一、概述
    氨綸纖維學(xué)術(shù)名稱為“聚氨基甲酸酯纖維”，也叫“聚氨酯彈性纖維”，英文名稱為Polyurethane Fiber，國(guó)際通稱為“斯潘得克斯”（Spandex），是一種具有高彈性能的特種化學(xué)纖維，氨綸纖維更是目前快速發(fā)展起來(lái)的高彈性合成纖維，氨綸是世界已知最富有彈性的合成纖維，其伸長(zhǎng)長(zhǎng)度高達(dá)500％－800％，而且具有優(yōu)良的耐疲勞性和極高的彈性恢復(fù)率，彈力持久不變，任何合成纖維都無(wú)法與之相提并論。氨綸最早由德國(guó)著名的拜耳（Barer）公司研制成功，并申請(qǐng)了專利。1959年，美國(guó)杜邦（DuPont）公司用自己的方法研制出氨綸，并最早開(kāi)始了氨綸的工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)品注冊(cè)為“萊卡”（Lycra）。
    近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)紛紛投資氨綸行業(yè)，生產(chǎn)能力正在迅速上升，預(yù)計(jì)至2005年，中國(guó)將成為最大的氨綸生產(chǎn)國(guó)。
    二、氨綸的化學(xué)結(jié)構(gòu)
    氨綸的化學(xué)結(jié)構(gòu)很獨(dú)特，氨綸的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其分子鏈中有兩種鏈段，一種是軟鏈段，賦予纖維以彈性；另一種是硬鏈段，賦予分子間的相互作用力，保證纖維具有一定強(qiáng)度。這兩種不同性能的鏈段相互鑲嵌，在纖維自然放松期間，它們無(wú)規(guī)則地纏結(jié)在一起。當(dāng)有外力作用時(shí)，軟鏈段間由于相互作用力小，易拉長(zhǎng)變形，而硬鏈段不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，為軟鏈段的大幅度伸長(zhǎng)和回彈提供了必要的結(jié)合點(diǎn)，從而使纖維具有高彈性能。氨綸唯一的缺點(diǎn)是耐氯性稍差。因此氨綸織物在洗滌時(shí)，要避免使用次氯酸鈉型漂白劑。
    三、氨綸纖維的制造技術(shù)
    根據(jù)紡絲方法的不同，氨綸生產(chǎn)的工藝路線可分為干法紡絲、濕法紡絲、熔法紡絲及化學(xué)反應(yīng)紡絲四種。
    1 、干法紡絲
    聚醚二醇與二異氰酸酯以1：2的摩爾比在一定的反應(yīng)溫度及時(shí)間條件下形成預(yù)聚物，預(yù)聚物經(jīng)溶劑混合溶解后，再加入二胺進(jìn)行鏈增長(zhǎng)反應(yīng)，形成嵌段共聚物溶液，再經(jīng)混合、過(guò)濾、脫泡等工序，制成性能均勻一致的紡絲原液。然后用計(jì)量泵定量均勻地壓入紡絲頭。在壓力的作用下，紡絲液從噴絲板毛細(xì)孔中被擠出形成絲條細(xì)流，并進(jìn)入甬道。甬道中充有熱空氣，使絲條細(xì)流中的溶劑迅速揮發(fā)，并被空氣帶走，絲條濃度不斷提高直至凝固，與此同時(shí)絲條細(xì)流被拉伸變細(xì)，最后被卷繞成一定的卷裝。
    干法紡絲是目前世界上應(yīng)用最廣泛的氨綸紡絲方法?？杉彴本]絲的纖度范圍為1.1-246.4tex，紡絲速度200-600m/min，有的可高達(dá)1000m/min。世界氨綸第一大廠商德國(guó)拜耳公司的Dorlastan氨綸紡絲工藝就是典型的干法紡絲。
    2 、熔法紡絲
    熔法紡絲是將干燥后的熱塑性聚氨酯切片送入螺桿擠壓機(jī)，切片由于受熱而熔融，熔體以一定壓力被擠出并輸送到紡絲部位，然后用紡絲泵將熔體定量均勻地壓至紡絲組件。熔融細(xì)流從噴絲板小孔擠出，在甬道中冷卻而凝固成纖維。熔融紡絲只適用于易熔的和熔融溫度下穩(wěn)定性良好的聚氨酯嵌段共聚物，如由芳香族二異氰酸酯和線性聚酯或聚醚多元醇反應(yīng)，采用1,4-丁二醇為擴(kuò)鏈劑所得的聚氨酯為熔融紡絲原料。紡絲溫度為160-200℃，紡絲速度為200-800m/min。
    熔融紡絲工藝受原料的影響極大，切片制造技術(shù)、切片的成分及其性能直接影響到紡絲過(guò)程和成品質(zhì)量。日清紡、鐘紡、德國(guó)福奈、美國(guó)諾譽(yù)等企業(yè)以及國(guó)內(nèi)自主研究開(kāi)發(fā)是熔融紡絲技術(shù)的主要推動(dòng)者。
    3、濕法
    用與干法紡絲類似的方法制成嵌段共聚物溶液，經(jīng)紡前準(zhǔn)備，送至紡絲機(jī)，通過(guò)計(jì)量泵壓入噴絲頭。從噴絲板毛細(xì)孔中壓出的原液細(xì)流進(jìn)入凝固浴。凝固浴以溫水（90℃以下）為凝固介質(zhì)，原液細(xì)流中的溶劑向凝固浴擴(kuò)散，原液細(xì)流中聚合物的濃度不斷提高，于是高聚物在凝固浴中析出形成纖維，再經(jīng)洗滌干燥后進(jìn)行卷繞。濕法紡絲速度一般為5-50 m/min，加工纖度0.55-44tex。日本富士紡公司的Fujibo氨綸生產(chǎn)技術(shù)就是具有代表性的濕法紡絲。
    4、化學(xué)反應(yīng)法
    它是將兩端含有二異氰酸酯的聚酯或聚醚預(yù)聚體經(jīng)計(jì)量泵噴絲頭壓出而進(jìn)入紡絲浴，與紡絲浴中的鏈擴(kuò)展劑（如乙二胺）組分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，預(yù)聚物鏈增長(zhǎng)的同時(shí)生成不溶于二甲基甲酰胺的共價(jià)交鏈結(jié)構(gòu)初生纖維。從反應(yīng)浴中析出的絲條經(jīng)噴淋水管洗去夾帶的乙二胺后送入干燥定型機(jī)進(jìn)行干燥定型。初生纖維經(jīng)卷繞后，在加壓的水中進(jìn)行硬化以使其內(nèi)部尚未反應(yīng)的部分交聯(lián)，從而轉(zhuǎn)變成三維結(jié)構(gòu)的聚氨酯嵌段共聚物。反應(yīng)紡絲法的紡絲速度一般為50-150m/min，加工纖度為0.56-38tex。目前世界上用這種方法紡絲的產(chǎn)量占氨綸總產(chǎn)量的2%。美國(guó)的Globe、西班牙的Enkaswing、英國(guó)的Spanzelle等公司擁有這種生產(chǎn)技術(shù)。