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维纶、丙纶与氯纶


实验室k / 2019-05-23

       维纶又叫维尼纶,是我国聚乙烯醇纤维的商品名称。维纶的最大特点是吸湿性好,达5~6%(和棉花接近,棉花为6~8%),是目前所有合成纤维中最好的,而其强度为棉花的1.5~2倍,故又有“合成棉花”之称,加上它的性能优良,售价低廉,深受广大工农兵群众的欢迎。

       说到聚乙烯醇,也许大家并不陌生,有些纪念邮票背面刷的一层胶,主要原料就是它。因为它无毒、防腐、并且溶于水,其水溶液又具有粘性,所以常用作粘合剂。

       既是如此,它又怎么能做成纤维呢?

       对于聚乙烯醇,我们千万不能习惯地将它的单体当作就是乙烯醇,因为乙烯醇是一种极不稳定的物质,而真正的原料是醋酸乙烯酯


醋酸乙烯酯在偶氮二异丁腈引发下,经溶液聚合生成聚醋酸乙烯酯,再经醇解得到聚乙烯醇:


       所得聚乙烯醇为水溶性,故可以水为溶剂,进行溶液湿法纺丝,在硫酸钠、硫酸锌及硫酸的溶液内凝固成纤维。

       这样的纤维如果经过拉伸一热定型处理后,分子链就会沿着拉伸方向作规整排列,纤维的强度也增高,同时在聚乙烯醇大分子中的极性基团—OH有60~70%进入了晶格,形成氢键,减少了对水的亲和力。但是还有一部分自由羟基存在,由于这部分羟基对水仍有亲和力,因此,只经拉伸-热定型处理后的聚乙烯醇纤维不耐沸水,毫无实用价值。

       将聚乙烯醇纤维中的自由羟基和甲醛进行醇醛缩合,生成疏水性的醚键,变成聚乙烯醇缩甲醛纤维(即维纶),这种纤维的亲水性降低了,耐热性提高到115℃,成为良好的纺织纤维。


       在自由羟基中大约还有5%没能参加这个反应,这部分—OH就可吸湿了,所以维纶的吸湿性仍是目前合成纤维中最高的一种,做成内衣,穿着舒服。但是切不可垫着湿布熨烫,以免变形太大。

       维纶的分子中由于—OH较多,加力后变形,在新处形成新的氢键,就不易复原,所以织物不象涤纶挺刮,一旦形成折绉后,就不易消失。

       除了上述纤维外,还有新兴的、被称为后起之秀的丙纶,由于定向聚合催化剂(Ti的卤化物和Al的有机化合物)的发现,突破了丙烯的聚合关,使聚丙烯有可能用来作为合成纤维。

       丙纶质轻,仅为棉花3/5,而且是目前合成纤维中唯一能浮在水面上的,故特别适合做缆绳;又因丙纶是等规聚合物,结晶度大,分子间有较大作用力,故强力高,耐磨性好(仅次于锦纶),并具有良好的耐腐蚀性,所以工农业生产上用作滤布、渔网、工作服等。丙纶的最大缺点是其耐光性和染色性差,因为分子链上的叔碳原子在日光照射下容易被氧化成过氧化物,而使纤维变色,甚至继续分解而使分子链断裂;其次,因为分子链上没有易和染料分子结合的基团,再加上分子规整,排列紧密,吸水性较差,故其染色较困难。但所有这些缺点都可以通过加入防老剂、改进染料或进行化学处理来加以解决。

       此外,还有一种叫做氯纶的纤维,它的原料就是大家熟悉的聚氯乙烯树脂。近年来,由于较好地解决了氯纶纺丝工艺上的一些问题,故也获得了较大的发展。氯纶的突出优点在于它的耐化学腐蚀性、保暖性和难燃性,耐晒、耐磨和弹性等也很好,所以用来制作耐腐蚀的滤布、工作服等,用它织成毛毯和地毯可以防止烟头失火。氯纶的主要缺点是耐热性差,沸水收缩率大和难以染色,因此氯纶织物要严防沸水洗烫或接近高温物体。但是,通过低温聚合或聚氯乙烯树脂的改性,这些缺点同样是可以改进的。


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