聚酰胺纤维（Polyamide Fiber）是用聚酰胺树脂制得的纤维，商品名称为锦纶或尼龙，是最早工业化的合成纤维。聚酰胺由饱和二元酸与二元胺通过缩聚反应得到线型缩聚物，共同特点是大分子链节间都以酰胺基“—CONH—”相连。
聚酰胺纤维结构
聚酰胺由带酰胺键（—NHCO—）的线型大分子组成。分子中有羰基（—CO—）、亚氨基（—NH—）基团，可以在分子间或分子内形成氢键结合，也可以与其他分子相结合，聚酰胺在晶体中为完全伸展的平面锯齿形结构。
聚酰胺分子中的亚甲基之间只能产生较弱的范德华力，所以亚甲基链段部分的分子链卷曲度较大。各种聚酰胺因亚甲基的个数不同，分子间氢键的结合形式不完全相同，同时分子卷曲的概率也不一样。另外，有些聚酰胺分子还有方向性。分子的方向性不同，纤维的结构性质也不完全相同。
聚酰胺中的酰胺基排列规整，其聚集态结构是折叠链和伸直链晶体共存的体系；聚酰胺66的晶态结构有α型和β型两种形式。聚己内酰胺大分子在晶体中的排列方式有平行排列和反平行排列两种可能。当反平行排列时，羰基上的氧和氨基上的氢才能全部形成氢键；而平行排列时，只能部分地形成氢键。由于氢键作用的不同，聚己内酰胺的晶态结构有γ型（假六方晶系）、β型（六方晶系）、α型（单斜晶系）。其中α型晶体是最稳定的形式，大分子呈完全伸展的平面锯齿形构象，相邻分子链以反平行方式排列，形成氢键。
聚酰胺纤维分类
聚酰胺纤维一般分为两大类：一类由二元胺和二元酸缩聚制成，可分别用两个数字表示两者所含的碳原子数，前者代表二胺的碳原子数，后者代表二酸的碳原子数，如聚酰胺610是由己二胺和癸二酸缩聚制得；另一类是由氨基酸缩聚或由内酰胺开环聚合而得，其数字表示氨基酸或内酰胺的碳原子数，如聚酰胺6是由ω-氨基己酸经缩聚反应而制得，或含6个碳原子的己内酰胺开环聚合而制得的。
聚酰胺纤维性能
聚酰胺纤维密度小，在所有纤维中密度仅高于聚丙烯纤维和聚乙烯纤维。聚酰胺纤维的染色性能虽然不及天然纤维和再生纤维，但在合成纤维中是较容易染色的。锦纶的燃烧性能与涤纶相似，只是因含有酰胺基，燃烧时带有氨的臭味。
（1）力学性能
聚酰胺纤维因为结晶度、取向度高以及分子间作用力大，所以强度也比较高。衣料用途聚酰胺纤维长纤的断裂强度为4.41～5.64cN/dtex，产业用的高强力丝则为6.17～8.38cN/dtex甚至更高。聚酰胺纤维的吸湿率较低，其湿态强度为干态的85%～90%。酰胺纤维的断裂伸长率随品种而异，强力丝断裂伸长率为20%～30%，普通长丝为25%～40%。通常湿态时的断裂伸率长较干态高3%～5%。聚酰胺纤维的初始模量比其他大多数纤维都低，聚酰胺纤维在使用过程中容易变形，在同样的条件下，聚酰胺66纤维的初始模量较聚酰胺6纤维稍高一些。
（2）回弹性
聚酰胺纤维大分子结构中具有大量的亚甲基，在松弛状态下，纤维大分子易处于无规则的卷曲状态，当受外力拉伸时，分子链被拉直，长度明显增加。外力取消后，由于氢键的作用，被拉直的分子链重新转变为卷曲状态，表现出高伸长率和良好的回弹性。例如聚酰胺6长丝在伸长10%的情况下，回弹率为99%（在同样伸长的情况下，聚酰胺长丝回弹率为67%，而粘胶长丝的回弹率仅为32%），故其打结强度和耐多次变形性很好。普通聚酰胺长丝的打结强度为断裂强度的80%～90%，较其他纤维高。聚酰胺纤维耐多次变形性接近于聚酯纤维，而高于其他所有合成纤维和天然纤维，因此聚酰胺纤维是制造轮胎帘子线较好的纤维材料之一。
（3）耐磨性
聚酰胺纤维是所有纺织纤维中耐磨性最好的纤维，其耐磨性是棉花的10倍、羊毛的20倍、粘胶纤维的50倍，最适合做袜子。
（4）吸湿性
聚酰胺纤维的吸湿性比天然纤维和再生纤维低，但在合成纤维中，除聚乙烯醇纤维外，它的吸湿性较高。聚酰胺6纤维中由于单体和低分子物的存在，吸湿性略高于聚酰胺66纤维。
（5）光学性质
聚酰胺纤维具有光学各向异性，有双折射现象。双折射数值随拉伸比变化很大，充分拉伸后，聚酰胺66纤维的纵向折射率为1.582，横向折射率为1.591；聚酰胺6纤维的纵向折射率为1.580，横向折射率为1.530。聚酰胺纤维的耐光性较差，在长时间的日光和紫外光照射下，强度下降，颜色发黄，通常在纤维中加入耐光剂，可以改善耐光性能。
（6）热性能
聚酰胺纤维的耐热性能不够好，在150 ℃下经历5h即变黄，强度和延伸率显著下降，收缩率增加。但在熔纺合成纤维中，其耐热性较聚烯烃好得多，仅次于聚酯纤维。聚酰胺66纤维的耐热性较聚酰胺6纤维好，它们的安全使用温度分别为130 ℃和93 ℃。在聚合时加入热稳定剂，可改善其耐热性能。聚酰胺纤维具有良好的耐低温性能，即使在-70 ℃下，其回弹性变化也不大。
（7）电性能
聚酰胺纤维直流电导率很低，在加工时容易摩擦产生静电，但其电导率随吸湿率增加而增加。例如，当大气中相对湿度从0变化到100%时，聚酰胺66纤维的电导率增加106倍，因此在纤维加工中，进行给湿处理，可减少静电效应。
（8）耐化学性
聚酰胺纤维耐碱性、耐还原剂作用的能力很好，但耐酸性和耐氧化剂作用的性能较差。对浓的强无机酸尤为敏感。酸可使锦纶大分子中的酰胺键水解，引起纤维聚合度的降低。因在氧化剂中稳定性较差，一般多采用还原型漂白剂。
（9）耐微生物作用
聚酰胺纤维耐微生物作用的能力较好，在淤泥水或碱中，耐微生物作用的能力仅次于聚氯乙烯，但含油剂或上浆剂的聚酰胺纤维，耐微生物的能力降低。
聚酰胺纤维改性
聚酰胺纤维有许多优良性能，但也存在一些缺点，如模量低，耐光性、耐热性、抗静电性、染色性和吸湿性较差，需要加以改进，以适应各种用途的需要。
（1）化学改性
共聚、接枝等改变原有聚酰胺大分子的化学结构，以达到改善纤维的吸湿性、耐光性、染色和抗静电性等的目的，化学改性具有持久性的效果。为了提高穿着的舒适性，使聚酰胺纤维容易吸湿透气，需对服用的聚酰胺纤维进行吸湿改性。其改性方法可用聚氧乙烯衍生物与己内酰胺共聚，经熔体纺丝后，再用环氧乙烷、氢氧化钾、马来酸共聚物对纤维进行后处理而制得。此外，还可以将聚酰胺纤维先润胀，再用金属盐溶液浸渍和稀碱溶液后处理等方法，以获得高吸湿聚酰胺纤维。
（2）物理改性
在不改变原有聚酰胺大分子的化学结构的情况下，通过改变喷丝孔的形状和结构，改变纺丝成型条件和后加工技术等来改变纤维的形态结构，达到改善纤维的蓬松性、手感、伸缩性、光泽等性能，如纺制复合纺丝、异形纤维、共混纺丝或经特殊处理的聚酰胺丝，以获得聚酰胺差别化纤维。
①异形截面纤维：可以改善纤维的蓬松性、弹性、手感，并赋予纤维特殊的光泽。聚酰胺异形纤维截面形状主要有三角形、四角形、三叶形、多叶形、藕形和中空形等。中空纤维由于内部存在气体，还可改善其保暖性。
②双组分纤维：将两种热性能相差较大的聚合物进行双组分复合纺丝。如由尤尼吉卡（Unitica）公司开发的并列型双组分尼龙长丝“Z-10-N”，经染色和后整理，它的卷曲稳定性相当好，该纤维具有充分的可拉伸性，触感柔软，有弹性、悬垂性及染色性得以改善。
③混纤丝：一般采用异收缩丝混纤和不同截面、不同线密度丝的混纤技术。高收缩率和低收缩率的混纤组合，使纱线成为包芯、空心和螺旋形等结构；不同截面和线密度丝的组合，则可利用纤维间弯曲模量的差异，避免单纤维间的紧密充填而造成柔和蓬松的手感，并赋予织物以丰满感和悬垂感。
④抗静电、导电纤维：为了克服纤维易带静电的缺点，在加工中，通常采用导电油剂涂敷在织物上，且在纤维表面聚合；也可将抗静电剂经共聚和共混制备抗静电聚酰胺纤维。抗静电添加剂一般是离子型、非离子型和两性型的表面活性剂。导电纤维是基于自由电子传递电荷或半导体特征性导电，因此其抗电性能不受湿度的影响。用于导电纤维的导电成分一般有金属、金属化合物、碳素等。
⑤耐光、耐热纤维：纤维光和热老化的机理是在光和热的作用下，形成游离基，产生连锁反应而使纤维降解。目前研究了各种防老化剂，如苯酮系的紫外光吸收剂，酚、胺类有机稳定剂等。
⑥抗菌防臭纤维（抗微生物纤维）：纺丝成型前添加抗菌药物或对成型织物进行后整理。
聚酰胺纤维应用
聚酰胺纤维最突出的优点是耐磨性高于其他所有纤维，比棉花耐磨性高10倍，比羊毛高20倍，在混纺织物中稍加入一些聚酰胺纤维，可大大提高其耐磨性；当拉伸至3%～6%时，弹性回复率可达100%；能经受上万次折挠而不断裂。聚酰胺纤维的强度比棉花高1～2倍、比羊毛高4～5倍，是粘胶纤维的3倍。聚酰胺纤维主要用途可分为衣料服装用、产业用、医疗卫生用等几个方面。
（1）服装用纤维
在服装领域内，聚酰胺纤维凭其柔软、质轻、弹性、耐磨性等优点用于多种服饰：一是用于多种运动衣、健美服、游泳衣、滑雪衫；二是长、短袜品，弹力袜和紧身衣；三是丝绸类纺织品；四是用于混纺，在毛纺中混纺聚酰胺，可明显提高其强力和耐磨性。通过对聚酰胺纤维进行多种改性研究，如变形、异形、细旦、共聚、共混复合等，可以获取良好的服装用性能。
聚酰胺长丝可以织成纯织物，或经加弹、蓬松等加工过程后做机织物、针织物和纬编织物等。聚酰胺纤维可以混纺或纯纺成各种针织品。聚酰胺长丝多用于针织及丝绸工业，如织单丝袜、弹力丝袜等各种耐磨的锦纶袜，锦纶纱巾，蚊帐，锦纶花边，弹力锦纶外衣，各种锦纶绸或交织的丝绸品。锦纶短纤维大都用来与羊毛或其他化学纤维的毛型产品混纺，制成各种耐磨经穿的衣料。
（2）产业用纤维
由于聚酰胺纤维优良的弹性及优越的耐磨性，多采用线密度较高的聚酰胺工业丝制成用于高层建筑工地用的防护网、公路上的石流防护网等，其在拦截受力较大时不会像普通铁丝网那样易碎裂，从而防止堤坝受到水流的侵蚀及泥土流失。
聚酰胺纤维是制造工业滤布和造纸毛毡的理想材料。聚酰胺纤维可用来制作渔网、绳索和安全网等，此外广泛用作传动运输带、消防软管、缝纫线、安全带和降落伞等多种产业用品。聚酰胺纤维是以塑代钢、铁、铜等金属的好材料，是重要的工程塑料；铸型尼龙广泛代替机械设备的耐磨部件，代替铜和合金作设备的耐磨损件。适用于制作耐磨零件、传动结构件、家用电器零件、汽车制造零件、丝杆防止机械零件、化工机械零件、化工设备，如涡轮、齿轮、轴承、叶轮、曲柄、仪表板、驱动轴、阀门、叶片、丝杆、高压垫圈、螺丝、螺母、密封圈，梭子、套筒、轴套连接器等。聚酰胺纤维的编织物还用于飞机和火车的行李网、集装箱运输的安全网等。
（3）军用纤维
聚酰胺纤维可用于配套特种军用纺织品，如降落伞及其配套的伞面、伞带和伞绳及飞机救生筏、拦阻网、帐篷等其他国防和军工方面的纺织品。另外，芳香族聚酰胺纤维的开发，对航天航空技术的发展有着重要的作用，它是一种高强度、高模量，且耐高温的高性能纤维，除在航天航空应用外，还在复合材料、防弹产品、光纤缆绳和摩擦密封件等方面有着广泛的应用。
（4）医疗卫生用纤维
在医疗卫生纺织品方面，采用聚酰胺弹力丝做经纱，高弹包芯氨纶丝做纬纱织造制成医用筒、弹性绷带等，有国外研发人员还研制了植入性聚酰胺医用缝线、人造肌腱等新产品。
此外，在文体器材方面，可采用聚酰胺长丝织制成平纹布用于足球内层里布，用聚酰胺6短纤维织造网球皮壳，用聚酰胺棕丝制作网球拍等。在非织造布方面，聚酰胺纤维非织造布一般用作耐用性非织造制品，将吸水性较强的纤维与聚酰胺纤维混合，制成高密的复合体非织造织物，可用作混凝土框内的贴附材料及用于混凝土增强方面。地毯用聚酰胺纤维的用量正逐年增长，特别是由于新技术的开发赋予聚酰胺纤维以抗静电、阻燃特殊功能，加之旅游、住宅业的兴旺也促进了地毯用纤维量的增长。近年来随着聚酰胺膨体长丝（BCF）生产的迅速发展，大面积全覆盖式地毯均以聚酰胺簇绒地毯为主，其风格多变，很有发展前途。
聚酰胺纤维发展史
1928年，年仅32岁的卡罗瑟斯博士受聘担任DuPont公司基础化学研究所有机化学部的负责人。他主持了一系列利用缩聚方法获得高相对分子量物质的研究，最后找出了能冷延伸成纤的高分子。卡罗瑟斯主要利用不同的氨基酸、二元酸及二元胺合成聚酰胺。1935年，他以己二酸与己二胺为原料制得聚合物，因为两个主成分中均含有6个碳原子，故称为聚酰胺66，这一聚合物熔融后经注射针压出，在张力下拉伸可成为纤维。这种聚酰胺66纤维公布在1937年的专利中。1937年，德国法本公司的Schack发现在水存在的条件下可进行己内酰胺聚合，合成了聚酰胺6。法本公司以这一发现为基础进行开发，以“Perlon”为名。1938年10月27日法本公司正式宣布世界上第一种合成纤维诞生，并将聚酰胺66这种合成纤维命名为尼龙（Nylon）。尼龙后来在英语中成了“从煤、空气、水或其他物质合成的，具有耐磨性和柔韧性、类似蛋白质化学结构的所有聚酰胺的总称”。1939年尼龙实现工业化，是最早实现工业化的合成纤维品种。尼龙的合成奠定了合成纤维工业的基础，尼龙的出现使纺织品的面貌焕然一新。用这种纤维织成的尼龙丝袜既透明又耐穿，引起轰动，被视为珍奇之物争相抢购。1942年BASF公司开发了尼龙6的工业化技术。1945年，尼龙工业转型到国防工业制造降落伞、飞机轮胎、帘子布、军服等军事用途产品。由于尼龙具有诸多优点和广泛的用途，在第二次世界大战后发展非常迅速，成为三大合成纤维之一。1958年4月，第一批中国国产己内酰胺试验样品在辽宁省锦州化工厂试制成功。产品送到北京纤维厂一次抽丝成功，从此拉开了中国合成纤维工业的序幕。因为它诞生在锦州化工厂，所以这种合成纤维后来就被命名为“锦纶”，也就是尼龙。