Question

为什么用作合成纤维的高分子材料都是结晶聚合物，较少使用非晶聚合物?

Answer 1

一般用作合成纤维的高分子材料都是结晶聚合物，较少使用非晶聚合物，这有两方面原因。
(1)由纤维纺丝对流动性的要求和纤维径向强度的要求所决定 纤维纺丝时要使高分子溶液或者熔体从很细的喷丝口流出，需要聚合物具有很好的流动性，因此聚合物的分子量不能高。但分子量低了以后又很难达到纤维强度的要求。采用分子量较低的结晶聚合物，一方面可以满足纤维纺丝对聚合物流动性的要求，另一方面可以利用取向和结晶来满足纤维径向强度的要求。
(2)由稳定取向态结构和纤维的弹性要求所决定 要想获得高强度的纤维，必须使大分子取向，而取向后一方面取向态的结构要能够稳定住，另一方面纤维还必须具有一定的弹性，这对于非晶聚合物来说很难同时满足。因为如果聚合物是柔性大分子，分子运动能力较强，可以保证纤维具有一定的弹性，但是分子运动能力大不利于稳定取向态结构，当温度稍有上升，自发的解取向就会发生；如果聚合物是刚性链大分子，分子运动能力减弱对稳定取向态结构有利，但却使纤维失去了必要的弹性；所以很难找到一种刚柔共济的非晶聚合物来同时满足这两方面的要求。但是，对结晶聚合物来说，其取向态是靠结晶结构来稳定的，不容易发生解取向(一直到T_m温度以下，取向结构都是稳定的)；另一方面结晶聚合物内部含有的非晶无序区域为材料提供了必要的弹性。因此，结晶聚合物可以同时满足稳定取向态和保持适当弹性的要求。所以绝大多数的合成纤维都是结晶聚合物。