Trong số nhiều loại chức năng, sợi đàn hồi, được coi là "ngành công nghiệp bình minh", có thể mang lại cho cơ thể con người cảm giác tiếp xúc tốt, đóng vai trò không thể thay thế trong việc tạo sự thoải mái khi mặc và sự ấm áp mềm mại cho quần áo, vì vậy nó chiếm một vị trí ổn định trong ngành dệt may ở Trung Quốc và thậm chí trên toàn thế giới, và việc mang lại cho vải dệt một độ đàn hồi nhất định đã trở thành xu hướng phát triển tất yếu của ngành dệt may.
1. Sợi đàn hồi Diene (sợi cao su)
Sợi đàn hồi Diene thường được gọi là sợi cao su hoặc sợi đàn hồi, độ giãn dài thường nằm trong khoảng 100% ~ 300%. Thành phần hóa học chính là polyisoprene sunfua, có các tính chất hóa học và vật lý tốt như khả năng chịu nhiệt độ cao, khả năng chống axit và kiềm, khả năng chống mài mòn và được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp dệt kim như vớ và cổ tay có gân. Sợi cao su là sợi đàn hồi ban đầu và vì chủ yếu được làm thành sợi thô nên phạm vi sử dụng hạn chế trong vải dệt.
2. Sợi Polyurethane (spandex)
Polyurethane elastane là sợi được làm từ copolymer khối với thành phần chính là polyurethane, được gọi là spandex ở Trung Quốc, và tên thương mại ban đầu ở Hoa Kỳ là Spandex, sau đó đổi tên thành Lycra Lycra, Elastane ở Châu Âu, Neolon ở Nhật Bản và Dorlastan ở Đức. Độ đàn hồi của nó đến từ cấu trúc phân tử của nó, bao gồm một mạng lưới copolymer khối bao gồm các phân đoạn được gọi là "mềm" và "cứng". Với các copolymer khối khác nhau và các quy trình kéo sợi khác nhau, độ đàn hồi và các đặc tính nhuộm và hoàn thiện của sợi này cũng khác nhau sau khi hình thành cấu trúc mạng "phân đoạn" khác nhau.
Các phương pháp kéo sợi Spandex bao gồm kéo sợi khô, kéo sợi ướt, kéo sợi phản ứng hóa học và kéo sợi nóng chảy. Công nghệ kéo sợi khô là phương pháp sản xuất công nghiệp spandex phổ biến nhất hiện nay, có ưu điểm là tốc độ kéo sợi nhanh (1000 m/phút), máy kéo sợi nhỏ, chất lượng sản phẩm tốt và diện tích xưởng sản xuất nhỏ, nhưng đồng thời cũng gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và chi phí cao cùng nhiều nhược điểm khác. Ngược lại, công nghệ kéo sợi nóng chảy, không sử dụng dung môi và chất đông tụ, không có vấn đề xử lý nước thải và chất thải lỏng, có chi phí sản xuất thấp, có tiềm năng phát triển lớn và là một trong những điểm nóng của nghiên cứu hiện nay.
Spandex là loại sợi đàn hồi được sử dụng sớm nhất và rộng rãi nhất, đồng thời cũng là công nghệ sản xuất tiên tiến nhất.
3. Elastane este polyether
Elastane este polyether là sợi elastane được làm từ polyester và copolymer polyether thông qua quá trình kéo sợi nóng chảy, và được Teijin Corporation tại Nhật Bản sản xuất lần đầu tiên vào năm 1990. Sợi elastane este polyether có cấu trúc tương tự như sợi elastane polyurethane và cũng có đặc điểm cấu trúc "phân đoạn". Phân đoạn chuỗi "mềm" chủ yếu là phân đoạn polyether, có độ linh hoạt tốt, chuỗi dài và dễ kéo dài và biến dạng; Phân đoạn "cứng" là phân đoạn polyester, tương đối cứng và dễ kết tinh, và chuỗi ngắn hơn, hoạt động như một nút khi sợi bị biến dạng do lực, mang lại đặc tính phục hồi đàn hồi và quyết định độ bền và khả năng chịu nhiệt của sợi.
Sợi elastane este polyether không chỉ có độ bền cao mà còn có độ đàn hồi tốt, ở độ giãn dài 50%, độ đàn hồi của sợi elastane có độ bền trung bình đã tương đương với spandex, và điểm nóng chảy cũng cao hơn, pha trộn với sợi PET, có thể nhuộm ở nhiệt độ 120 ~ 130 độ, vì vậy sợi polyester cũng có thể được chế biến thành hàng dệt co giãn. Ngoài ra, chúng có độ bền ánh sáng tuyệt vời, khả năng chống tẩy clo, khả năng chống axit và kiềm, v.v., tốt hơn spandex thông thường. Do khả năng chống axit và kiềm tốt, vải được tạo thành từ nó và polyester cũng có thể được xử lý bằng cách khử kiềm để cải thiện độ rủ của vải.
Loại sợi này còn có ưu điểm là nguyên liệu thô rẻ, dễ sản xuất và chế biến, là loại sợi có triển vọng hơn.
4. Sợi polyolefin elastane (sợi DOW XLA)
Sợi polyolefin elastane được làm từ elastomer nhiệt dẻo polyolefin được kéo nóng chảy. XLA, được DOW Chemical giới thiệu vào năm 2002, là sợi polyolefin elastane đầu tiên có sẵn trên thị trường được sản xuất bằng đồng trùng hợp ethylene-octene (POE) kéo nóng chảy được xúc tác bởi chất xúc tác metallocene để trùng hợp tại chỗ. Nó có độ đàn hồi tốt, độ giãn dài 500% khi đứt, khả năng chịu nhiệt độ cao 220 độ, khả năng chống tẩy trắng bằng clo và xử lý axit và kiềm mạnh, và khả năng chống phân hủy tia cực tím mạnh. Quy trình sản xuất của nó đơn giản hơn, giá nguyên liệu thô thấp hơn spandex và quy trình sản xuất hầu như không gây ô nhiễm và dễ tái chế.
Sợi polyolefin elastane đã được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây do những đặc tính tuyệt vời của chúng.
5. Sợi đàn hồi tổng hợp (sợi T400)
CONTEX (sợi elastane tổng hợp ST 100, được gọi chung là elastane T400 trên thị trường) là sợi đàn hồi tổng hợp hai thành phần mới được làm từ DuPont Sorona làm nguyên liệu thô chính và PET thông thường thông qua quy trình kéo sợi tổng hợp tiên tiến; Với độ uốn xoắn vĩnh cửu tự nhiên và độ phồng, độ đàn hồi, tỷ lệ phục hồi đàn hồi, độ bền màu và cảm giác đặc biệt mềm mại, có thể dệt riêng hoặc đan xen với cotton, viscose, polyester, nylon, v.v. để tạo thành nhiều loại kiểu dáng. Nó không chỉ giải quyết được nhiều vấn đề như sợi spandex truyền thống không dễ nhuộm, độ đàn hồi quá mức, dệt phức tạp, kích thước vải không ổn định và dễ bị lão hóa trong quá trình sử dụng mà còn có thể dệt trực tiếp trên máy dệt khí, phun nước và mũi tên, và không phải dệt trên máy sau khi được làm thành sợi phủ như spandex, giúp giảm chi phí sợi và cải thiện tính đồng nhất về chất lượng của sản phẩm.
6. Sợi đàn hồi cứng
Các sợi đàn hồi được đề cập ở trên là sợi đàn hồi mềm, chịu biến dạng và phục hồi lớn hơn dưới ứng suất thấp. Theo quan điểm nhiệt động lực học, độ đàn hồi xuất phát từ bậc tự do (hoặc hỗn loạn) của chuỗi phân tử, tức là sự thay đổi entropy của hệ thống, do đó độ kết tinh của các sợi trên thấp. Tuy nhiên, một số sợi được chế tạo trong điều kiện xử lý đặc biệt, chẳng hạn như sợi polypropylene (PP), polyethylene (PE) và các sợi khác, mặc dù không dễ biến dạng dưới ứng suất thấp (vì chúng có mô đun cao hơn), nhưng cũng có độ đàn hồi tốt dưới ứng suất cao hơn, đặc biệt là ở nhiệt độ thấp hơn, do đó loại sợi này được gọi là sợi đàn hồi cứng.
Sự biến dạng và phục hồi của sợi đàn hồi cứng khác biệt đáng kể so với sợi đàn hồi. Ví dụ, mô đun và độ bền của sợi PP đàn hồi cứng thấp hơn nhiều so với lần kéo thứ hai ngay sau khi phục hồi độ bền kéo, nhưng nếu đặt trong một khoảng thời gian sau khi loại bỏ ứng suất hoặc nếu nhiệt độ được tăng lên để làm cho nó được thư giãn hoàn toàn và sau đó thực hiện lần kéo thứ hai, thì sự phục hồi biến dạng về cơ bản gần với đường cong của lần đầu tiên. Điều này là do thực tế là khi sợi đàn hồi cứng được kéo và phục hồi, không chỉ xảy ra biến dạng kéo và co lại của đoạn chuỗi dài của phân tử ngưng tụ của sợi đàn hồi mềm nói trên mà còn xảy ra một số thay đổi trong cấu trúc vi xốp trong quá trình kéo dài và cấu trúc mạng lưới wafer của chúng cũng thay đổi. Chỉ sau khi những thay đổi về cấu trúc này được phục hồi dần dần, chúng mới có thể trở lại trạng thái ban đầu, do đó chúng biến dạng và phục hồi dưới áp suất cao hơn, được gọi là sợi đàn hồi cứng.
Hiện nay, sợi đàn hồi cứng chưa được sử dụng nhiều trong dệt may, nhưng do đặc tính đàn hồi của chúng khác với sợi đàn hồi mềm nên có thể phát triển một số loại vải đặc biệt.