第三节　合成纤维的结构和主要性能

一、涤纶的结构和主要性能

（一）涤纶的结构

涤纶的结构包括外观形态结构、分子链的化学结构和大分子链排列的超分子结构。

1.涤纶的形态结构

涤纶的纵向是光滑、均匀而无条痕的圆柱形，横截面基本上是圆形实体。

2.涤纶的化学结构及其特点

涤纶大分子的化学组成是聚对苯二甲酸酯类，常见的有聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）等，平时所说的涤纶一般指聚对苯二甲酸乙二酯，即PET。PET分子结构式表示如下：

从以上结构式可以看出：

（1）涤纶的大分子上不含有亲水基团，只具有极性很小的酯基-COO-，属疏水性纤维，吸湿性、染色性差。

（2）酯基的存在使分子具有一定的化学反应能力，但由于苯基和亚甲基的稳定性较好，所以涤纶的化学稳定性也较好。涤纶大分子中含有刚性基团—OC—Ar—CO—（Ar代表苯环），它只能作为一个整体振动，使分子具有一定刚性。涤纶的分子中尚存在一定的柔性链—OCH2CH2O—，其内旋转能力较强，故与纤维素分子相比，涤纶分子的柔性要大，所以它的分子链不像纤维素分子链那样挺直。

（3）涤纶大分子为线型分子链，分子上没有大的侧基和支链，因此分子间容易紧密堆砌在一起形成结晶，使纤维具有较高的机械强度和形态稳定性。

（4）大分子中苯核与羰基几乎在同一个平面上，具有较高的几何规整性，因而分子间易借范德瓦尔斯力紧密敛集，具有良好的结晶倾向。

3.涤纶的超分子结构

涤纶熔体喷丝成型后的初生纤维是完全无定形的，没有实用价值，只有经过拉伸和热处理，才出现结晶结构。成品涤纶属于半结晶高聚物，结晶度在40%～60%，并且有很高的取向性。涤纶的超分子结构可用棉纤维超分子结构的缨状原纤理论来说明。原纤是涤纶的基本组成单位，原纤之间有较大的微隙，由一些排列不规整的分子联系着。原纤又是由侧序度高的分子所组成的微原纤堆砌而成，微原纤间可能存在着较小的微隙，并被一些排列较不规则的分子联系起来。但由于涤纶分子结构与纤维素不同，所以这两类纤维在超分子结构上也存在差异。在棉纤维中，微原纤基本上是由伸直的分子链所组成，而在涤纶中由于涤纶分子链的柔顺性较纤维素大，所以还可能存在着由分子链折叠所形成的微原纤，形成折叠链结晶，涤纶是伸直链和折叠链晶体共存的体系，可用“折叠链缨状微原纤”模型来解释，如图1-10所示。

（二）涤纶的性能

1.热性能

涤纶的耐热性和热稳定性在几种主要合成纤维中是最高的。这不仅表现在有较高的熔点和分解点，而且在较高温度下，强度损失较少。涤纶的玻璃化温度Tg随其聚集态结构而变化，完全无定形的Tg为67℃，部分结晶的Tg为81℃，取向且结晶的Tg为125℃。Tg对纤维、纱线、织物的使用性能，如硬挺性、弹性、可伸长性有很大影响。涤纶的软化点温度也较高，在230～240℃，在此温度下涤纶开始解取向，但晶格尚未破坏，还没有熔化。在255～265℃时，晶格被破坏而熔融。由于软化点较高，使染整加工中的定形温度提高，这对提高定形效果十分有利。在150℃的空气中，将涤纶加热168h仍不变色，其强度下降仅为15%～30%，即使在150℃下加热1000h，也只是稍有变色，其强度下降也不超过50%，而其他纤维在此温度下，一般200～300h即行分解。如棉纤维在150℃下仅加热1h，强度几乎下降一半，所以对涤棉混纺织物进行热加工时，应着重考虑棉纤维的耐热稳定性。

2.吸湿性和染色性

涤纶在标准状态下的吸湿率很低，为0.4%～0.5%，原因在于涤纶大分子链上缺少亲水基团，这也使涤纶在干湿强度上几乎无差别，在服用方面有易洗快干的优点。但另一方面也带来导电性差、易产生静电和沾污、染色比较困难、服用时因为不吸湿而发闷等缺点。

涤纶染色困难，主要是因为纤维结构紧密，分子链间空隙小，纤维吸湿性又小，在水中溶胀度小。另外，纤维的化学结构中缺少极性基团，难于同染料结合，所以涤纶染色常采用分子量不太大、水溶性很小的分散染料。染色条件要求更高，如在130℃左右高温染色，以增加分子链段的热运动，使纤维微隙增大。此外，还可使用涤纶增塑剂，如有机酚，使纤维分子链间作用力降低并发生溶胀，达到染色的目的。

3.化学性能

在涤纶大分子中，苯环和两个亚甲基是比较稳定的，唯有酯基较活泼，具有反应性能。酯键在酸和碱的作用下，容易水解而使分子链断裂。然而，涤纶大分子因物理结构紧密，大分子有较高的取向度和结晶度，因此化学试剂不易扩散到纤维内部，所以涤纶抵御酸、碱、氧化剂、还原剂等的能力在常用的合成纤维中是非常突出的。

（1）与酸的作用。涤纶无论对无机酸还是有机酸都有很好的稳定性。例如40℃时，30%以下浓度的盐酸和硫酸对涤纶没有损伤，用70%硫酸处理28天，强度下降不超过1%。以20%硫酸于100℃浸渍72h，强度仅下降7%。涤纶大分子在酸中的水解反应如下：

由于酯键的酸性水解是可逆的，故水解不易进一步发生，再加上涤纶的物理结构紧密，所以耐酸性比较好。

（2）与碱的作用。酯键在碱中比在酸中易水解，反应是不可逆的：

水解生成的酸与碱作用生成钠盐，水解反应能一直进行下去，故涤纶耐碱性较差。一般在温和条件下，稀的纯碱和烧碱对纤维的损伤微不足道，但浓碱液或高温稀碱液会侵蚀涤纶。如在10%以上的烧碱液中长时间沸煮，纤维会逐渐水解，分子量降低，纤维在碱液中的溶解度提高，强度降低。但必须注意涤纶具有较大的疏水性，结晶度和取向度高，所以涤纶与氢氧化钠的作用是在纤维表面产生水解反应，并由表及里进行。当表面的分子水解到一定程度后，溶解在碱液中，纤维基本上保持圆形，只是纤维逐渐变细（这种现象称为剥皮现象）。利用这一方法，可将涤纶进行“碱剥皮”，使纤维变得细而柔软，制成有真丝绸效果的织物。

（3）与其他化学试剂的作用。还原剂对涤纶基本无损伤。涤纶对在染整加工中遇到的硫代硫酸钠、保险粉等还原剂有很高的稳定性。如将涤纶放入保险粉的饱和溶液中，80℃下处理72h，强度无损伤。涤纶对各种氧化剂也有较高的抵抗能力，即使用高浓度的氧化剂在高温下长时间处理，也不会使纤维发生显著的损伤。

（三）PTT纤维的结构和主要性能

1.PTT纤维的结构

PTT纤维的全称为聚对苯二甲酸丙二醇酯纤维，是由1，3丙二醇与对苯二甲酸通过缩聚制成的芳香族聚合物经熔融纺丝而成，与聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维（PET纤维）同属聚酯纤维，分子结构式表示如下：

PTT纤维的分子结构单元中含有奇数个亚甲基单元。研究表明，奇数个亚甲基单元会在大分子链间产生“奇碳效应”，使苯环不能与三个亚甲基处在同一平面上，邻近两个羰基不能呈180°平面排列，只能以空间120°错开排列，由此使PTT纤维的大分子链呈螺旋状排列，呈现明显的“Z”字形构象，如图1-11所示。这种构象使得PTT纤维的大分子链具有如同线圈弹簧一样的弹性形变，从而使得PTT纤维具有较高的拉伸及回复性能。

2.PTT纤维的主要性能

（1）物理性能。由于“奇碳效应”，PTT纤维的熔点和玻璃化温度明显低于PET纤维，这两种涤纶的基本物理性能如表1-10所示。

表1-10　涤纶的基本物理性能

（2）力学性能。PTT纤维的初始模量明显低于PET纤维。PTT纤维大分子链呈螺旋状排列，这种弹簧般的排列赋予了PTT纤维良好的弹性回复性，其弹性回复率明显高于PET纤维，呈现优良的拉伸可逆性。而且由于纤维的模量较低，使得PTT纤维具有柔软的手感。

（3）染色性能。PTT纤维的染色性能优于普通涤纶，即使在无载体常压沸染的条件下用低温型分散染料也能染成深浓色，而且具有较好的染色牢度。

二、锦纶的结构和主要性能

锦纶是聚酰胺纤维的国内商品名称，品种很多，主要有两类，一类是由二元胺和二元酸缩聚得到的锦纶66：

另一类是由ω氨基酸缩聚或由己内酰胺开环聚合得到的锦纶6：

（一）锦纶的结构

1.锦纶的形态结构

锦纶的形态结构基本与涤纶相同，纵向光滑、无条痕，横截面近似于圆形。

2.锦纶的分子结构

锦纶6、锦纶66的大分子主链都是由碳原子和规律相间的氮原子构成，主链上无侧基，易结晶，在晶体中分子结构形成伸展的平面锯齿状：

相邻大分子链间可借羰基和亚氨基形成氢键结合：

3.锦纶的超分子结构

锦纶纺丝后的初生纤维与涤纶不同，具有结晶结构。在锦纶后加工中，受到拉伸和热处理，纤维取向度大大提高。锦纶大分子间排列很规整，结晶度为50%～60%，甚至高达70%，结晶度随纤维拉伸程度的提高而增加。

锦纶的微结构与涤纶基本相同，具有伸直链和折叠链晶体共存体系，用“折叠链缨状微原纤”模型解释较为完满。

（二）锦纶的主要性能

1.热性能

在锦纶加工时，必须考虑温度对纤维性能的影响。锦纶的耐热性较差，在100℃以上的热空气中，锦纶强度损失明显，这是由于在热的作用下，纤维分子发生氧化裂解之故。若无氧存在进行加热时，则强度损失很小。温度升高还会使锦纶收缩，接近熔点时收缩严重，纤维变黄。锦纶6的Tg为35～60℃，锦纶66的Tg为40～60℃。

2.吸湿性和染色性

锦纶属于疏水性纤维，但锦纶大分子链中含有大量的弱亲水基—CONH—，分子两端还有亲水基—NH2和—COOH，因此锦纶的吸湿性高于除维纶以外的所有合成纤维。锦纶66中由于残留有低分子物，吸湿性略高于锦纶6。在标准状态下，锦纶6和锦纶66的吸湿率分别为4.0%和4.2%。

锦纶的染色性不如天然纤维，但在合成纤维中又属容易染色的。从锦纶分子结构上看，大分子上含有相当数量的—CH2—疏水链，因而锦纶可采用疏水性的分散染料染色。

锦纶大分子末端含有氨基—NH2和羧基—COOH，链中含有亚氨基—NH—。将这些特征变成简化结构式：H2N—NH—COOH，在不同pH时有如下结构：

因此，锦纶也具有两性性质，有类似羊毛的染色性能。在酸性介质中，锦纶大分子具有阳荷性，可用阴离子染料染色。

3.化学性能

锦纶的化学稳定性较好，特别是耐碱性更为突出。在10%氢氧化钠溶液中，85℃处理10h，纤维强度只降低5%。

锦纶大分子中含有比较活泼的酰胺基，在一定条件下会发生水解。酸可使锦纶大分子水解，使纤维聚合度降低。在150℃以上的水中，锦纶大分子也会发生水解，酸和热起催化作用，反应如下：

稀的无机酸在温度低、时间短时，对纤维破坏不明显，但浓度高、时间长，破坏很明显，如浓的硫酸、硝酸、盐酸在室温下就能破坏锦纶大分子，使纤维发生溶解。有机酸对锦纶的作用较缓和，甲酸和醋酸对锦纶有膨化作用。

强氧化剂能够破坏锦纶，如漂白粉、次氯酸钠、过氧化氢等都能引起纤维大分子链的断裂，使纤维强度降低，而且用这些氧化剂漂白后织物容易变黄。所以锦纶需要漂白时，一般用亚氯酸钠或还原型漂白剂。

三、腈纶的组成、结构和主要性能

（一）腈纶的组成

由于均聚丙烯腈制得的聚丙烯腈纤维不易染色，手感及弹性都较差，还常呈现脆性，不适应纺织加工和服用的要求。为了改善纤维的性能，在聚合时需加入少量其他单体。一般采用三种单体共聚。通常将丙烯腈称为第一单体，它是聚丙烯腈纤维的主体，对纤维的许多化学、物理及机械性能起着主要的作用；第二单体为结构单体，可以是丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯或醋酸乙烯酯等，这些单体的取代基极性较氰基弱，基团体积又大，可以减弱聚丙烯腈大分子链间的作用力，改善纤维的手感和弹性，克服纤维的脆性，也有利于染料分子进入纤维内部；第三单体又称染色单体，是使纤维引入具有染色性能的基团，改善纤维的染色性能。第三单体又可以分两大类：一类是含酸性基团的单体，如丙烯磺酸钠、苯乙烯磺酸钠、对甲基丙烯酰胺苯磺酸钠、亚甲基丁二酸单钠盐（又称衣康酸），加入这类单体的聚丙烯腈纤维可以用阳离子染料染色；另一类是含碱性基团的单体，如乙烯吡啶、丙烯基二甲胺等，加入这类单体的聚丙烯腈纤维可以用酸性染料染色。显然因第二、第三单体的品种不同，用量不一，就得到不同的聚丙烯腈纤维，染整加工时应注意。

目前国内生产的腈纶基本上都是三元共聚的。第一种是以丙烯酸甲酯为第二单体，用量为7%，以丙烯磺酸钠为第三单体，用量为1.7%左右，其余均为丙烯腈。第二种是第三单体为衣康酸，其余的同第一种。三种单体在共聚体分子链上的分布是随机的。上述两者的差异在于用磺酸型的单体，染色的日晒牢度较高，而羧酸型的日晒牢度差，但染浅色时色泽较鲜艳。

（二）腈纶的结构

1.腈纶的形态结构

腈纶的纵向表面比较粗糙，并存在沿轴向的沟槽。纤维横截面的形状随纺丝方法的不同而不同。湿法纺丝纤维截面呈圆形或腰圆形，干法纺丝为哑铃形。

腈纶形态结构的另一重要特征是纤维截面内有空穴存在，有利于染料向纤维内部的扩散。经高度拉伸的纤维，空穴明显变小，机械性能提高。

2.腈纶的超分子结构

腈纶的超分子结构还不完全清楚，一般认为，腈纶具有结晶高聚物的一部分特性，大分子排列侧向有序，但缺少正规的结晶结构，又强烈表现出非晶高聚物的特性，不存在垂直于纤维轴的晶面，也就是说沿纤维轴（即大分子纵向）原子的排列是没有规则的，纤维纵向表现无序，所以腈纶仅是二维有序。腈纶的这种侧向有序的二维结构被称为“准结晶结构”。因此，腈纶的超分子结构与涤纶、锦纶不同，它的晶体并非真正的晶体，它的非晶部分经拉伸后，又比其他纤维规整性高。

（三）腈纶的主要性能

1.热性能

腈纶的热稳定性不如涤纶和锦纶，由于它没有真正的结晶，所以对热处理比较敏感，具有较大的热塑性。温度升高时，分子间力被严重削弱，通过分子链段的运动，在不受外力作用的条件下，收缩形变较大。

腈纶的耐热性能较好，在125℃热空气中，放置32天，强度不变，在150℃热空气中经20h，其强度下降不到5%。随着第二、第三单体的加入，耐热性有所下降。腈纶在空气中长时间受热会变黄。

腈纶不像涤纶、锦纶那样有明显的结晶和无定形结构，只有不同序态的区别，所以腈纶没有明显的熔融温度，软化温度范围也比较宽（190～240℃），更特殊的是它有两个玻璃化温度：Tg1为70～80℃，Tg2为140～150℃，分别代表低序态和高序态内分子链段开始转动的温度。

由于腈纶分子中引入了第二、第三单体，所以纤维序态降低，Tg2降到80～100℃，在含有较多水分或膨化剂的情况下，将会降到75℃左右，了解这一温度对腈纶的染整加工有指导意义。

2.吸湿性和染色性

腈纶的吸湿性是比较差的，在标准状态下，其回潮率为1.2%～2.0%，在合成纤维中属中等。

聚丙烯腈均聚物纤维很难染色。但在纤维的组成中引入了第二、第三单体后，不仅在一定程度上降低了纤维结构的规整性，并且引进了少量酸性或碱性基团，而能采用阳离子染料或酸性染料染色，使腈纶的染色性能得到改善。染料在纤维上的染色牢度与第三单体的种类密切相关。

3.化学性能

聚丙烯腈属碳链高分子物，其大分子主链对酸、碱比较稳定，然而聚丙烯腈大分子的侧基——氰基在酸、碱的催化作用下会发生水解，先生成酰氨基，进一步水解生成羧基。水解的结果使聚丙烯腈转变为可溶性的聚丙烯酸而溶解，造成纤维失重，强力降低，甚至完全溶解。例如，在50g/L的氢氧化钠溶液中沸煮5h，纤维将全部溶解。水解反应过程如下：

在水解反应中，烧碱的催化作用比硫酸强。碱性催化时，水解释出的NH3与未水解的氰基反应生成脒基，产生黄色，这就是聚丙烯腈纤维在强碱条件下处理易发黄的原因。

腈纶对常用的氧化性漂白剂稳定性良好，在适当的条件下，可使用亚氯酸钠、过氧化氢进行漂白。对常用的还原剂，如亚硫酸钠、亚硫酸氢钠和保险粉也较稳定，所以与羊毛混纺时可用保险粉漂白。

四、氨纶的组成、结构和主要性能

氨纶的学名是聚氨基甲酸酯弹性纤维，在美国称为Spandex纤维，在欧洲普遍称为Elas-tane纤维，杜邦公司生产的聚氨基甲酸酯弹性纤维的商品名为Lycra（莱卡）。

（一）氨纶的化学组成和结构

生产氨纶的聚氨基甲酸酯是由软链段和硬链段组成的嵌段共聚物，氨纶的优异弹性正是由这种特殊的化学组成和结构决定的。

聚氨基甲酸酯的合成，首先由1mol长链二羟基化合物和2mol芳香族二异氰酸酯（OCN-R-NCO）进行加成反应，合成分子链两端具有异氰酸酯基的预聚体“OCN—预聚体—NCO”。预聚体再与分子链两端含有氨基的链扩展剂二胺化合物（H2N—R′—NH2）进行链扩展反应，得到相对分子质量高的嵌段共聚物，其反应过程如图1-12所示。

长链二羟基化合物（大分子二醇）的相对分子质量为1500～3000，熔点低于50℃，长度15～30nm，具有很低的玻璃化温度（Tg为50～-70℃），组成分子链的“软段”。

长链二羟基化合物有两类，一类为聚醚二醇，另一类为聚酯二醇。根据分子链中软链段是聚酯型二醇还是聚醚型二醇，聚氨酯纤维分为聚酯型聚氨酯纤维和聚醚型聚氨酯纤维两大类。

分子结构中的“脲基结构”（—NH—CO—NH—）熔点高，可以形成较强的氢键，易结晶，组成分子链的“硬段”，使聚合物具有较高的强度、模量和耐磨性。

因此，最后形成的聚合物是由“脲基结构”的“硬链段”通过氨基甲酸酯基（—NHCO—O—）与“软链段”交替相接的大分子，氨基甲酸酯基自身仅起辅助性的连接作用。

在氨纶弹性体中，硬链段较短，起结点作用，防止大分子链受力时产生滑移；软链段较长，约为硬链段长度的10倍，分子间作用力小，弯曲不规整，易伸长。正是这种软、硬链段嵌段的结构，使氨纶产生弹性。

（二）氨纶的弹性结构模型

氨纶是软、硬链段的嵌段共聚物。聚醚型氨纶中的软链段是聚氧乙烯、聚氧丙烯或聚四氢呋喃的聚醚链段，它们之间的作用力主要为范德瓦尔斯力，不能形成氢键，作用力很弱。

聚酯型氨纶中的软链段主要是混合二元醇的聚己二酸酯聚酯链段，和聚醚相比，分子链中存在较多的酯基，作用力比聚醚大一些，但也不存在可以相互形成氢键的基团，作用力还是不强。

因此，软链段分子链间的作用力很弱，类似于液体分子的相互作用，在常温下受力后可以自由移动。

氨纶中的硬链段是易于结晶的氨基甲酸酯基和脲基，分子链间的亚氨基和碳基可以形成较强的氢键，亚氨基之间也能形成较强的氢键。

硬链段中还存在易于结晶的异氰酸的芳环，也使分子链的柔性降低。因此硬链段易于形成小的晶区，起结点作用，这些结晶结点属于物理性交联，相当于橡胶中的化学交联。

氨纶的弹性可以用图1-13的结构模型描述。氨纶大分子链中的硬链段相互整齐排列，形成晶区。结晶状态的硬链段一般不发生滑动，起结点作用；软链段分子链未受到外力作用时，呈松弛状态（弯曲或卷曲），在受到外力作用时，由于软链段分子链间的作用力很小，产生伸长。当纤维伸长至200%时，部分软链段分子链被拉直，也整齐排列，甚至发生结晶。但由于分子链间的作用力很弱，当外力去除后，被拉伸的软链段分子链又会自由回缩到松弛状态，直至内应力最小，表现出高弹性。但硬段中物理交联结点的作用力有一定限度，当温度较高或作用时间较长时，部分结点破坏，弹性回复性会明显降低。

（三）氨纶的主要性能

1.氨纶的力学性能

氨纶具有很高的弹性，断裂伸长率大于400%，高者可达800%。氨纶的弹性回复率很高，聚醚型氨纶在伸长500%时回复率达到95%，聚酯型氨纶在伸长600%时回复率达到98%。氨纶的弹性模量较低，但模量会随着温度的变化而变化。温度降到0℃时，模量显著增加，永久形变也随之增加。随着温度的升高，模量下降。氨纶有很好的耐疲劳性能，在50%～300%的伸长范围内，可耐100万次拉伸收缩疲劳，而橡胶丝仅能耐2.4万次。氨纶的耐磨性很好，远高于锦纶。

氨纶湿态的断裂强度为0.35～0.88cN/dtex，干态的断裂强度为0.44～0.88cN/dtex，是橡胶的3～5倍，达到聚酰胺类纤维强度的数量级。氨纶在最大伸长时线密度变小，在该线密度下测出的强度称为有效强度。氨纶的有效强度可达5.28cN/dtex。

2.氨纶的热性能

聚醚型氨纶的Tg为-20～-65℃，聚酯型氨纶的Tg为25～45℃，聚酯型氨纶较硬，聚醚型氨纶柔软。由于生产方法的不同，氨纶的耐热性能有较大差异，一般在95～150℃，短时间内不会有损伤。但聚醚型氨纶在150℃以上会泛黄，175℃以上会发黏；聚酯型氨纶在150℃以上热塑性显著增加，弹性减小。当温度超过190～195℃，纤维的强度会明显下降，最终断裂。这是由于氨纶中的硬链段被拆散，交联结点被完全破坏所致。因此，纯氨纶的处理温度不能超过195℃，加工时间长时，150℃也会引起氨纶变形和弹性丧失。包覆丝在180～190℃热定形的时间不能超过40s。

3.氨纶的耐光性能

氨纶在光照下会逐渐脆化，强度下降。氨纶的耐光稳定性比常规合成纤维差，但比橡胶丝好。引起氨纶光降解的主要是波长为190～350nm的紫外线。紫外线会引起含芳环氨纶的氧化降解，也能使氨纶产生交联、变脆和不溶解，使纤维泛黄，甚至变为棕色。

4.氨纶的吸湿性

聚酯型氨纶的吸湿率为0.5%～1.2%，聚醚型氨纶的吸湿率为1.2%～1.5%。水对氨纶有增塑作用，使纤维的拉伸强度下降，聚酯型氨纶下降10%，聚醚型氨纶下降20%。

5.化学稳定性

氨纶的化学稳定性一般较好，对氧化剂和还原剂较稳定，可以在稀的过氧化氢溶液中漂白，或进行还原漂白。但氨纶不耐含氯氧化剂，在次氯酸盐溶液中会形成氮——氯结合而使纤维损伤，聚醚型氨纶的损伤更严重。氨纶的耐酸性较好，但两种氨纶的耐碱性差异很大，聚酯型氨纶不耐强碱，在热碱溶液中快速水解，因此在染整加工中应特别注意。聚酯型氨纶的防霉性较差，霉变不但影响外观，而且会降低纤维的力学性能，缩短纤维的使用寿命。

6.氨纶的染色性能

氨纶可以用分散染料、酸性染料和金属络合染料染色。

五、聚乳酸纤维的结构和主要性能

（一）聚乳酸纤维的结构

聚乳酸纤维是一种兼具合成纤维和天然纤维优点、能生物降解的新型纤维，从化学结构上看属于脂肪族聚酯纤维。

聚乳酸纤维以淀粉为原料。淀粉经淀粉酶分解为葡萄糖，葡萄糖再经乳酸菌发酵生成乳酸。乳酸分子中含有反应性较高的羟基和羧基，在适当的条件下能聚合成高纯度的聚乳酸。乳酸的聚合有直接缩聚法和间接缩聚法（又称丙交酯开环聚合法）两种，目前都采用间接缩聚法，首先由乳酸脱水环构化制得丙交酯，再由丙交酯开环聚合制得聚丙交酯，即聚乳酸，简称PLA，然后采用熔融法或干法纺丝纺制成纤维。

（二）聚乳酸纤维的主要性能

1.力学性能和化学性能

聚乳酸纤维呈高结晶性（结晶度83.5）和高取向性，有较高的耐热性和强力，熔点175℃，结晶温度105℃，玻璃化温度57℃，断裂强度3.9～5.4cN/dtex，断裂伸长率20%～35%，杨氏模量31.5～47.2cN/dtex。聚乳酸纤维日晒500h后仍可保持强力的90%，而一般涤纶日晒200h后，强力降低60%左右。

聚乳酸纤维的耐碱性较差，碱减量处理时碱的用量应慎重选择。聚乳酸纤维的熔融温度较低，熨烫时需注意。聚乳酸纤维可用分散染料在100℃染色，由于聚乳酸纤维的折射率低，容易染得深色。

聚乳酸纤维有很好的弹性恢复性、卷曲保持性、形态稳定性和抗皱性，也有较好的穿着舒适性。聚乳酸纤维有一定的自熄性。

2.生物降解性

聚乳酸纤维有良好的生物相容性和生物降解性。聚乳酸纤维在人体内可逐渐降解为二氧化碳和水，对人体无害无积累，对皮肤无刺激和过敏。聚乳酸织物埋在土壤中8～10个月，虽然重量几乎没有什么变化，但强力已完全失去（棉和黏胶纤维织物土埋3～4个月完全分解），比聚酯织物的生物降解性要好得多。在活性污泥中1～2个月强力完全损失，这与活性污泥中存在大量微生物有关。聚乳酸纤维的降解是由于微生物作用和主链上的碳-氧（C-O）键水解引起的，同时纤维的微观结构也起了重要作用。