【纺织原料】锦纶纤维

1、什么是锦纶

锦纶，英文全称Polyamide，简称：PA，又称为聚酰胺纤维、耐纶等，俗称尼龙，是分子链上含有重复酰胺基团（-NHCO-）的热塑性树脂的总称。

尼龙由美国著名化学家华莱士·卡罗瑟斯于1935年2月28日发明，是世界上出现的第一种合成纤维，也是世界上使用最广泛的合成材料之一。主要品种有尼龙66、尼龙610等。其命名由合成单体所具有的碳原子数而定：例如尼龙66，由己二酸（C6H10O4）和六亚甲基二胺（C6H12N2）两个单体组成。

1935年2月28日，美国威尔明顿杜邦公司（DuPont）的华莱士·卡罗瑟斯制成了尼龙66，并获得专利权。1936-1937年，其发明用熔体纺丝法制造PA66的技术。1938年，最早的尼龙制品——牙刷刷毛于2月24日上市发售。1940年5月15日，妇女穿的尼龙丝袜上市。1941年，巴斯夫（BASF）完成尼龙的基础研究并开始筹建第一个生产尼龙6的小型工厂。

1958年4月，第一批中国国产己内酰胺试验样品终于在辽宁省锦西（现辽宁省葫芦岛）化工厂试制成功。产品送到北京纤维厂一次抽丝成功，从此拉开了中国合成纤维工业的序幕。因为它诞生在锦西（现辽宁省葫芦岛）化工厂，所以这种合成纤维后来就被命名为“锦纶”，也就是尼龙。由于锦纶在当时一穷二白的新中国建国初期具有重要的国防军事用途，因此锦纶诞生的意义不言而喻。

2、锦纶的分类

常用的锦纶纤维可分为两大类。

一类是由二胺和二酸缩聚而得的聚二酸二胺，其长链分子的化学结构式为：H-[HN(CH2)xNHCO(CH2)yCO]-OH。

这类锦纶的相对分子量一般为17000-23000。根据所用二元胺和二元酸的碳原子数不同，可以得到不同的锦纶产品，并可通过加在锦纶后的数字区别，其中前一数字是二元胺的碳原子数，后一数字是二元酸的碳原子数。例如锦纶66，说明它是由己二胺和己二酸缩聚制得；锦纶610，说明它是由己二胺和癸二酸制得。

另一类是由内酰胺缩聚或开环聚合得到的，其长链分子的化学结构式为：H-[NH(CH2)xCO]-OH。

根据其单元结构所含碳原子数目，可得到不同品种的命名。例如锦纶6，说明它是由含6个碳原子的己内酰胺开环聚合而得。

锦纶6、锦纶66及其他脂肪族锦纶都由带有酰胺键（-NHCO-）的线型大分子组成。锦纶分子中有-CO-、-NH-基团，可以在分子间或分子内形成氢键结合，也可以与其他分子相结合，所以锦纶吸湿能力较好，并且能够形成较好的结晶结构。

锦纶分子中的-CH2-（亚甲基）之间因只能产生较弱的范德华力，所以-CH2-链段部分的分子链卷曲度较大。各种锦纶因今-CH2-的个数不同，使分子间氢键的结合形式不完全相同，同时分子卷曲的概率也不一样。另外，有些锦纶分子还有方向性。分子的方向性不同，纤维的结构性质也不完全相同。

3、锦纶纤维的特性

锦纶是一类极性较强的高分子材料，其分子间可形成大量氢键，因此具有较高且熔融范围较窄的熔点。该材料表现出优异的力学性能、亲水性、润滑性、耐磨性、耐腐蚀性、耐油性和阻透性，无毒无味，同时加工性能良好，使其在各行业中得到广泛应用。然而，尼龙在强酸或强碱环境下稳定性较差，且吸湿性较强，在某些应用场景下需要特别考虑。

3.1耐磨性和强度

聚酰胺作为主要的合成纤维，其最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维，比棉花耐磨性高10倍，比羊毛高20倍，在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维，可大大提高其耐磨性。聚酰胺纤维的强度比棉花高1-2倍、比羊毛高4-5倍，是粘胶纤维的3倍。

3.2熔点及弹性

尼龙6的熔点为220℃而尼龙66的熔点为260℃。但对地毯的使用温度条件而言，这并不是一个差别。而较低的熔点使得尼龙6与尼龙66相比具有更好的回弹性，抗疲劳性及热稳定性。当拉伸至3-6%时，弹性回复率可达100%；能经受上万次折挠而不断裂。

3.3耐热、色牢度

但聚酰胺纤维的耐热性和耐光性较差，保持性也不佳，做成的衣服不如涤纶挺括。另外，用于衣着的锦纶-66和锦纶-6都存在吸湿性和染色性差的缺点，为此开发了聚酰胺纤维的新品种——锦纶-3和锦纶-4的新型聚酰胺纤维，具有质轻、防皱性优良、透气性好以及良好的耐久性、染色性和热定型等特点，因此被认为是很有发展前途的。

3.4清洗性及防污性

影响这两种性能的是纤维的截面形状及后道的防污处理。而纤维本身的强度及硬度对清洗及防污性影响很小。

3.5抗尘性

美国Clemson大学曾在Tampa国际机场分别用Zeftron500尼龙6地毯和Antron XL尼龙66地毯进行了一个长达两年半的实验。地毯处于人流量极高的状态下，结果表明：巴斯夫Zeftron500尼龙在颜色保持性及绒头耐磨性方面要稍好于Antron XL。两种纱线的抗尘性能没有差别。

4、锦纶的用途

4.1替代金属

锦纶的用途非常广，是以塑代钢、铁、铜等金属的好材料，是重要的工程塑料；铸型尼龙广泛代替机械设备的耐磨部件，代替铜和合金作设备的耐磨损件。适用于制作耐磨零件、传动结构件、家用电器零件、汽车制造零件、丝杆纺织机械零件、化工机械零件、化工设备。如涡轮、齿轮、轴承、叶轮、曲柄、仪表板、驱动轴、阀门、叶片、丝杆、高压垫圈、螺丝、螺母、密封圈，梭子、套筒、轴套连接器等。

由于聚酰胺具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性，因此广泛应用于代替铜等金属在机械、化工、仪表、汽车等工业中制造轴承、齿轮、泵叶及其他零件。聚酰胺熔融纺成丝后有很高的强度，主要做合成纤维并可作为医用缝线。

4.2用于各种医疗及针织品

在民用上，可以混纺或纯纺成各种医疗及针织品。锦纶长丝多用于针织及丝绸工业，如织单丝袜、弹力丝袜等各种耐磨的锦纶袜，锦纶纱巾，蚊帐，锦纶花边，弹力锦纶外衣，各种锦纶绸或交织的丝绸品。锦纶短纤维大都用来与羊毛或其他化学纤维的毛型产品混纺，制成各种耐磨经穿的衣料。

4.3工业用

在工业上锦纶大量用来制造帘子线、工业用布、缆绳、传送带、帐篷、渔网等。在国防上主要用作降落伞及其他军用织物。

从第二次世界大战爆发直到1945年，尼龙工业被转向制降落伞、飞机轮胎帘子布、军服等军工产品。由于尼龙的特性和广泛的用途，第二次世界大战后发展非常迅速，尼龙的各种产品从丝袜、衣服到地毯、绳索、渔网等，以难以计数的方式出现。尼龙是三大合成纤维之一。

来源：纺织大学堂

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