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氨纶

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氨纶

氨纶是一种合成纤维,以卓越的弹性而闻名,又被称作斯潘德克斯(Spandex)弹性纤维或者莱卡棉(Lycra)。它是一种聚醚 - 聚脲共聚物,由化学家约瑟夫·希弗斯于1958年在杜邦公司位于韦恩斯伯勒(维吉尼亚州) 的本格尔实验室发明。[1][2][3][4][5]

“氨纶”(Spandex)这个名字源于英文单词“扩展”(expand)的变形体,[6]它是北美地区的首选名称;在欧洲大陆,人们以“elastane”一词的变体称呼它,即:élasthanne(法国),Elastan(德国、瑞典),elastano(西班牙),elastam(意大利)和elastaan(荷兰),而在英国、爱尔兰、葡萄牙、西班牙、巴西、阿根廷、澳大利亚、新西兰和以色列主要被称为莱卡棉(Lycra)。氨纶的品牌名称包括Lycra(由Koch子公司Invista制造,以前是杜邦的一部分),Elaspan(Invista),Acepora(Taekwang),Creora(Hyosung),INVIYA(Indorama公司),ROICADorlastan(Asahi Kasei),Linel(Fillattice),和ESPA(Toyobo )。

1 发明编辑

杜邦纺织科学家约瑟夫·希弗斯(Joseph C. Shivers)决心寻找一种纤维来代替服装中的橡胶。他于20世纪50年代初取得了突破,他使用一种中间物质使涤纶纤维改性。[7]这一过程产生了一种能够耐高温的弹性纤维。经过近十年的研究,这种纤维在1959年得到了完善。它最初被称为纤维K,杜邦公司采用更加鲜明的商品名“莱卡(Lycra)”来区分其品牌的氨纶纤维。[8]

2 制作编辑

在光学显微镜下的氨纶纤维(交叉偏振光照射, 放大倍数100x)
氨纶纤维

氨纶有四种生产方法:熔融挤出、反应纺丝、溶液干法纺丝和溶液湿法纺丝。所有这些方法都包括使单体反应生成预聚物的初始步骤。一旦预聚物形成,它就以各种方式进一步反应并被拉出以制造纤维。

溶液干法纺丝用于生产世界上超过94.5%的氨纶纤维,[9]该工艺分为五个步骤:

  • 1.形成预聚物。通过将大分子二醇与二异氰酸酯单体混合来实现。这两种化合物在反应容器中混合产生预聚物。二醇与二异氰酸酯的典型比例是1∶2。[9]
  • 2.预聚物进一步与等量的二胺反应。这种反应被称为链增长反应。用溶剂(DMAc )稀释所得溶液以形成纺丝溶液。溶剂有助于使溶液变稀,易于加工,能够泵入纤维生产单元中。
  • 3.纺丝溶液被泵入圆柱形纺丝单元中,在其中被固化并转化为纤维。在纺丝单元里,聚合物溶液被挤入经过一个叫做喷丝头的金属板,促使溶液中的聚合物链呈股线排列。当这些股线穿过纺丝单元时,它们在氮气和溶剂气体的氛围下被加热。这个过程使聚合物发生化学反应,形成固态的股线。[9]
  • 4.当纤维离开单元,将一定量的固体股线捆扎在一起以产生所需的厚度。每根氨纶纤维都由许多较小的单根纤维组成,这些纤维由于其表面的天然粘性而相互粘附。[9]
  • 5.然后用整理剂处理所得纤维,整理剂可以是硬脂酸镁或另一种聚合物。这种处理能够防止纤维粘在一起并有助于纺织品制造。然后,将纤维通过一系列辊转移到卷轴上。

自行车运动员穿着氨纶短裤和骑行服

3 时尚中的角色编辑

二战后的1952年,杜邦纺织纤维部成立并成为其内部最受欢迎的部门,主导着全球合成纤维市场。[10]彼时,女性对内衣和袜子的需求使得她们开始成为一个重要的消费者群体。[10]杜邦公司进行了市场调查,了解女性对纺织品的需求,然后着手开发纤维以满足她们的需求。当时,女性束腰通常由橡胶制成,而人们的“需求”便是一种更好的纤维来替代它。杜邦公司从20世纪30年代开始对合成弹性纤维的开发感兴趣,并于1959年由化学家约瑟夫·希弗斯进行完善。氨纶纤维的形变特性使其能够融入除腰带和内衣之外的其他服装中。杜邦公司为其莱卡品牌发起了广泛的宣传活动,在顶级女性杂志上刊登整版广告,如《时尚》,《魅力》,《Harper Bazaar》,《Mademoiselle》,《McCalls》,《女士家庭杂志》和《好管家》。[10]时尚的原创风格偶像奥黛丽·赫本在50年代后期助力该品牌在银幕内外的传播;像琼·科林斯和安妮-玛格丽特这样的模特和演员遵循赫本的美学,穿着莱卡服饰拍摄照片和杂志封面。[11]

到20世纪70年代中期,随着妇女解放运动的出现,女性束腰的销量开始下降。束腰开始与反独立联系在一起,象征着一个迅速逝去的时代。[10]杜邦公司不打算放弃他们赖以生存的市场。作为回应,杜邦公司重新将莱卡定位成有氧健身运动服材料。[10]1968年冬季奥运会期间,法国滑雪队穿着莱卡运动服参赛,这进一步推动了莱卡运动服的发展。[12]由于莱卡纤维具有柔韧轻盈的特点,使其成为不可或缺的运动服材料。事实证明,这种纤维用在自行车运动员所穿的短裤中备受好评。[12]到了20世纪80年代,健身的热潮达到了顶峰,时尚达人开始在街上穿着短裤。[13]氨纶在服装业相当受捧,以至于到1987年杜邦公司的产能已难以满足全球需求。20世纪90年代,用氨纶制成的其他产品同样很受欢迎,包括以商品名Bodyslimmers销售的一系列塑身基础服装。随着十余年的发展,衬衫、裤子、连衣裙,甚至鞋子都采用氨纶混纺,像香蕉共和国(Banana Reoublic)这样的大众市场零售商也将它用于男装。[13]

4 氨纶的主要用途编辑

凭借其良好的强度和弹性(可拉伸至其原始长度的五倍),氨纶已被广泛应用于各类服装中,尤其是紧身服饰。氨纶的优点还在于,和普通织物相比,其在拉伸和干燥后能更快地恢复原状。对于服装来说,氨纶通常与棉或聚酯纤维混合,占最终面料的一小部分,从而保留了其他纤维的大部分外观和手感。在北美,这类面料在男性服装中应用较少,但在女性服装中很常见。据估计,2010年在美国销售的服装中有80%含有氨纶。[14]

穿着氨纶曾泰套装的叠罗汉演员

包含氨纶的服装类型包括:

  • 饰品  
    • 皮带
    • 手套
    • 袜子
    • 紧身衣
  • 体育运动服  
    • 竞技泳装
    • 骑行服和短裤
    • 训练服
  • 紧身衣  
    • 连体衣
    • 划船比赛服
    • 三项全能套装
    • 潜水服
    • 全包紧身衣套装(曾泰服)
  • 穿着弹力紧身裤的女子

    裤子  
    • 打底裤
    • 短裤
    • 紧身牛仔裤
    • 滑雪裤
    • 休闲裤
    • 瑜伽裤
  • 压缩服装  
    • 基础服装
    • 动作捕捉套装
  • 内衣  
    • 胸罩
    • 袜子
    • 泳装
    • 内衣

5 有害环境影响编辑

氨纶是几种不可生物降解的合成纤维之一。[15][16]如今,大多数含有氨纶的衣服一旦磨损就变成不可回收的废弃物,因为含有氨纶的混纺织物难以回收。[17]这加剧了环境污染。此外,洗衣产生的不可生物降解的微纤维最终进入自然界的河流和海洋中。[18][19]一些环保意识强的消费者更喜欢购买天然、生物可降解纤维制成的衣服,如棉花、亚麻和羊毛。然而,一些自我宣称“可持续发展”的服装公司,也会在“有机棉袜”等服装中添加氨纶,这可能会误导消费者,使得消费者以为他们购买的产品是环境友好的,但事实并非如此。

参考文献

  • [1]

    ^美国专利 3,023,192,“嵌段共聚醚酯弹性体”,1958年5月29日提交,1962年2月27日发布.

  • [2]

    ^弗林、伊丽莎白和帕特尔、萨拉(2016)真正有用的初级设计和技术书籍:学科知识和课程理念纽约:劳特利奇。第86页。ISBN 9781317402565.

  • [3]

    ^戴维·蒂花园(2004)高分子化学:不可缺少的科学导论NSTA出版社。第149页。ISBN 9780873552219.

  • [4]

    ^《时代生活》(2016)的编辑时代生活美国发明:改变现代生活的伟大思想时代生活书籍。ISBN 9781683306313.

  • [5]

    ^桑福德·莫斯科维茨(2016)先进材料创新:管理21世纪的全球技术威利。ISBN 9780470508923.

  • [6]

    ^莎拉·鲁道夫(2010)纺织品。皮尔森。ISBN 9780135007594.

  • [7]

    ^"Wayback Machine" (PDF). 2013-12-03. Retrieved 2018-11-26..

  • [8]

    ^"WHAT'S THAT STUFF? - SPANDEX". pubs.acs.org. Retrieved 2018-12-06..

  • [9]

    ^“氨纶是如何制成的”产品是如何制造的.

  • [10]

    ^O'Connor, Kaori (2008), "CHAPTER ELEVEN. The Body and the Brand: How Lycra Shaped America", Producing Fashion, University of Pennsylvania Press, doi:10.9783/9780812206050.207, ISBN 9780812206050.

  • [11]

    ^Clark, Meaghan. "What Came First: The Yoga Pant Or The Skinny Jean?". www.refinery29.com (in 英语). Retrieved 2018-12-11..

  • [12]

    ^The Sydney Morning Herald, Lycra: a brief history, retrieved 2018-12-11.

  • [13]

    ^"Spandex - Fashion, Costume, and Culture: Clothing, Headwear, Body Decorations, and Footwear through the Ages". www.fashionencyclopedia.com. Retrieved 2018-12-11..

  • [14]

    ^Marisa Penaloza (2011-12-11). "Spandex Stretches To Meet U.S. Waistlines". NPR. Retrieved 2012-01-17..

  • [15]

    ^"Synthetic Polymer Fibers – Properties, Advantages and Disadvantages". Retrieved 2019-04-08..

  • [16]

    ^Lili Li; Margaret Frey; Kristie J Browning. "Biodegradability Study on Cotton and Polyester Fabrics" (PDF). Journal of Engineered Fibers and Fabrics, Volume 5, Issue 4, page 42ff - 2010. Retrieved 2019-04-08..

  • [17]

    ^Yunjie Yin; Donggang Yao; Chaoxia Wang; Youjiang Wang. "Removal of spandex from nylon/spandex blended fabrics by selective polymer degradation". Textile Research Journal, Volume 84, Issue 1, January 2014. Retrieved 2019-04-08..

  • [18]

    ^Mary Catherine O'Connor (2014-10-27). "Study shows that tiny clothing fibers could be the biggest source of plastic in our oceans". The Guardian. Retrieved 2019-04-08..

  • [19]

    ^Mary Catherine O'Connor (2017-06-29). "Invisible plastic: microfibers are just the beginning of what we don't see". The Guardian. Retrieved 2019-04-08..

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