Entre las muchas variedades funcionales, la fibra elástica, como una "industria del amanecer", puede darle al cuerpo humano una buena sensación de contacto y juega un papel insustituible en la comodidad de uso y la calidez esponjosa de la ropa, por lo que ocupa una posición estable en la industria textil en China e incluso en el mundo, y darle a los tejidos textiles una cierta elasticidad se ha convertido en una tendencia de desarrollo inevitable de la toma de textiles.
1. Fibra elástica de dieno (hilo de caucho)
Las fibras elásticas de dieno se conocen comúnmente como filamentos de caucho o filamentos elásticos, y su elongación generalmente está entre el 100% y el 300%. El componente químico principal es el poliisopreno de sulfuro, que tiene buenas propiedades químicas y físicas, como resistencia a altas temperaturas, resistencia a ácidos y álcalis y resistencia al desgaste, y se usa ampliamente en industrias de tejido de punto, como calcetines y puños acanalados. El hilo de caucho es una fibra elástica temprana y, debido a que se convierte principalmente en hilos gruesos, tiene un rango de uso limitado en telas tejidas.
2. Fibra de poliuretano (spandex)
El elastano de poliuretano se refiere a una fibra hecha de un copolímero en bloque con poliuretano como componente principal, que se conoce como spandex en China, y el nombre comercial original en los Estados Unidos era Spandex, y luego cambió su nombre a Lycra Lycra, Elastane en Europa, Neolon en Japón y Dorlastan en Alemania. Su elasticidad proviene de su estructura molecular, que consiste en una red de copolímeros en bloque que consta de los llamados segmentos "blandos" y "duros". Con los diferentes copolímeros en bloque y los diferentes procesos de hilado, la elasticidad y las propiedades de teñido y acabado de esta fibra también son diferentes después de formar una estructura de red de "segmentos" diferente.
Los métodos de hilado de spandex incluyen hilado en seco, hilado en húmedo, hilado por reacción química e hilado por fusión. La tecnología de hilado en seco es el método más común de producción industrial de spandex en la actualidad, que tiene las ventajas de una velocidad de hilado rápida (1000 m/min), una pequeña dentadura de hilado, una buena calidad del producto y un área de taller de producción pequeña, pero al mismo tiempo tiene una grave contaminación ambiental y un alto costo y otras deficiencias. Por el contrario, la tecnología de hilado por fusión, sin el uso de solventes y coagulantes, sin el problema del tratamiento de aguas residuales y líquidos residuales, tiene un bajo costo de producción, tiene un gran potencial de desarrollo y es uno de los puntos calientes de la investigación actual.
El spandex es la variedad de fibra elástica más antigua y más utilizada, y la tecnología de producción más madura.
3. Poliéter éster elastano
El elastano de poliéter éster es una fibra de elastano hecha de copolímeros de poliéster y poliéter mediante hilado por fusión, y fue producida por primera vez por Teijin Corporation en Japón en 1990. Las fibras de elastano de poliéter éster son estructuralmente similares a las fibras de elastano de poliuretano y también tienen una característica estructural "segmentaria". El segmento de cadena "suave" es principalmente segmento de poliéter, que tiene buena flexibilidad, cadena larga y fácil elongación y deformación; el segmento "duro" es el segmento de poliéster, que es relativamente rígido y fácil de cristalizar, y la cadena es más corta, que actúa como un nodo cuando la fibra se deforma por la fuerza, imparte propiedades de recuperación elástica y determina la fuerza y la resistencia al calor de la fibra.
La fibra de elastano de éster de poliéter no solo tiene alta resistencia, sino también buena elasticidad, con un 50% de elongación, la elasticidad de la fibra de elastano de resistencia media ha sido equivalente al spandex, y el punto de fusión también es más alto, mezclado con fibra de PET, se puede teñir a 120 ~ 130 grados, por lo que la fibra de poliéster también se puede procesar en textiles elásticos. Además, tienen una excelente resistencia a la luz, resistencia al blanqueo con cloro, resistencia a ácidos y álcalis, etc., que son mejores que el spandex común. Debido a su buena resistencia a ácidos y álcalis, la tela compuesta por ella y poliéster también se puede procesar con reducción de álcali para mejorar la caída de la tela.
Esta fibra también tiene las ventajas de materias primas baratas, fácil producción y procesamiento y es un tipo de fibra más prometedor.
4. Fibra de elastano de poliolefina (fibra DOW XLA)
Las fibras de elastano de poliolefina están hechas de elastómeros termoplásticos de poliolefina que se hilan en estado fundido. XLA, introducida por DOW Chemical en 2002, fue la primera fibra de elastano de poliolefina disponible comercialmente producida mediante hilado en estado fundido de copolímero de etileno-octeno (POE) catalizado por un catalizador de metaloceno para polimerización in situ. Tiene buena elasticidad, 500% de elongación a la rotura, resistencia a altas temperaturas de 220 grados, resistencia al blanqueo con cloro y al tratamiento con ácidos y álcalis fuertes, y fuerte resistencia a la degradación ultravioleta. Su proceso de producción es más simple, el precio de las materias primas es menor que el del spandex y el proceso de producción es casi no contaminante y fácil de reciclar.
Las fibras de elastano de poliolefina se han utilizado ampliamente en los últimos años debido a sus excelentes propiedades.
5. Fibra elástica compuesta (fibra T400)
CONTEX (elastano compuesto ST 100, conocido colectivamente como elastano T400 en el mercado) es una nueva fibra elástica compuesta de dos componentes hecha de DuPont Sorona como materia prima principal y PET ordinario a través de un proceso avanzado de hilado compuesto; con un rizado en espiral permanente natural y excelente volumen, elasticidad, tasa de recuperación elástica, solidez del color y tacto particularmente suave, se puede tejer solo o entretejido con algodón, viscosa, poliéster, nailon, etc., para formar una variedad de tipos de estilos. No solo resuelve muchos problemas como que el hilo de spandex tradicional no es fácil de teñir, exceso de elasticidad, tejido complejo, tamaño de tela inestable y envejecimiento fácil durante el uso, sino que también se puede tejer directamente en telares de chorro de aire, rociador de agua y de flecha, y no tiene que ser tejido en la máquina después de convertirse en hilo cubierto como el spandex, lo que reduce el costo del hilo y mejora la uniformidad de calidad de los productos.
6. Fibra elástica dura
Las fibras elásticas mencionadas anteriormente son fibras elásticas blandas, que sufren una mayor deformación y recuperación bajo una tensión menor. Desde un punto de vista termodinámico, la elasticidad proviene del grado de libertad (o caos) de la cadena molecular, es decir, el cambio en la entropía del sistema, por lo que la cristalinidad de las fibras anteriores es baja. Sin embargo, algunas fibras preparadas en condiciones de procesamiento especiales, como el polipropileno (PP), el polietileno (PE) y otras fibras, aunque no son fáciles de deformar bajo una tensión baja (porque tienen un módulo más alto), pero también tienen buena elasticidad bajo una tensión mayor, especialmente a temperaturas más bajas, por lo que este tipo de fibra se llama fibra elástica dura.
La deformación y recuperación de las fibras elásticas duras son significativamente diferentes de las de las fibras elásticas. Por ejemplo, el módulo y la resistencia de la fibra PP elástica dura son mucho más bajos que los del segundo estiramiento inmediatamente después de la recuperación de la tracción, pero si se coloca durante un período de tiempo después de eliminar la tensión, o si se eleva la temperatura para relajarla por completo y luego se realiza el segundo estiramiento, la recuperación de la deformación es básicamente cercana a la curva de la primera vez. Esto se debe al hecho de que cuando la fibra elástica dura se estira y se recupera, no solo se produce la deformación por tracción y retracción del segmento de cadena larga de la molécula condensada de la fibra elástica blanda mencionada anteriormente, sino también algunos cambios en la estructura microporosa durante el proceso de estiramiento, y su estructura de red de obleas también cambia. Solo después de que estos cambios estructurales se restablezcan gradualmente pueden volver a su estado original, por lo que se deforman y recuperan bajo una presión más alta, lo que se denomina fibra elástica dura.
En la actualidad, las fibras elásticas duras no se utilizan mucho en textiles, pero debido a que sus características elásticas son diferentes a las de las fibras elásticas blandas, se pueden desarrollar algunos textiles especiales.