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維綸、丙綸與氯綸


實驗室k / 2019-05-23

       維綸又叫維尼綸,是我國聚乙烯醇纖維的商品名稱。維綸的最大特點是吸濕性好,達5~6%(和棉花接近,棉花為6~8%),是目前所有合成纖維中最好的,而其強度為棉花的1.5~2倍,故又有“合成棉花”之稱,加上它的性能優(yōu)良,售價低廉,深受廣大工農(nóng)兵群眾的歡迎。

       說到聚乙烯醇,也許大家并不陌生,有些紀念郵票背面刷的一層膠,主要原料就是它。因為它無毒、防腐、并且溶于水,其水溶液又具有粘性,所以常用作粘合劑。

       既是如此,它又怎么能做成纖維呢?

       對于聚乙烯醇,我們千萬不能習慣地將它的單體當作就是乙烯醇,因為乙烯醇是一種極不穩(wěn)定的物質(zhì),而真正的原料是醋酸乙烯酯


醋酸乙烯酯在偶氮二異丁腈引發(fā)下,經(jīng)溶液聚合生成聚醋酸乙烯酯,再經(jīng)醇解得到聚乙烯醇:


       所得聚乙烯醇為水溶性,故可以水為溶劑,進行溶液濕法紡絲,在硫酸鈉、硫酸鋅及硫酸的溶液內(nèi)凝固成纖維。

       這樣的纖維如果經(jīng)過拉伸一熱定型處理后,分子鏈就會沿著拉伸方向作規(guī)整排列,纖維的強度也增高,同時在聚乙烯醇大分子中的極性基團—OH有60~70%進入了晶格,形成氫鍵,減少了對水的親和力。但是還有一部分自由羥基存在,由于這部分羥基對水仍有親和力,因此,只經(jīng)拉伸-熱定型處理后的聚乙烯醇纖維不耐沸水,毫無實用價值。

       將聚乙烯醇纖維中的自由羥基和甲醛進行醇醛縮合,生成疏水性的醚鍵,變成聚乙烯醇縮甲醛纖維(即維綸),這種纖維的親水性降低了,耐熱性提高到115℃,成為良好的紡織纖維。


       在自由羥基中大約還有5%沒能參加這個反應,這部分—OH就可吸濕了,所以維綸的吸濕性仍是目前合成纖維中最高的一種,做成內(nèi)衣,穿著舒服。但是切不可墊著濕布熨燙,以免變形太大。

       維綸的分子中由于—OH較多,加力后變形,在新處形成新的氫鍵,就不易復原,所以織物不象滌綸挺刮,一旦形成折縐后,就不易消失。

       除了上述纖維外,還有新興的、被稱為后起之秀的丙綸,由于定向聚合催化劑(Ti的鹵化物和Al的有機化合物)的發(fā)現(xiàn),突破了丙烯的聚合關(guān),使聚丙烯有可能用來作為合成纖維。

       丙綸質(zhì)輕,僅為棉花3/5,而且是目前合成纖維中唯一能浮在水面上的,故特別適合做纜繩;又因丙綸是等規(guī)聚合物,結(jié)晶度大,分子間有較大作用力,故強力高,耐磨性好(僅次于錦綸),并具有良好的耐腐蝕性,所以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上用作濾布、漁網(wǎng)、工作服等。丙綸的最大缺點是其耐光性和染色性差,因為分子鏈上的叔碳原子在日光照射下容易被氧化成過氧化物,而使纖維變色,甚至繼續(xù)分解而使分子鏈斷裂;其次,因為分子鏈上沒有易和染料分子結(jié)合的基團,再加上分子規(guī)整,排列緊密,吸水性較差,故其染色較困難。但所有這些缺點都可以通過加入防老劑、改進染料或進行化學處理來加以解決。

       此外,還有一種叫做氯綸的纖維,它的原料就是大家熟悉的聚氯乙烯樹脂。近年來,由于較好地解決了氯綸紡絲工藝上的一些問題,故也獲得了較大的發(fā)展。氯綸的突出優(yōu)點在于它的耐化學腐蝕性、保暖性和難燃性,耐曬、耐磨和彈性等也很好,所以用來制作耐腐蝕的濾布、工作服等,用它織成毛毯和地毯可以防止煙頭失火。氯綸的主要缺點是耐熱性差,沸水收縮率大和難以染色,因此氯綸織物要嚴防沸水洗燙或接近高溫物體。但是,通過低溫聚合或聚氯乙烯樹脂的改性,這些缺點同樣是可以改進的。


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