聚酯纤维

定义

聚酯纤维指用聚酯纺成的纤维，工业上通常指分子链中至少有 85% 的对苯二甲酸乙二醇酯单元构成的纤维^[3]。其基本原料是对苯二甲酸(PTA)或对苯二甲酸二甲酯(DMT)与乙二醇，二者先酯化或酯交换生成对苯二甲酸双羟乙酯，再缩聚成高聚物^[4]。以 PET 为原料的产品在中国称为涤纶，在英文商品名中有特丽纶(Terylene)、达克纶(Dacron)等叫法，香港市场按粤语音译出的“的确良”曾在 20 世纪六七十年代流行于中国。

按原料来源，市面上的聚酯纤维可分为两类：由石油化工原料直接聚合得到的原生涤纶，以及用废旧 PET 瓶、废旧纺织品等回收加工得到的再生涤纶(业界简称“rPET”)^[5]。中国化学纤维工业协会的调查显示，循环再利用涤纶在全部循环再利用化学纤维中占 90% 以上^[6]。

原理

PET 的合成以精对苯二甲酸与乙二醇为原料，在催化剂存在下先酯化脱水生成中间体，再在高真空、较高温度下缩聚，逐步脱出乙二醇并使分子链增长；缩聚通常分常压、低真空和高真空几个阶段，终温多在 280℃上下^[4]。生成的高黏度熔体可直接送去纺丝，也可冷却切粒成聚酯切片，经干燥后再熔融使用^[7]。

成纤主要采用熔融纺丝：切片经干燥除去水分后在螺杆挤出机中熔融，熔体经计量泵和过滤组件从喷丝板细孔挤出成丝，随即在冷风中冷却固化^[8]。初生丝再经拉伸，使大分子沿纤维轴向取向并形成部分结晶结构，从而获得所需的强度与模量^[9]。PET 的化学组成可简写为重复单元 $(\mathrm{C_{10}H_8O_4})_n$，其酯键结构决定了纤维的刚性与热塑性^[4]。

发展历程

1928 年至 1932 年，美国杜邦公司的卡罗瑟斯用脂肪族二元酸与二元醇合成出聚酯，但产物熔点低、纤维强度差、耐水解性不佳，未获推广^[7]。1941 年，英国印花布印染协会实验室的约翰·温菲尔德(John Rex Whinfield)与詹姆斯·迪克森(James Tennant Dickson)改用对位芳香族二元酸，合成了熔点约 250℃ 的 PET 并制成纤维，同年 7 月申请专利^[10]。

1947 年，英国帝国化学工业公司(ICI)购得除美国以外的全球制造权，以特丽纶为商标开发该纤维；美国杜邦公司则在本国以达克纶为商标生产^[11]。两国产品均在 1953 年前后实现商业化，杜邦公司的装置亦于 1953 年投产^[12]。由于织物坚牢、抗皱、易洗快干，涤纶产量增长很快：1960 年超过腈纶，1972 年超过锦纶，此后长期居合成纤维首位^[13]。

中国在 20 世纪 50 年代引进聚酯纤维生产技术，60 年代开始自行生产^[14]。20 世纪 50 年代，帝国化学工业公司与杜邦、赫斯特等授权企业还开发出双轴取向 PET，用于提高纤维与薄膜的性能^[12]。2024 年全球聚酯纤维产量达 7900 万吨，占纤维市场 58%，亚洲占全球需求的 86%^[2]。

应用

纺织服装是聚酯纤维最主要的用途。涤纶可纯纺，也可与棉、毛、丝、麻及其他化学纤维混纺，织成仿毛、仿棉、仿丝类织物，用于衬衫、外衣、童装以及窗帘、地毯等室内装饰织物^[1]。低弹变形丝蓬松度高、弹性伸长率大，适合制作西服、外衣面料和装饰织物^[13]。

在产业领域，高强度涤纶用作轮胎帘子线、运输带、消防水带、缆绳和渔网，也可用作电绝缘材料、耐酸过滤布和造纸毛毯；超细旦丝可用于高效过滤与气体分离材料^[1][13]。非织造布形式的产品则用于衬里、絮绒和医药工业用布^[1]。此外，PET 本身也是矿泉水瓶、碳酸饮料瓶等包装容器的常用材料，瓶底常印有 PET 标识^[15]。

局限

聚酯纤维分子链中缺少亲水基团，回潮率很低，标准状态下仅约 0.4%，织物透气性差、穿着易有闷热感，并因电阻高而在干燥环境中积聚静电、吸附灰尘^[1][5]。其染色性能也较差，通常须在高温或载体存在下用分散染料染色，与棉混纺织物染成均一色泽需要两步工艺，成本较高^[16]。

普通涤纶属热塑性聚合物，极限氧指数仅约 21%，达不到常见阻燃标准；燃烧时先熔融并产生高温熔滴，滴落物可能引燃周围材料并造成烫伤^[17]。耐碱性亦有限，强碱条件下酯键易水解^[1]。使用阶段之外，废旧聚酯纺织品与渔网、缆绳等在磨损风化过程中可能脱落微塑料进入水体和土壤^[5]。

参见

• 涤纶 —— 聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维在中国市场的通用商品名，即本词条所指的主要品种

• 聚对苯二甲酸乙二醇酯 —— 聚酯纤维最主要的成纤高聚物，也用于瓶片和薄膜

• 熔融纺丝 —— 聚酯纤维工业化生产所采用的主要成形方法

• 再生涤纶 —— 以废旧瓶片和废旧纺织品为原料制得的聚酯纤维品种

• 锦纶 —— 与本词条常并列比较的另一类主要合成纤维

• 微塑料 —— 合成纤维在使用和废弃过程中可能产生的环境问题之一