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1、不问收获，但问耕耘，把最好的资料送给最好的自己！PTT纤维形状记忆面料研究开发现状与展望姓名：XXX时间：20XX年X月X日前 言 随着经济社会不断发展，人类进入了快节奏时代，人们对生活质量的要求不断提高，在着装上追求舒适合体的同时，更提出“易成形”与“易打理”的新要求。而形状记忆织物具有良好的可塑性及形状回复性，服装方便造型，可用手工折叠或抓捏将面料做成所需形状，如郁金香式时装等；在存储或运输中服装被折叠压皱后只要用手抚摸就可回复到初始的平展状态，属于力和体温联合刺激诱发形状记忆功能的产品1。形状记忆面料得天独厚的性能优势，使其成为当今时尚面料的宠儿。 聚对苯二甲酸丙二酯(简称PTT) 是芳
2、香族聚酯, 首见于1941 年whinfiled和Dickson等人关于PTT制造技术的专利，经过长期基础研究，解决了原料PDO的低成本化生产，于1995年在美、日等国率先开始实现了大规模商业生产 2。作为一种新型聚酯产品，PTT聚合物具有优良的特性。在化学纤维应用领域中，PTT纤维综合了锦纶的柔软性(并具有更好的色牢度)、腈纶的蓬松性(而避免了磨损倾向)、涤纶的抗污性(却具备了很好的手感)，加上PTT纤维本身固有的弹性和弹性恢复性，将各种纤维的优良服用性能集于一体，PTT形状记忆织物更以其柔软的手感、独特的视觉风格、百变的形状造型及形状记忆回复性能得到广大消费者以及采购商的青睐1。 1. P
3、TT纤维及其结构性能特点PTT即聚对苯二甲酸丙二醇酯，是由l,3一丙二醇(PDO)和对苯二甲酸(PTA)缩聚制成的芳香族聚合物。以PTT聚合物为原料，采熔融挤出纺丝可以生产各种PTT长丝和短纤维。1941 年首见专利; 1995 年由于实现了生产的低成本化而进入了商业化生产, 美国、日本等国开始较大规模生产; 我国在20 世纪90 年代后期开始研究, 目前已能较好地批量生产, 并在棉、毛、丝等各个领域进行了不断的探索并开发出较多的新品而受到国内外消费者的欢迎2。 1.1 PTT纤维的结构特点PTT即聚对苯二甲酸丙二醇酯，是由l,3一丙二醇(PDO)和对苯二甲酸(PTA)缩聚制成的芳香族聚合物。
4、由于其结构上引人l，3丙二醇，比传统PET纤维多一个亚甲基(CH2)，且它的分子链以螺旋型构象出现，这种结构的最大特性是具有良好的拉伸，当受到外力拉伸或压缩的应力时，只要除去外力，就会迅速恢复它的形变，而不会象PET纤维那样，一旦发生拉伸就容易使分子链展开伸直，一般PTT纤维拉伸回复率可达97 以上。亚甲基结构的另一个特点，还使PTT纤维改变了原来的表面张力，因PTT纤维表面张力较小，它的抗污性能也较好，PET纤维则较差，因此比较适宜开发地毯产品。PTT与PET纤维模量差异较大，PTT纤维手感非常柔软接近PA尼龙纤维达到PET纤维碱减量处理后的柔软度，当它与Teneel、竹浆纤维、大豆纤维、粘
5、胶等混纺时，可以解决以上这些纤维素纤维湿伸长的尺寸不稳定问题。PTT纤维除了保留PET纤维良好的抗皱性、尺寸稳定性、形态保持性、易洗快干、弹性好的优点，当PTT纤维与高模量的棉纤维混纺(如棉含量超过50%)则易引起拉伸性降低的现象，因此较适宜与低模量的羊毛混纺3。 1.2 PTT纤维的性能PTT纤维的性能见表1,从表1可知,它的断裂强力比PET(聚对苯二甲酸乙二酯)稍低，并低于锦纶,此外，它尚有以下一些特性。 1.2.1高弹性和良好的回复性 PTT的大分子奇碳结构决定了该纤维具有高弹性和良好的弹性回复率。具有与锦纶和氨纶相似的回弹性,弹性比PET 好,100%PTT纤维和含有4.7%氨纶弹性丝
6、的PET弹性纱线具有相同的弹性,伸长约为5%25%4。 表1 PTT的性能比较2性能PTTPETPA 6PA 66强度/CN/dtex2.782.475.294.067.764.067.76圈结强度/CN/dtex-1.764.415.297.065.297.06吸水/% 24h0.030.091.91.9 14h0.150.499.58.9易染性低低低低5%伸长时弹性回复率/%9910075809910099100熔点/228265220265玻璃化温度/45658040875090密度/g/ml1.341.401.131.141.2.2 纤维具有高度的蓬松性由于PTT 纤维特殊的分子链构象
7、和优异的拉伸回弹性,因此采用热空气卷曲变形工艺能制得高度蓬松的BCT地毯用纱。同时PTT纤维手感改变了PET纤维较硬感觉,不用碱减量进行染整处理就能达到细旦PET纤维的效果,制成织物手感柔软舒适,优于PA（锦纶）5。 1.2.3 优良的染色性能与PET相比,PTT纤维的另一个重要特点,就是可以用分散染料进行无载体常压沸染,这就为其与各种天然纤维交织或混纺创造了极为有利的条件。PTT之所以可以进行无载体常压沸染,是因为其玻璃化转变温度只有4565,比PET（7080）要低,所以它具有良好的易染性。在相同的染色温度下,染料在PTT的渗透深度明显高于PET ,而且色泽均匀、色牢度高。这不仅可以节约染
8、料和能源,同时还可降低污水中化学物质的含量,对环境造成的污染程度也会相应减小,具有明显的经济效益和环境效益。在严格控制污染排放、提倡环境保护的现代社会,环境效益对于生产商来说日益重要6。PTT与PET等纤维的染色性能比较列于表2。 表2 PTT 与PET 等纤维的染色性能对比5性能PTTPETPBTPA密度/（g.cm-3）1.331.401.321.13熔点/228265226220玻璃化温度/456080244087染料种类分散染料分散染料分散染料分散染料染色温度/1001301001002. PTT形状记忆面料的开发现状2.1 “形状记忆”的概念与形态记忆面料“形状记忆材料”是指具有某一
9、原始形状的制品，经过形变并固定后，在特定的外界条件(如热、化学、机械、光、磁或电等外加刺激)下能自动回复到初始形状的一类材料。形状记忆材料通常可分为三大类：形状记忆金属合金、形状记忆陶瓷和形状记忆聚合物材料1。目前形状记忆材料作为高技术材料已被用于航空航天、医疗卫生、纺织等不同领域。在纺织服装领域，作为形态记忆面料的开发一种是利用形态记忆材料，如形态记忆金属纤维和形态记忆聚合物材料等进行织造得来；另一种则是利用形态记忆树脂对织物进行形态记忆后整理赋予织物以形态记忆功能。随着科学技术和人们的需求，现今形态记忆面料的研发主要倾向于利用形状记忆纤维来展开。 2.2 形态记忆纤维及织物形状记忆纤维是指
10、纤维一次成型时，能记忆外界赋予的初始形状和特性，定型后的纤维可以任意地发生形变，并在较低的温度下将此形变固定下来(二次成形)或者是在外力的强迫下将此变形固定下来。但当已经变形的纤维在遇到特定的外部刺激时，形状记忆纤维可回复至原始形状，也就是说最终的产品具有纤维最初形状记忆的特性，使用该种形状记忆纤维制得的织物被称为形状记忆织物。 2.3 PTT形态记忆面料PTT纤维综合了锦纶的柔软性(并具有更好的色牢度)、腈纶的蓬松性(而避免了磨损倾向)、涤纶的抗污性(却具备了很好的手感)，加上PTT纤维本身固有的弹性和弹性恢复性，将各种纤维的优良服用性能集于一体，并且由于PTT聚合物具有软、硬段交替排列的多
11、嵌段结构，其无定形区作为可逆相，结晶区作为固定相，就构成理论上的形状记忆聚合物。PTT的可逆相转变温度低于PET 30左右，实际上该转变温度与结晶度有关，在更宽广的范围内可调。其结构上引人l，3丙二醇，比传统PET纤维多一个亚甲基(CH2)，且它的分子链以螺旋型构象出现，这种结构的最大特性是具有良好的拉伸，当受到外力拉伸或压缩的应力时，只要除去外力，就会迅速恢复它的形变。PTT聚合物的这些优良特性都是开发PTT形状记忆面料的坚实基础1。 目前，国内外对PTT形状记忆面料的开发尚处于起步阶段。国际上较知名的PTT形状记忆聚合物切片生产商有Shell Chemicals、DuPont、Solote
12、x等公司。日本、韩国和中国台湾的PTT形状记忆长丝的生产技术已经成熟而且能够织造较多品种的PTT形状记忆织物。1996年美国壳牌化学公司在美国弗吉尼亚州兴建世界上第一个PTT生产厂 Point Pleasant工厂，1998年推出了商品名为Corterra的PTT产品，日本旭化成公司在1999年推出了商品名为Solo的PTT产品，紧随其后美国杜邦(DuPont)在2000年推出了商品名为Sorona的PTT产品。2004年壳牌化学公司推出的高特纶（聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)的中文注册商品名），其在记忆型面料开发上具有不可比拟的优势。对于记忆型面料，主要利用高特纶的两相结构，即记忆原始形状的结
13、晶结构相和随着温度变化的可逆相，高特纶的玻璃化温度在4565之间，可逆相的转变温度低，在常温或人体温度下比较容易变形，其记忆型织物有明显的实用价值。近几年来，日本、韩国、意大利、西班牙、墨西哥等国陆续开展了PTT合成与应用方面的研究；在欧洲，已有意大利、西班牙等国进行了PTT纤维的生产。但是目前全球PTT纤维生产技术还掌握在壳牌化学(Shell Chemica1)和杜邦(DuPont)两家公司手中。 国内PTT纤维产业化开发工作开始于2000年8月由上海华源股份有限公司与壳牌化学公司达成的合作开发协议。此后，福建*海天轻纺集团与美国杜邦公司合作，已成功研发PTT短纤维，通过合作组建的服装面料研
14、发生产基地，成为我国首家、全球第二家PTT短纤维生产商，*方圆化纤公司、*兴虹化纤工业有限公司和翔鹭化纤等企业也获得美国杜邦公司的专利许可，合作开发的PTT纤维也实现批量生产。国内对PTT形状记忆丝的生产尚处于起步阶段，20XX年下半年，*市方圆化纤有限公司成功开发出PTT形状记忆特性纤维，并且投入试生产阶段，成为国内具有自主知识产权的PTT形状记忆特性纤维生产企业，产品商品名Fineyarn，性能达到国际领先水平。PTT形状记忆特性纤维Fineyarn及纤维集合体包括织物在内，能够将PTT纤维的这一独特性能从织物风格和手感上充分的体现出来，即Fineyarn形状记忆面料具有外观上的对机械形变
15、的易于形成和消失的风格特征。目前，Fineyarn已经形成了系列纤维产品，制得的具有抗菌功能的PTT长丝和短纤的质量指标完全能满足后道加工的要求。纤维具有长效抗菌性及优异的抗菌性能，且抗菌成分的热稳定性好，耐光照，耐高温。 新近出现的PTT形状记忆面料的主要特征是：服装易打理，服装被折叠压皱后只要用手抚平就可回复到初始的平展状态，属于力和体温联合刺激诱发形状记忆功能的产品；可塑性好，方便服装造形，可通过手工折叠或抓捏，将面料做成所需形状，如郁金香式时装等。这两大特征类似于数年前问世的形状记忆金属纤维混纤的织物，由于原材料、加工技术等限制，金属纤维的形状记忆织物不容易普及推广，而当今PTT高聚物的形状记忆面料却不存在这些限制。 3. PTT纤维形状记忆面料的生产技术要点3.1 PTT长丝生产生产PTT纤维的主体纺丝设备基本与PET相似，因此对原有的PET纺丝生产线进行局部改造后即可投入使用。在纺丝过程中。PTT高聚物熔体在熔体管路中的停留时间短所
