熱力學角度分析，彈性來自分子鏈的自由度（或混亂度），即體系熵值的變化，因此上述纖維的結晶度都很低。但是在特殊加工條件下制得的某些纖維，例如聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等纖維，雖然在低應力下不易變形（因為它們有較高的模量），但在較高應力下，特別是在較低溫度下，也有較好的彈性，故這類纖維被稱為硬彈性纖維。

硬彈性纖維的變形和回復較軟彈性纖維有明顯區別。例如硬彈性PP纖維經拉伸回復后立刻進行第二次拉伸，其模量和強度要下降很多，但如果去除應力后放置一段時間，或升高溫度使其充分松弛后進行第二次拉伸，則其變形回復與第一次的曲線基本接近。這是由于該硬彈性纖維拉伸和回復時，不僅發生前述軟彈性纖維卷縮分子長鏈段的拉伸和回縮變形，而且在拉伸過程中還伴隨一些微孔結構和晶片網絡結構的變化。只有這些結構變化逐漸恢復后，才能回到原來的狀態，故它們在較高壓力下才發生變形回復，稱為硬彈性纖維。目前，硬彈性纖維在紡織品中應用不多，但由于其彈性特點不同于軟彈性纖維，因此可開發一些特殊的紡織品。