紡織人必備的彈性纖維知識

沒有它，就沒有愛美女性的絲襪；沒有它，就沒有夏天缤紛各異的泳衣；沒有它，就沒有凸顯魔鬼身材的緊身褲……可以說，彈性纖維為人類展現身材，享受穿衣的舒适性做出了不可磨滅的貢獻！

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，其伸長可達到幾倍以上，且拉伸後又能迅速回複。通常彈性纖維是指具有較高斷裂伸長率，有接近100 %的彈性恢複能力，初始模量很低的合成纖維。

較早的國家标準GB/T 4146-1984《紡織名詞 術語 化纖部分》中将彈性纖維定義為：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後再予以放松時，可以迅速地基本恢複到原長。

這一定義中明确規定彈性纖維的拉伸倍數為原長的三倍。現行國家标準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，材料可反複拉伸到至少為原長2 倍，在外力釋放後能迅速恢複至原長的材料。此定義涵蓋範圍較廣，并為專指彈性纖維。

ISO 2076:2013(E):《Textiles-Man-made fibres-Generic names》中同樣未給出彈性纖維的定義，但對不同的彈性纖維性能給出了描述。

△不同标準對彈性纖維特征的描述

彈性纖維的分類

根據彈性機理差異，彈性纖維可分為軟、硬鍊段鑲嵌的本征彈性纖維，如氨綸、橡膠絲、熱塑性聚酯彈性體；以及形态彈性纖維，如通過後道機械加工活由于自身收縮性能差異而獲得的卷曲結構的雙組分複合纖維。

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%）。

幾種彈性纖維

現在市場上的彈性纖維種類很多，總體可分為：氨綸彈性纖維（PU）、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、雙組分複合卷曲纖維（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植物；聚烯烴類彈性纖維（XLA）因不需要熱定型尤其适合用于毛織物；PET/PTT雙組分纖維則以其不需包覆可直接應用、優良的化學穩定性而具有前兩種複合纖維不可替代的優勢的到了廣泛關注。

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、生産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複率，氨綸的伸長率可達400%~800%，且生産500%的回複率高達95%~99%。氨綸還具有優良的化學穩定性和熱穩定性，氨綸的耐酸堿性、耐汗、耐海水性、耐幹洗性、耐磨性均較好。但氨綸需要包覆後才能使用，且存在不耐氯漂、易松弛的缺點。

一般隻要加入2%~10%的氨綸，即可使内衣柔軟貼身、舒适美觀，使運動裝合體軟軟、活動自如，是時裝和休閑褲具有良好的懸垂性、保形性和時尚性。

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 年首次生産。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”鍊段主要是聚醚鍊段，柔軟性好，鍊較長，容易伸長變形；“硬”鍊段則是聚酯鍊段，相對較僵硬，易于結晶，鍊較短，在纖維受力變形時起節點作用，賦予彈性回複性能，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，和PET 纖維混紡，可以在 120~130 ℃下染色，因此滌綸纖維也可以加工成彈性紡織品。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。

這種纖維還具有原料便宜、易于生産和加工的優點，是一類較有發展前途的纖維。

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%，可生成回複，并可承受220℃高溫，耐氯漂和強酸堿等化學劑的侵蝕，且具有很強的抗紫外線降解性能。在經過水洗、漂白、色染、塗層和粘合等處理後，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，收縮更自然舒适，适合用于嬰幼兒服飾。

此外，由于XLA的主要成分是可循環利用的聚烯烴，在紡織過程中不會适紡可揮發的有機化合物，不含重金屬，不會妨礙服裝的回收利用。

複合彈性纖維（T400纖維）

ConTEX 康泰斯（ST 100 複合彈性纖維，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 通過先進複合紡絲工藝制成的雙組分新型複合彈力纖維；具有自然永久螺旋卷曲及優異的膨松性、彈性、彈性回複率、色牢度以及特别柔軟的手感，即可單獨純織，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，織造複雜，面料尺寸不穩定，以及在使用過程中易老化等諸多問題，且可以直接在噴氣、噴水、箭杆織機上織造，不必像氨綸那樣須先做成包覆紗後才能上機織造，降低了紗線的成本，提高了産品的質量均一性。

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複。從熱力學角度分析，彈性來自分子鍊的自由度（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，特别是在較低溫度下，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複較彈性纖維有明顯區别。例如硬彈性 PP 纖維經拉伸回複後立刻進行第二次拉伸，其模量和強度要下降很多，但如果去除應力後放置一段時間，或升高溫度使其充分松弛後進行第二次拉伸，則其變形回複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複時，不僅發生前述軟彈性纖維卷縮分子長鍊段的拉伸和回縮變形，而且在拉伸過程中還伴随一些微孔結構的變化，它們的晶片網絡結構也發生了變化。隻有這些結構變化逐漸恢複後，才能回到原來的狀态，故它們在較高壓力下才發生變形回複，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。

彈性纖維的運用

含有彈性纖維的衣物，即貼合人體體型，展現優美的天然曲線，增加美感；又不會對人體的活動造成舒服，迎合了人體對舒适性的要求。因此，人們越來越多地将彈性纖維應用到各種織物上去，例如泳裝、滑雪服、休閑運動衫、内衣、緊身衣、絲襪等。

在衆多的功能品種中，彈性纖維作為一種“朝陽産業”因可賦予人體良好的接觸感，在服裝的穿着舒适性、蓬松保暖等方面扮演着不可替代的角色，所以在中國乃至世界紡織行業中占據着穩固的地位，而賦予紡織面料一定的彈性已然成為服用紡織品一種必然的發展趨勢。