基本介紹
- 中文名：有機纖維
- 外文名：Organic fiber
滌綸,腈綸,錦綸,丙綸,芳綸,超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維,聚對苯撐苯並雙噁唑（PBO）纖維,聚苯並咪唑（PBI）纖維,聚苯撐吡啶並二咪唑（M5）纖維,聚醯亞胺（PI）纖維,
滌綸
滌綸化學名稱為聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）纖維，是有機纖維的一個重要品種。它以對苯二甲酸（PTA）或對苯二甲酸二甲酯（DMT）與乙二醇（EG）為原料，通過縮合聚合成高聚物再經過紡絲加工而製得，可廣泛套用於製造衣著面料和工業製品等。
腈綸
腈綸化學名稱為聚丙烯腈纖維（PAN纖維），由丙烯腈的共聚物製備而成。腈綸具有柔軟、膨鬆、易染、色澤鮮艷、耐光、抗菌等優點，可與羊毛混紡成毛線，織成毛毯、地毯等，還可與棉、人造纖維、其他合成纖維混紡，織成各種衣料和室內用品。高性能腈綸可經過氧化、碳化等加工處理製備碳纖維。
錦綸
錦綸也稱為尼龍（Nylon）或聚醯胺纖維，其分子主鏈上含有重複醯胺基團（NHCO）。錦綸可由二元胺和二元酸縮聚而成，根據所用二元胺和二元酸的碳原子數不同，可以得到不同的錦綸產品，並可通過加在錦綸後的數字區別，其中前一數字是二元胺的碳原子數，後一數字是二元酸的碳原子數，例如錦綸66，說明它是由己二胺和己二酸縮聚製得；錦綸610，說明它是由己二胺和癸二酸製得；錦綸也可由己內醯胺縮聚或開環聚合得到，根據其單元結構所含碳原子數目，可得到不同品種的命名，例如錦綸6，說明它是由含6個碳原子的己內醯胺開環聚合而得。
丙綸
丙綸即聚丙烯纖維，由丙烯為原料製得。丙綸易燃，近火焰即熔縮，離火燃燒緩慢並冒黑煙，火焰上端黃色，下端藍色，散發出石油味，燒後灰燼為硬圓淺黃褐色顆粒，手捻易碎。丙綸可以純紡或與羊毛、棉等混紡混織來製作各種衣料，也可用於織紡製備各種民用或工業用針織品如地毯、漁網、帆布、水龍帶等。
芳綸
芳綸即芳香族聚醯胺纖維，是一種高分子主鏈主要由醯胺鍵和芳環組成的線性高性能有機纖維，主要包括間位芳香族聚醯胺纖維和對位芳香族聚醯胺纖維。間位芳香族聚醯胺纖維主要為聚間苯二甲醯間苯二胺（PMIA），在我國常稱為芳綸1313，具有優良的耐熱性能和阻燃性能，主要用於航空軍事、高溫濾材和安全防護服等方面；對位芳香族聚醯胺纖維即聚對苯二甲醯對苯二胺（PPTA）纖維，在我國常稱為芳綸1414，也就是日常所說的高強高模芳綸，具有高強度、高模量、耐高溫、優良的阻燃性和化學穩定性等特點，在航空航天、國防軍工、海洋開發、高速交通、環境保護和新型建材等領域都有著非常重要的套用，是目前套用量最大和套用面最廣泛的高性能有機纖維。但是由於纖維結構的局限性，PPTA纖維的耐光性較差，在紫外光線輻射下會發生降解，並且耐疲勞性、抗壓縮性和染色性較差。
超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維
超高分子量聚乙烯纖維（UHMWPE纖維）又被稱為高強PE纖維，與碳纖維、芳綸纖維同稱為世界三大高性能纖維。UHMWPE纖維由於具有高度的取向結構和結晶程度，其拉伸強度可達3.1GPa，模量可達100GPa，而密度卻只有0.97g∙cm，並且具有優良的耐衝擊性能、耐化學腐蝕性能、耐磨性能、耐彎曲性能、耐光性能、抗切割性能和良好的絕緣性能，在安全防護、航空航天、國防軍工等重要部門發揮著舉足輕重的作用。但是，由於表面光滑，並且單一的亞甲基結構使得纖維表面無反應活性點，不能使其與樹脂基體形成良好的界面作用，嚴重限制了UHMWPE纖維在樹脂基複合材料中的套用。此外，UHMWPE纖維的抗熱性能不佳，在環境溫度超過100˚C的情況下，性能發生明顯下降，以致不能使用，限制了其在某些特殊領域的套用。
聚對苯撐苯並雙噁唑（PBO）纖維
聚對苯撐苯並雙噁唑 (PBO) 纖維是一種採用液晶紡絲工藝製備的芳香族雜環高性能纖維。20世紀70年代，美國首先對PBO纖維進行研究，但一直未能成功對其進行工業化成產，直至1998年由日本的東洋紡公司成功將其商品化生產，並命名為Zylon，PBO纖維具有極其優異的力學性能和耐熱性能，其拉伸強度和拉伸模量分別高達5.8Gpa和280Gpa，它是耐熱性能最好的有機纖維熱分解溫度達到了650oC，但是PBO纖維的耐光性較差、染色性較差且價格昂貴，這些都是其發展前景的重要決定因素。
聚苯並咪唑（PBI）纖維
20世紀60年代開始美國Celanese公司開始開展對聚苯並咪唑（PBI）纖維的研發工作，至1983起可以批量生產PBI纖維，此纖維具有優異的耐高溫性能、耐低溫性能以及阻燃性能等，但由於其力學性能有限且合成困難價格昂貴，限制了其進一步發展。
聚苯撐吡啶並二咪唑（M5）纖維
1998年荷蘭Akzo Nobel 公司在PBO的基礎上開發出了一種新型芳雜環類高性能有機纖維，即聚2,5-二羥基-1,4-苯撐吡啶並二咪唑{poly[2,6-diimidazo(4,5-b4’,5’-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylene]}纖維，簡稱“M5”或“PIPD”纖維。M5纖維結構與PBO纖維類似而性能更加優異，但由於合成困難等原因M5纖維還處在研發階段。
聚醯亞胺（PI）纖維
聚醯亞胺纖維是聚醯亞胺材料的一種非常重要的套用形式。聚醯亞胺纖維除了具備聚醯亞胺材料本身所具有的耐高溫、耐低溫、耐化學腐蝕、耐輻照、良好的介電性能和尺寸穩定性等優異性能外，由於其沿纖維軸方向高度取向，因此聚醯亞胺纖維又具有高強高模的特性。
聚醯亞胺纖維作為高性能有機纖維的一種，早在20世紀60年代中期就由美國首先對其進行研究，隨後前蘇聯和日本也展開了積極的研究工作，我國對聚醯亞胺纖維的研究工作同樣始於20世紀60年代中期，但遺憾的是由於種種原因研究工作並未持續下去也沒有太多的科研資料保留下來。聚醯亞胺纖維問世以後並沒有像Kevlar纖維那樣迅猛發展並工業化，這並非是因為聚醯亞胺纖維性能不佳而是限於當時的技術和成本所致，直至80年代，日本出現了高強高模型聚醯亞胺纖維的報導。從此聚醯亞胺纖維尤其是高強高模的聚醯亞胺纖維越來越受到各界的重視而得以不斷發展。俄羅斯報導了一種含有嘧啶單元的聚醯亞胺纖維，它的強度達到了5.8GPa模量達到了280GPa，這是目前高性能有機纖維中最好的力學性能。
從工藝條件上來說聚醯亞胺纖維的製備方法可以分為乾法紡、濕法紡、乾濕法紡、熔融紡、靜電紡等。其中套用最廣的的濕法紡和乾濕法紡。乾法紡在研究聚醯亞胺纖維的初期曾被套用，靜電紡主要用來製備納米纖維膜。
聚醯亞胺纖維的理化性質決定了它可以在很多極端的環境下工作。隨著工業的發展和科學技術的進步人類的生產力水平不斷提高，環境的問題已經越來越受到全世界的關注，尤其是霧霾現象日趨嚴重。聚醯亞胺纖維由於其耐熱性能、耐化學腐蝕性能、耐輻射性能以及耐候性能優異是目前性能最好的高溫煙氣過濾材料，可經過編織等技術用於水泥、冶金、煉鋼、發電、化工等高污染行業。
高強高模的聚醯亞胺纖維可以作為增強體製備先進複合材料，該複合材料可以用於製造飛彈的彈體彈翼、整流罩、飛機等太空飛行器的機身、機翼以及火箭發動機殼體等，在航空航天、軍事國防等領域有廣闊的套用前景。
