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醋酸纤维的分类、结构及性能表现

醋酸纤维,英文名cellulose?acetate,简称CA。醋酸纤维分为二醋酯纤维和三醋酯纤维,是人造纤维的一种。以纤维素为原料,经化学成法转化成醋酸纤维素酯制成的化学纤维。首次制备于1865年,是纤维素的乙酸酯。纤维素以醋酸或醋酐在催化剂作用下进行酯化,而得到的一种热塑性树脂,纤维素分子中羟基用醋酸酯化后得到的一种化学改性的天然高聚物。其性能取决于乙酰化程度。

 

01、醋酸纤维的分类

根据纤维素中羟基被乙酰基取代程度可分为二醋酸纤维和三醋酸纤维。

二醋是一型醋酯经部分水解后形成,其酯化程度较三醋低。因此,受热性能不及三醋,染色性能优于三醋,吸湿率较三醋高。

三醋是一型醋酯,不经水解,其酯化程度较高。因此,耐光耐热性强,染色性能较差,吸湿率(也称回潮率)较低。

在醋酸纤维的分子结构中,纤维素葡萄糖环上的羟基被乙酰基取代,形成酯键,二醋酸纤维的酯化程度由于水解作用而低于三醋酸纤维。二醋酸纤维的超分子结构中无定形区较大,而三醋酸纤维具有一定的结晶结构, 而且纤维大分子的对称性、规整性、结晶度均比二醋酸纤维高。

 

02、醋酸纤维的结构

 

 

 

纵向纤维表面形态光滑,较为均一,有明显的沟槽;由其截面形态可看出,纤维无皮芯结构,呈苜蓿叶形,周边较为光滑,少有浅的锯齿。

 

03、醋酸纤维的性能

化学性能

1、耐碱性

弱碱性碱剂对醋酸纤维基本上未造成损伤,纤维失重率很小 。遇到强碱后,尤其是二醋酸纤维,容易发生脱乙酰化,造成重量损失,强力和模量也随之下降。因此,处理醋酸纤维的溶液,其pH值不宜超过7.0。在标准洗涤条件下,具有很强的抗氯漂白性能,还可用四氯乙烯进行干洗。

2、耐有机溶剂性能

醋酸纤维在丙酮、DMF、冰醋酸中完全溶解,而在乙醇和四氯乙烯中则不溶解。根据这些特性,可以将丙酮作为醋酸纤维的纺丝溶剂,用四氯乙烯对醋纤织物进行干洗等。

3、耐酸性

醋酸纤维的耐酸稳定性较好, 常见的硫酸、盐酸、硝酸在一定浓度的范围内对纤维的强力、光泽和伸长等都不会造成影响;但是可以溶解于浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸。

4、染色性

醋酸纤维虽然来源于纤维素, 但是在酯化过程中, 纤维素葡萄糖环上的极性羟基很大一部分被乙酰基取代成酯, 因此, 纤维素纤维染色常用的染料对醋酸纤维几乎就没有亲和力, 难以上染。最适合醋酯纤维用的染料是低分子量且染色上染速率相近的分散染料。

用分散染料染出的醋酸纤维或织物色泽鲜艳亮丽,匀染效果好, 染料吸尽率高, 色牢度也高, 而且色谱齐全。

 

 

 

物理性能

1、醋酸纤维既具有一定的吸水性, 又具有吸水后快速脱去的性能;

2、醋酸纤维的热稳定性较好,纤维的玻璃化转变温度在185 ℃左右,熔融终止温度在310 ℃左右,升温结束时,纤维的失重率为90.78%;醋酸纤维的断裂强度为1.29 cN/dtex,而应变为31.44%

3、醋酸纤维的密度比粘胶纤维的要小,和涤纶的较为接近;强度是三种纤维中最低的;

4、醋酸纤维的弹性相对较好,类似于蚕丝,羊毛;

5、沸水收缩率较低,但是高温处理会对纤维的强力和光泽等性能造成影响,因此温度不宜超过85 ℃

 

 

 

04、醋纤面料穿着舒适吗?

1、  二醋具有良好的透气性和抗静电性

 

 

 

在相对湿度65%环境中,二醋具有与棉同等的吸湿性,比棉更好的速干性能,因而可以很好地吸收人体蒸发的水汽,并同时很好地排放出去。从而使人感到舒适。同时,良好的吸湿性能能够减少静电的积累,不易产生静电现象。

2、  二醋具有柔软触感

 

 

 

△纤维的初始模量图

初始模量低,纤维在微小负荷作用下刚性弱易弯曲,表现为柔软的性状,因此令肌肤有嫩滑柔软的舒适体感。但初始模量低太低则显疲软。

初始模量高,纤维在微小负荷作用下刚性强不易弯曲 ,表现为硬挺的性状。

3、  二醋具有出众的除臭性能

 

 

△二醋、铜氨、棉和涤纶除臭性能对比图

 

 

△二醋、铜氨、棉和涤纶除臭性能对比图(二)

醋纤面料为什么会具有良好的外观?

1、  二醋具有珍珠般的柔和光泽

 

 

△桑蚕丝、醋纤和涤纶的结构

桑蚕丝横截面呈不规则三角,醋酯纤维横截面呈不规则凹凸,二者的纵截面都有纵向条纹,使其横向光为漫反射,纵向光亦为漫反射。折射率较低,为1.48。所以桑蚕丝和呈现出珍珠般柔和的光泽。

2、醋纤具有优异的悬垂性

纤维初始模量30-45cn/dtex刚性弱,横截面为不规则凹凸形面料软,垂感好

2、  二醋具有光亮鲜艳的色彩和色牢度

 

 

△各纤维饱和色彩时的色牢度对比图(级)

醋纤色彩,色谱齐全,色泽饱满纯正,色牢度优异。

3、  醋纤具有良好的尺寸稳定性

 

 

 

醋纤对水分的膨胀性低,因此作成面料后良好的尺寸稳定性,保持衣着时的美观。

4、  二醋具有较平衡的防污性

 


 

 

对于灰尘、水性、油性这3种成分的污渍,具有不易沾染且易于清洗的性质。


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