自合成高分子材料大量問世以來,高分子材料即以其實用性和裝飾性極大地美化和改善了人類現代生活的品質,使衣食住行的各個環節都發生了日新月異的變化,給人們帶來了繽紛多彩的現代化生活。
1.從人造棉到仿毛仿絲
說到衣著,無論是城市還是農村,人們對漂亮實用的合成纖維製品都不陌生。“的確良”織物製成的服裝挺括美觀、易洗免燙;尼龍襪堅固耐磨;腈綸棉質輕保暖,不蛀不黴,便於洗滌;維尼綸織物透氣幹爽,穿著舒適。
這裏所列舉的就是目前合成纖維中大量生產的“四綸”,即由聚對苯二甲酸乙二醇酯紡製的滌綸;由聚酰胺製成的尼龍;由聚丙烯腈紡成的腈綸和由聚乙烯醇縮甲醛製得的維尼綸。除了“四綸”以外,還有近幾年興起的聚丙烯纖維。在解決聚丙烯的紡絲技術後,紡製出來的超細丙綸,其織物柔軟如蠶絲,同時具有單向透氣和透水性,其出現又將給人們帶來更舒適美觀的衣著。自1935年人們研究成功尼龍纖維,1947年製成滌綸纖維,1950年和1953年先後製成腈綸纖維和維尼綸纖維以來,合成纖維的品種不下30種。人類告別了單純依靠大自然賦予的棉、麻、毛、蠶絲編織衣著的時代,開創了纖維史上的第三次革命。到1990年世界合成纖維的產量已達1770萬噸,占全部纖維的45%,2000年合成纖維的產量已達3500萬噸。一座年產1萬噸合成纖維工廠的產量相當於30萬畝棉田的年產量。由此可見,合成纖維對人類現代生活的貢獻是不言而喻的。
所謂合成纖維是指自然界原本不存在,靠人類聰明才智,通過化學方法合成得到高分子以後紡製出來的纖維。而將天然纖維進行二次加工,經化學和物理方法處理以後紡製出來的纖維稱為人造纖維(即所謂的人造絲),它不屬於合成纖維之列。理論上講,所有的線型高分子都可以紡製成纖維,但要成為符合穿著的纖維還有許多問題需要解決。首先要求相對分子質量足夠高,在紡製成纖維後要經過進一步的拉伸和熱定型處理,使高分子鏈沿軸向排列,這樣才能獲得足夠高的強度,使製成的衣料耐穿耐用。其次是纖維應該具有很好的染色性,可以用不同的染料染色,而且色澤鮮豔,色調均勻,著色牢固,色譜齊全,可為人們提供豐富多彩的花色品種。
作為服裝麵料使用的纖維的另一重要要求是希望它們有很好的親水性,即可以吸收水分並能將其向鄰近的纖維輸送,這也就是我們常說的吸汗和透氣,從而達到調節體溫和保護機體的目的。除了上述幾個要求以外,作為服裝用的纖維還希望它們不起靜電(導電)、阻燃、織物手感好等等。
自20世紀40年代,尼龍、腈綸、滌綸這幾種主要纖維相繼工業化之後,它們的染色方法、親水化方法有了很大發展,例如,非極性的聚丙烯(PP)纖維是難以染色的,人們通過纖維的化學改性,在PP 大分子鏈及其側鏈引入SO3H—NR2等著色基團或添加含有金屬離子的助劑,使之與染料形成配合物而染色。也可以在紡絲過程中加入異相高分子以疏鬆PP 的內部結構,以提供染料擴散和滲透的孔道使之著色。此外,在紡絲液中混入著色劑經紡絲後即獲得有色彩的纖維(稱原液著色)。具體方法是利用與PP 樹脂有良好相容性的樹脂為顏料的載體,與顏料混合擠壓成色母粒,此種色母粒與粒狀PP 樹脂混合紡絲,即得到所需要的有鮮豔顏色的纖維。合成纖維的親水性可以通過化學和物理的方法得到改善。化學方法包括大分子的親水處理、與親水性單體接枝改性以及在紡絲後的纖維上塗敷一層親水性化合物的表麵處理方法等。物理方法則主要是使纖維表麵粗糙化、橫截麵異形化及多孔化等。例如日本旭化成公司生產的腈綸短纖維是通過多孔法改善其親水性的,而東洋紡織公司生產的聚酯短纖維則采用中空法增加其親水性。