尼龍纖維
| 尼龍纖維 |
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尼龍(Nylon)纖維學名為聚酰胺(polyamide)纖維﹐其原為杜邦公司所生產之聚己二酰己二胺之商品名﹐
即一般通稱為尼龍六六(Nylon 66)。聚酰胺纖維是第一個合成高分子聚合物商業化之合成纖維製品﹐
其為在1937年由美國杜邦公司卡羅瑟斯(Caarothers)研究發明聚六甲基己二酰胺(即尼龍六六酰)﹐
因而開啟了合成纖維的第一頁﹐其仍是聚酰胺纖維的代表。
中文名尼龍纖維
外文名Nylon中文學名聚酰胺(polyamide)纖維生產公司杜邦公司
原 料聚己二酰己二胺
目錄
基本簡介
在研究聚酯纖維﹐其完成脂肪族二元酸及二元醇之聚酯聚合體之基礎研究﹐惟因熔點過低而無法實用。但也因此研究而奠定
了之PET聚酯纖維之輝煌騰達。卡羅瑟斯對於多數分子之分子間結合為新的巨大分子之反應稱為聚合(polymerization)反應。
而由縮合(condensation)反應之反覆繼續結合成巨大分子之反應稱為聚縮合(polycondensation)反應。在此觀念下卡羅瑟斯
自1928年起進行鏈狀之高分子合成研究﹐由聚縮合反應合成了聚酰胺類﹐聚醇縮醛類﹐聚醚類等鏈狀高分子化合物﹐
歷經無數次之基礎研究後於1937年由已二胺和已二酸經聚縮合反應而成的聚六甲基己二酰胺即尼龍六六﹐是最早商業化之高分子合成纖維﹐
並於1937年做成了第一雙尼龍絲襪﹐杜邦公司旋即在1938年9月取得該專利權並以 「Nylon」為商品名﹐在1939年建立第一個量產工廠﹐
當時之產能為4000噸每年﹐1944年達25000噸﹐1948年達35000噸﹐1951年增加到65000噸﹐在此同時英國﹐法國﹐意大利﹐西德﹐
日本也相繼建廠生產﹐在尼龍六六開始商業化之同時﹐德國法本公司(IG Farben/basf)之施拉克(p.schlack)於1938年提出由已內酰
胺(Caprolactum﹐縮稱CPL)合成聚己酰胺纖維即尼龍六之專利﹐並取得商品名perlon﹐之後隨着聚酰胺纖維工業發展﹐各國之纖維材料研究者陸
續進行多種聚酰胺纖維之研究﹐較成熟的有荷蘭國家礦業公司之聚丁二酰己二胺即尼龍四六﹐其它還有聚辛酰胺之尼龍八﹐聚壬酰胺之尼龍九﹐
聚十二甲基己二胺之尼龍六十二﹐聚十一酰胺之尼龍十一等﹐雖然種類多﹐但仍以尼龍六與尼龍六六為大宗﹐其生產量占聚配備胺纖維之95%以上。
聚酰胺纖維最突出的優點為耐磨性較其它纖維優越﹐其次為它的彈性佳﹐其彈性回復率可媲美羊毛﹐還有其質輕﹐比重為1.14﹐
在已商業化之合成纖維中﹐其僅次於聚丙烯(丙綸﹐比重小於1),而較聚酯纖維(比重1.38)輕﹐因此聚酰胺纖維可加工成細勻柔軟且平滑之絲﹐
供織造成美觀耐用之織物﹐另其同聚酯纖維一樣具耐腐性﹐不怕蟲蛀﹐不怕發霉之優點。
聚酰胺纖維之缺點為耐旋光性稍差﹐如在室外長時間受日照時﹐則易生黃﹐強度下降﹐與聚酯絲相比其保型形性較差﹐因此織物較不夠挺拔﹐
還有其纖維表面光滑﹐較有蠟狀感﹐關於這些缺點近年來已研究出各種改善措施﹐如加入耐光劑以改善耐旋光性﹐或製成異型斷面以改善外觀及光澤﹐
以DTY或ATY加工或與其它纖維混紡或交織﹐以改善手感。
聚酰胺纖維之各種性能再詳述如下
1﹑耐磨性﹕聚酰胺纖維之耐磨性是所有紡織纖維中最好的﹐同條件下﹐其耐磨性為棉花之10倍﹐羊毛之20倍﹐嫘縈(rayon)之50倍﹐
如在毛紡或棉紡中摻入15%之聚酰胺纖維﹐則其耐磨度比純羊毛料或棉料提高3倍。
2﹑斷裂強度﹕衣料用途聚酰胺纖維長纖其斷裂強度為5.0~6.4g/d﹐產業用之高強力絲則為7~9.5 g/d甚至更高﹐其濕潤狀態之斷裂強度約為乾燥狀態之85%~90%。
3﹑斷裂伸度﹕聚酰胺纖維之斷裂伸度依品種之不同而有所差異﹐強力絲之伸度較低在10~25%間﹐一般衣料用絲25~40%﹐其濕潤狀態之斷裂伸度約較乾燥狀態高3~5%。
4﹑彈性回復率﹕聚酰胺纖維之回彈性極佳﹐長纖之伸度10%時﹐其彈性回復率為99%﹐而聚酯在相同狀況下為67%﹐嫘縈則僅32%。
5﹑耐疲勞性﹕由於聚酰胺纖維之彈性回復率好﹐因此其耐疲功性也佳﹐其耐疲勞性與聚酯絲接近而高於其它化學纖維及天然纖維﹐
在相同之試驗條件下聚酯酰胺纖維之耐疲勞性比棉纖維高7~8倍﹐比嫘縈高几拾倍。
6﹑吸濕性﹕聚酰胺纖維之吸濕性比天然纖維和嫘縈低﹐但在合成纖維僅次於聚氯乙烯醇(PVA,維綸)而高於其它合成纖維﹐nylon 66在溫度20攝氏度﹐
相對濕度65%時之含水率為3.4~3.8﹐nylon 6則為3.4~5.0﹐故聚酰胺六之吸濕性略高於聚酰胺六六。
7﹑染色性﹕聚酰胺纖維之染色性較天然纖維及嫘縈困難﹐但仍較其它合成纖維易染色﹐一般以酸性染料染色。
8﹑光學性質﹕聚酰胺纖維具雙折射(birefringence)﹐雙折射隨延伸比變化很大﹐其在充分延伸後﹐尼龍六六纖維之縱向折射率為1.528﹐
橫向折射率為1.519﹐尼龍六纖維之縱向折射率為1.580﹐橫向折射率為1.530﹐聚酰胺纖維表面光澤度較高﹐通常於聚合添加二氧化鈦消光。
9﹑耐旋光性﹕聚酰胺纖維之耐旋光性能較差﹐於聚合時添加耐光劑製成纖維後可改善耐旋光性能。
10﹑耐熱性﹕聚酰胺纖維之耐熱性不佳﹐在150攝氏度時歷經5小時即變黃﹐170度開始軟化﹐到215度開始熔化﹐nylon 66耐熱性要較nylon 6好﹐
其安全溫度分別為130及90度﹐熱定型溫度最高不能超過150度﹐最好在120度以下﹐但聚酰胺纖維耐低溫性佳﹐即使在零下70度之低溫使用﹐其彈性回復率變化不大。
11﹑耐化學品性﹕聚酰胺纖維耐鹼性佳﹐但耐酸性則較差﹐在一般室溫調件下﹐其可耐7%之鹽酸﹐20%之硫酸﹐10%之硝酸﹐50%之燒鹼浸泡﹐
結果都不受腐蝕﹐因此聚酰胺纖維適用於防腐蝕工作服﹐另外其可用做漁網﹐不怕海水浸蝕﹐尼龍漁網要比一般漁網壽命長3~4倍。
應用簡介
種類用途尼龍六及尼龍六六纖維占聚酰胺纖維95%以上，它們的主要性能如附表，其物理性能雖然有差異，但在一般用途上，其在外觀、手感、
強力及耐磨性都十分接近，從其平織布及針織布亦難分軒輊，因而往往可互相替代，但如從成本考慮，則尼龍六較占優勢‧尼龍六長絲之收縮率較尼龍六六略高，
其較適合針織物及起絨織物‧尼龍六因具較低之軟化點，因此較尼龍六六柔軟，但其捲曲變形較困難，故尼龍六六之加工絲捲縮堅牢度較尼龍六優越，
故如做褲襪材料，尼龍六六要比尼龍六彈性佳，也較耐穿‧因尼龍六六之熔點較尼龍六高且縮率可較低，因此，用於輪胎帘布較尼龍六於製成輪胎
後較能耐高速行駛，輪胎亦可行駛較長之里程‧另尼龍六六與聚酯纖維之熔點接近其與聚酯之交織物，可與聚酯相同之溫度同浴染，
因此尼龍六六之N/T織物(尼龍及聚酯交織物)要較尼龍六之N/T織物染色牢度佳‧
聚酰胺纖維可製成長纖或短纖，其用途如下
長纖：聚酰胺長纖可單獨使用，也可與其它纖維交織，也可假捻加工成加工絲供針織或平織用途，在內衣用途可用於男女兒童服裝、
被套面料、襪子、雨衣等‧另聚酰胺纖維用於航天員外衣之外層及內里，利用其高度強度來保護航天員不受外層空間隕石之襲擊，
在家飾布可用於窗簾布、浴帘布及雨傘布等，在產業用途可用於漁網、濾布、纜繩、輪胎帘布、輪送帶襯布及降落傘布等‧由於其強力高、
耐衝擊、耐磨性佳，用於輪胎帘布製成輪胎後其行駛里程較以往之嫘縈輪胎帘布行駛之里程高，據實驗證明聚酰胺輪胎帘布輪胎可行駛約三十萬公里，
而嫘熒縈輪胎帘布輪胎僅能行駛約十二萬公里，使用於輪胎帘布之聚酰胺長纖以尼龍六六為大宗，其占尼龍六六纖維使用量約50%‧
短纖：聚酰胺短纖與長纖相比在美國其使用量約占21%，在地毯用纖維中，短纖維占90%以上，而聚酰胺纖維又占地毯纖維用量之53%，
另外其可與其它纖維混紡用於襪子、華達呢布料、凡立丁布料、毛毯、濾布等‧[1]