涤纶

背景

涤纶是一种从煤、空气、水和石油中提取的合成纤维。聚酯纤维由 20 世纪的实验室开发，由酸和酒精之间的化学反应形成。在这个反应中，两个或多个分子结合形成一个大分子，其结构在整个长度上重复。聚酯纤维可以形成非常稳定和坚固的离子分子。

聚酯用于制造许多产品，包括服装、家居用品、工业织物、计算机和录音带以及电绝缘材料。与棉等传统面料相比，涤纶有几个优点。不吸潮，但吸油；这种品质使涤纶成为应用防水、防污和防火整理的完美面料。其低吸收性也使其具有天然的抗污渍性。涤纶服装可以在整理过程中进行预缩，之后面料抗缩，不会拉伸变形。织物易于染色，不易受霉变损坏。带纹理的聚酯纤维是一种有效的非过敏性绝缘体，因此该材料可用于填充枕头、绗缝、外套和睡袋。

历史

1926 年，总部位于美国的 E.I. du Pont de Nemours and Co. 开始研究超大分子和合成纤维。这项由 W.H. Carothers 专注于尼龙，这是第一种合成纤维。不久之后，在 1939-41 年间，英国研究化学家对杜邦的研究产生了兴趣，并在 Calico Printers Association, Ltd. 的实验室进行了自己的研究。这项工作导致了在英国被称为 Terylene 的聚酯纤维的产生.

1946 年，杜邦公司购买了在美国生产这种聚酯纤维的权利。该公司进行了一些进一步的开发工作，并于 1951 年开始以 Dacron 的名义销售这种纤维。在随后的几年里，几家公司对聚酯纤维产生了兴趣，并为不同的用途生产了自己的产品版本。今天，有两种主要类型的聚酯，PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）和 PCDT（聚 1, 4-环己基二亚甲基对苯二甲酸酯）。 PET 是更受欢迎的类型，适用于更广泛的用途。它比 PCDT 更强，但 PCDT 更具弹性和弹性。 PCDT 适用于较重的消费用途，例如窗帘和家具覆盖物。 PET 可单独使用或与其他织物混纺，制成抗皱抗污并保持其形状的服装。

原材料

涤纶是一个化学名词，可以分解成聚， 意思是很多，和酯， 一种基本的有机化合物。用于制造聚酯的主要成分是乙烯，它来自石油。在这个过程中，乙烯是聚合物，是聚酯的化学组成部分，生产聚酯成品的化学过程称为聚合。

制造
过程

聚酯是通过几种方法之一制造的。使用哪种取决于成品聚酯的形式。四种基本形式是长丝、短纤维、丝束和纤维填充物。在长丝形式中，每股单独的聚酯纤维在长度上都是连续的，从而生产出表面光滑的织物。在短纤维形式中，长丝被切成短的、预定的长度。在这种形式下，聚酯更容易与其他纤维混合。丝束是一种将连续长丝松散地拉在一起的形式。 Fiberfill 是用于制造被子、枕头和外套的大量形式。最常用的两种形式是长丝和短纤维。

制造长丝纱

聚合

• 1 为了形成聚酯，对苯二甲酸二甲酯首先在催化剂存在下在 302-410°F（150-210°C）的温度下与乙二醇反应。
• 2 所得化学品是一种单体（单分子、非重复分子）醇，与对苯二甲酸结合并升温至 472°F (280°C)。新形成的透明且熔融的聚酯通过狭缝挤出形成长条带。

烘干

• 3 聚酯从聚合中出来后，将熔化的长条带冷却直至变脆。材料被切成小碎片并完全干燥以防止一致性不规则。

熔纺

• 4 块聚合物切片在 500-518°F (260-270°C) 下熔化，形成糖浆状溶液。溶液被放入一个称为喷丝头的金属容器中，并用力穿过它的小孔，这些小孔通常是圆形的，但也可以是五边形或任何其他形状以生产特殊纤维。喷丝头上的孔数决定了纱线的尺寸，因为新出现的纤维会聚在一起形成单股。
• 5 在纺丝阶段，可能会向溶液中添加其他化学品，以使所得材料具有阻燃性、抗静电性或更易于染色。

绘制光纤

• 6 当涤纶从喷丝头出来时，它很柔软，很容易被拉长到原来长度的五倍。拉伸迫使无规聚酯分子以平行形式排列。这增加了纤维的强度、韧度和弹性。这一次，当长丝干燥时，纤维变得坚固而坚固，而不是变脆。
• 7 拉伸纤维的直径和长度可能会有很大差异，具体取决于成品材料所需的特性。此外，随着纤维被拉伸，它们可能会被纹理化或扭曲以产生更柔软或更暗淡的织物。

绕线

• 8 涤纶纱线经拉伸后，缠绕在大筒管或平卷筒子上，准备编织成材料。

制造短纤维

在制造涤纶短纤维时，聚合、干燥和熔体纺丝（上述步骤 1-4）与制造长丝纱的过程大致相同。但是，在熔体纺丝过程中，当产品是短纤维时，喷丝头的孔要多得多。出现的绳状聚酯束称为丝束。

拖曳

• 1 新形成的丝束在收集粗纤维的罐中快速冷却。几段长度的丝束被收集起来，然后在加热的滚筒上拉成原来长度的三到四倍。

压接

• 2 然后将拉伸的丝束送入压缩箱，迫使纤维以每英寸 9-15 次卷曲（每厘米 3-6 次）的速度像手风琴一样折叠。该过程有助于纤维在后期制造阶段保持在一起。

设置

• 3 丝束卷曲后，在 212-302°F (100-150°C) 下加热以完全干燥纤维并固定卷曲。在以下过程中，不可避免地会从纤维中拉出一些卷曲。

切割

• 4 热定型后，将丝束切成较短的长度。将与棉混纺的涤纶切成 1.25-1.50 英寸（3.2-3.8 厘米）的碎片；对于人造丝混纺，切割长度为 2 英寸（5 厘米）。对于较重的织物，例如 地毯， 涤纶长丝被切成 6 英寸（15 厘米）长。

未来

涤纶于 1951 年引入美国后，迅速成为该国增长最快的纤维。易于打理的免烫织物使涤纶双面针织物在 1960 年代后期非常流行。然而，涤纶从那时起就遭遇了“形象问题”，用涤纶制成的衣服经常被贬低甚至被嘲笑。 1990 年代初期推出的几种新形式的聚酯可能有助于振兴聚酯的形象。 1991 年向公众推出了一种称为超细纤维的新型聚酯纤维。与传统聚酯相比，超细纤维织物更奢华、用途更广，很难将其与真丝织物区分开来。 Mary McFadden 等服装设计师使用这种新形式的涤纶创造了一系列服装。北卡罗来纳州立大学的纺织研究人员正在开发一种可能与 Kevlar 一样坚固的聚酯，Kevlar 是一种用于制造防弹背心的超纤维材料。这种类型的聚酯最终可能会用作汽车和飞机的复合材料。