الیاف اسپندکس چیست؟

اسپندکس (Spandex) یک نوع الیاف مصنوعی سبک وزن است که جهت تولید لباس های کششی مثل لباس ورزشی مورد استفاده قرار می گیرد. این الیاف از طریق زنجیره های پلیمری طویل به نام پلی اورتان ساخته می شوند که خود این زنجیره ها به وسیله واکنش پلی استر با دی ایزوسیانات تولید می گردند. پلیمر با استفاده از تکنیک ریسندگی خشک به الیاف تبدیل می شود. اولین محصول اسپندکس در اوایل دهه 1950 میلادی به عنوان جایگزینی برای لاستیک تولید گردید. هر چند بازار اسپندکس در مقایسه با سایر الیاف مثل پنبه یا نایلون نسبتا کوچک تر باقی مانده است، اما کاربردهای جدید برای آن همچنان در حال کشف شدن است.

پیشینه الیاف اسپندکس

اسپندکس یک پلیمر مصنوعی است. این الیاف از نظر شیمیایی به وسیله زنجیره بلند پلی گلیکول ترکیب شده با دی ایزوسیانات کوتاه ساخته می شود و در حداقل 85 درصد پلی اورتان تشکیل می گردد. اسپندکس یک الاستومر است، یعنی می تواند تا درجه مشخصی کش بیاید و پس از آزاد شدن به شکل اولیه خود باز گردد. این الیاف نسبت به لاستیک برتر هستند، زیرا از استحکام بیشتر، وزن سبک تر و تنوع پذیری زیادتری برخوردارند. در حقیقت الیاف اسپندکس می توانند تا حداقل 500 درصد طول شان کشیده شوند.

این خاصیت الاستیکی منحصر به فرد الیاف اسپندکس، نتیجه مستقیم ترکیبات شیمیایی ماده است. الیاف از طریق رشته های پلیمری متعدد تولید می شوند. این رشته ها از دو نوع سگمنت تشکیل گردیده اند: سگمنت های آمورفور  و سگمنت های کوتاه سفت. سگمنت های آمورفور در حالت طبیعی شان، ساختار مولکولی تصادفی دارند. آنها با هم آمیخته می شوند و الیافی نرم به وجود می آورند. بعضی از بخش های سفت پلیمرها با یکدیگر پیوند می خورند و ساختار الیاف را ارائه می دهند.

وقتی برای کشیده شدن الیاف، نیرویی اعمال می شود، پیوندهای بین بخش های سفت شکسته می گردند و سگمنت های آمورفور به حالت مرتب و منظم در می آیند. این مسئله باعث می شود تا سگمنت های آمورفور به حالت طویل تر در بیایند، در نتیجه طول الیاف بیشتر می گردد. وقتی الیاف به حداکثر طول خودشان کشیده می شوند، سگمنت های سفت دوباره با یکدیگر پیوند ایجاد می کنند و سگمنت های آمورفور در یک حالت کشیده شده باقی می مانند.

این عامل، الیاف سفت تر و محکم تری را به وجود می آورد. بعد از اینکه نیرو حذف شد، سگمنت های آمورفور دوباره به حالت اولیه خودشان باز می گردند و الیاف به حالت اصلیشان می رسند. محققین با استفاده از خواص الاستیکی الیاف اسپندکس، می توانند پارچه هایی خلق کنند که ویژگی های کششی خوب و استحکام قابل توجهی دارند.

استفاده اولیه از اسپندکس در پارچه است. آنها به دلایل متعددی سودمند هستند. اولا این پارچه ها می توانند به دفعات زیادی حالت کششی خود را اجرا نمایند و دوباره به اندازه و شکل اصلیشان باز گردند. ثانیا آنها سبک وزن، نرم و صاف هستند. علاوه بر این به آسانی رنگ آمیزی می شوند. آنها برگشت پذیر نیز هستند، چون در برابر سایش و اثرات زیان آور عرق بدن، تعرق کردن و شوینده ها می توانند مقاومت کنند. اسپندکس با مواد دیگر نیز ترکیب می شود و می تواند با سایر الیاف جهت تولید پارچه های منحصر به فرد که هر دو خصوصیت الیاف را دارند، ریسیده گردد.

اسپندکس در طیف متنوعی از لباس ها مورد استفاده قرار می گیرد. از آنجاییکه سبک وزن است و محدودیت حرکتی ندارد، بنابراین اغلب در پوشش های ورزشی به کار می رود. از جمله این کاربردها می توان به لباس های شنا، شلوارک های دوچرخه سواری و لباس تمرینی اشاره نمود. خواص چسبندگی و چسبان اسپندکس، آن را به گزینه مناسبی برای لباس های زیر تبدیل کرده است.

تاریخچه الیاف اسپندکس

توسعه اسپندکس در طول جنگ جهانی دوم آغاز گردید. در این دوران، شیمیدان ها بر روی جایگزین های مصنوعی برای لاستیک کار می کردند. دو عامل انگیزشی اصلی، تحقیقات آنها را با پیشرفت هایی مواجه کرد. اولا جنگ به لاستیک در دسترس بیشتری برای ساخت تجهیزات نیاز داشت. ثانیا قیمت لاستیک ثابت نبود و دائما دچار نوسان می شد. ایجاد جایگزینی برای لاستیک می توانست هر دو مشکل را حل نماید.
در ابتدا هدف آنها، توسعه یک رشته الاستیک بادوام بر روی پلیمرهای مصنوعی بود.

در سال 1940، اولین الاستومرهای پلی اورتانی تولید شدند. این پلیمرها، صمغ های آسیب شدنی تولید می کنند که جایگزین مناسبی برای لاستیک به حساب می آیند. در همین سال ها، دانشمندان شرکت دوپونت (Du Pont) اولین پلیمرهای نایلونی را اختراع نمودند. پلیمرهای نایلونی اولیه، سفت و سخت بودند؛ بنابراین تلاش ها برای ایجاد حالت الاستیکی بیشتر در آنها آغاز گردید. وقتی محققین کشف کردند که دیگر پلی اورتان ها می توانند به رشته های نازکی در آیند، تصمیم گرفتند تا این مواد را در تولید نایلون های کششی تر یا ساخت لباس های سبک وزن به کار بگیرند.

اولین الیاف اسپندکس توسط آزمایشات یکی از شیمیدان های پیشگام در مباحث پلیمر، یعنی فابرن فابیریکن بایر (Farbenfabriken Bayer) تولید شد. وی به خاطر کشف این مصنوع، جایزه نوآوری آلمان در سال 1952 را به دست آورد. توسعه نهایی بر روی اینگونه الیاف توسط محققین شرکت دوپونت و شرکت لاستیک ایالات متحده انجام گرفت. شرکت دوپونت برای این الیاف، نام لاکرا (Lycra) را انتخاب نمود و تولید گسترده را در سال 1962 آغاز کرد. آنها در حال حاضر، تولید کننده اصلی الیاف اسپندکس در جهان هستند.