科普 | 聚酯纤维丨PET、PBT、PTT分别有哪些不同？
合成纤维不同于天然纤维，根据分子组成的不同具有独特的性能，如高强、质轻、易洗快干、弹性好、不怕霉蛀等，目前其在纺织领域的应用正逐渐超过天然纤维。
聚酯纤维作为合成纤维中的一大类，自1941年研制成功后得到了各界的青睐而迅速发展，近年来其市场占比逐渐超过聚酰胺纤维，成为合成纤维的第一大品种。
聚酯纤维的品种很多，在GB/T4146.1-2009中给出了三种，分别是聚对苯二甲酸乙二酯（PET）纤维、聚对苯二甲酸丁二酯（PBT）纤维和聚对苯二甲酸丙二酯（PTT）纤维。
其中，PET纤维在我国的商品名为涤纶，涤纶仅仅是聚酯纤维的一种。涤纶由于其原料易得，性能优良，发展至今一举成为化学纤维中产量最大、应用最广的纤维，也正是因此，人们错误地习惯上认为聚酯纤维就是涤纶，但是，近年来，随着纤维生产工艺的提高，聚酯纤维又新增加了PBT和PTT两位成员。随着PTT纤维和PBT纤维的出现，聚酯纤维再也不是涤纶的专属 。但是，在实际检测中，由于这三种纤维很难通过普通方法加以区分，理论上，可以通过红外光谱和熔点法相结合来鉴别，但鉴定过程也存在困难。因此，依据标准GB/T 4146.1-2009，一般情况下将出具“聚酯纤维”报告，仅在委托方明确要求，且样品可以确定是“聚对苯二甲酸乙二酯（PET）”情况下，检测机构才可出为“涤纶”。
PET、PBT和PTT纤维虽同属于聚酯纤维，但性能却有差别，因此这三种纤维的应用领域也不完全相同。
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PET纤维
PET纤维又名聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维，在我国常称为涤纶。目前PET纤维主要采用对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)的直接酯化法或对苯二甲酸二甲酯 (DMT)与乙二醇(EG)的酯交换法来制得。
PET纤维的纵截面与PTT纤维相近，在显微镜下呈现的横截面为圆形，纵向粗细比较均匀，毛羽少，表面光滑。PET纤维的分子式为 [-OC-Ph-COOCH2CH2O-]n，单基是由一个苯环、两个酯基和两个亚甲基构成。由于PET分子中存在苯环，因此在经过传统的熔体纺丝后需要进行拉伸，从而使其快速结晶，这样可使得制成的纤维取向度和结晶度较高，由此生产的PET纤维，具有强度高、弹性好、热定型性能优良、耐热性好、耐酸碱等性能。
涤纶由于加工简单且价格便宜而大量应用于服装、装饰和工业领域。在服装领域PET制造的织物易洗快干，具有“洗可穿”的称号，并且其分子中的酯键有较强的抗氧化能力，不易被洗涤剂和肥皂等产品破坏，同时PET纤维不易被微生物侵蚀，因此织物有较好的耐穿性。涤纶织物经热定型后尺寸形态稳定、挺括性好、不易缩水，可用于制作衬衫、男士西装裤、外衣和夹克等。涤纶的缺点主要是由于分子排列紧密且缺少亲水基，因此染色性、吸湿性、抗静电性差，产品易燃烧等。
随着科学技术的发展以及人们对高品质服饰的追求， PET纤维的多功能应用是现阶段的一个研究方向。李芳为改善涤纶纤维吸湿性差和易产生静电的缺点，采用纳米TiO2对涤纶纤维的表面进行改性，在改善涤纶自身缺陷的同时由于TiO2的加入赋予其抗菌、抗紫外线、光催化自清洁等特性；石铮采用金属离子和有机酸等化学改性方法研制出抗菌性PET纤维；孙鹏霄研究了PET纤维应用于医用人工韧带材料的表面改性及编织方法。
02
PBT纤维
聚对苯二甲酸丁二醇酯简称(PBT)，是由对苯二甲酸二甲酯(DMT )或对苯二甲酸(TPA)与丁二醇酯化后缩聚而成。由于PBT纤维的制作原料丰富且制作过程与涤纶相近，因此近年来得到了大规模的生产。PBT的分子式为[(CH2)4OOCC6H4COO]n，比PET分子多了2个亚甲基链，且PBT较大的亚甲基分子的主链结构呈螺旋状，对锦纶分子结构相似，而次甲基链段长于PET，因此PBT纤维的柔软性、耐磨性和弹性与锦纶相近，同时其化学性能与PET纤维相近。由于PBT纤维的分子可以自由运动，这使得PBT纤维具有优良的拉伸压缩弹性与抗折皱性。与PET的染色性差相比，PBT的玻璃化温度仅为22℃，可以在无载体的情况下用分散染料进行常压下沸染，但PBT由于存在a型和B型结晶变形，因此在高温下尺寸稳定性较差。
由于PBT纤维优良的回弹性、防霉防蛀、良好的卷曲弹性、抗静电性以及染色性，PBT纤维在弹性衣物如泳衣、运动服、滑雪服、连体裤、舞蹈紧身衣等方面有大量应用。氨纶价格较贵且耐光性较差容易产生黄变，而PBT纤维的弹性仅次于氨纶而优于锦纶，在某些织物中完全可以取代氨纶，例如在弹力牛仔裤中，通常使用氨纶作为弹力纱，但是氨纶的强力低，长时间穿着与摩擦后容易断裂，采用PBT纤维代替氨纶作为弹力纱则可以有效地改善这种情况。PBT纤维由于具有类似羊毛的手感，在毛纺行业可以与棉、麻等交织作为秋冬季衣物，同时也是理想的仿羽绒和填充材料。
PBT纤维除了单独作为纺织材料使用外，其改性应用在近年来也得到了多方面的研究和发展。例如PBT/PET复合纺丝纤维不仅可纺性好，同时织物手感柔软、高蓬松、易染色，既可作仿毛纤维还可以取代氨纶；现阶段PBT嵌段共聚纤维的弹性可达到氨纶的80%，而其他性能均优于氨纶，同时这种纤维的外观酷似真丝，可与真丝交织成特种风格的织物。
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PTT纤维
PTT纤维(聚对苯二甲酸丙二脂)是由Shell公司于20世纪90年代中期开发的一种聚酯类新型纤维。PTT可由1，3-丙二醇(PDO)和对苯二甲酸二甲酯(DMT)进行酯交换后熔融缩聚而成，或由PDO 和对苯二甲酸(PTA)经熔融缩聚而成。PTT纤维表面光洁圆滑，是一种半结晶状热塑性聚酯。它与PBT纤维、PET纤维不同的是在PTT纤维化学结构中，有一种能量最低的反式-旁式-旁式-反式构象并由此呈现出一种明显的“Z”字形构象，同时在分子链结上PET和PBT上有两个亚甲基，而PTT分子链链接上有三个亚甲基单元，因此在分子链之间会产生“奇碳效应”，这种分子结构使得 PTT 纤维具有如同线圈式弹簧一样的变形能力且回弹性优于 PET 和 PBT。作为一种新型合成纤维，聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纤维由于本身优异的尺寸稳定性、抗污性、抗皱性、耐磨性和易染色性，再加上特有的分子链结构所带来的高回弹性，被称为“21 世纪新型聚酯纤维”。
PTT纤维作为新型材料，具有PET纤维和PBT纤维优点的同时也克服了它们的某些缺点。
目前市面上的泳装多采用锦纶面料，而锦纶的耐光性与耐氯性低使得锦纶泳衣的应用受到限制。对锦纶和PET的弹性进行对比发现，PTT面料的弹性优于PET和锦纶，可满足泳装弹性、尺码规格适应性和压力舒适性等方面需求，同时PTT面料易染色、色牢度高、抗氯性好、抗紫外线的特点使得PTT纤维成为理想的泳装材料。而PTT/羊毛混纺织物，不仅可以解决毛产量问题，同时织物的手感丰厚，悬垂性能优良，具有锦纶和氨纶的多重性能。鉴于PTT织物造型的易塑性和褶皱的易回复性，PTT纤维作为形状记忆织物的应用也在不断发展中。PTT纤维非织造布可用于地毯背衬、人造革、防护材料和医疗方面，同时因其手感柔软、悬垂性好，在妇女卫生巾和一次性尿布等方面潜力巨大。
PBT、PET和PTT纤维在纺织领域有着广阔的前景，随着科技的发展以及人们对服装舒适性与多功能性要求的提高，开发多功能、复合化的新型纤维是今后的努力方向。作为合成纤维，纤维的高效、低碳及环保生产是工艺改进的关键，而织物的回收再利用也有潜在的市场价值。