【技术连载】《纺织材料学》-第一章-2

二、天然蛋白质纤维

毛是指主体支撑的毛发较长和粗硬，绒是簇生的纤维较短和细软。

1 ．绵羊毛

纺织用毛纤维最主要的是绵羊毛，通常称作羊毛，或者称毛纤维。

（1）构成与特征

羊毛为角蛋白物质，分为高硫角蛋白、存在于羊毛的无序和基质部分；低硫角蛋白，存在于原纤有序结构中，为典型的α螺旋角蛋白分子。

羊毛截面为圆形或椭圆形，外向内分为鳞片层、皮质层和髓质层。

（2）基本分类

绵羊毛按细度和长度可分为超细毛、细毛（18~27μm，长<12cm）、半细毛（25~37μm，长<15cm）、 粗毛（20~70μm，为异质毛）和长毛（>36μm，长15~30cm）。

按羊种品系可分为改良毛与土种毛两大类。

按羊毛的分级可分为支数毛和级数毛。

按羊毛质地均匀性分有同质毛和异质毛。

按颜色分为本色毛和彩色羊毛。

2 ．特种动物纤维

（1）山羊绒

山羊绒是山羊的绒毛，通过抓、梳获得， 称抓毛。山羊绒又叫“开士米”或克什米尔（Cashmere）。 山羊绒颜色有白、紫、青色，我国紫色较多。山羊绒无髓质，强伸性、弹性都优于相同细度的绵羊毛。

（2）马海毛

马海毛（Mohair）是土耳其安哥拉山羊毛的音译商品名称。南非、土耳其和美国为马海毛的三大产地。马海毛的世界年产量约 3 万吨。马海毛是异质毛。马海毛的细度约10μm~90μm，长度约12cm~26cm。马海毛的特点是直、长、有丝光。

（3）兔毛

用于纺织的兔毛主要为普通兔毛和安哥拉兔毛。安哥拉兔毛为长毛兔毛， 有不同品系。兔毛有5~30μm的绒毛（约占 90%）与30~100μm 的粗毛（10%）两类纤维，绒毛的平均直径约11.5~15.9μm。 绒毛与粗毛都有发达的髓腔，为多腔多节结构，所以比重轻、吸湿性好，但强度低。兔毛密度小，纤维细软、制品蓬松、轻质。兔毛表面光滑、少卷曲，所以光泽强，但鳞片厚度较低、纹路倾斜，且表面存在类滑石粉状物质，故摩擦系数小、抱合力差、易落毛，纺纱性能差。

（4）骆驼绒

骆驼绒是从骆驼身上自然脱落或梳绒采集获得。骆驼身上的外层毛粗而坚韧，称为骆驼毛， 在外层粗毛之下有细短柔软的绒毛，称为骆驼绒。

（5）绵羊绒

绵羊绒是土种粗绵羊毛（包括裘用绵羊）异质毛被中的底层绒毛。

（6）牦牛绒与牦牛毛

牦牛绒(毛)大多是黑色、褐色， 少量白色。从牦牛剪下来的毛被中有粗毛和绒毛， 绒毛有很高的纺用价值。牦牛绒由鳞片层与皮质层组成，髓质层极少。牦牛绒鳞片呈环状，边缘整齐，紧贴于毛干上。有无规则卷曲，缩绒性与抱合力较小。牦牛绒平均直径约20μm，平均长度30mm~40mm。牦牛绒的断裂强力在4.4cN左右，高于山羊绒、驼绒、兔毛。

（7）羊驼毛

羊驼毛强力较高，断裂伸长率大，加工中断头率低。与羊毛相比，羊驼毛长度较长，15~40cm，细度偏粗，20~30μm，不适合纺高支纱。羊驼毛表面的鳞片贴伏、鳞片边缘光滑，卷曲少、卷曲率低，顺、逆鳞片摩擦系数较羊毛小，所以，羊驼毛富有光泽、有丝光感，抱合力小、防毡缩性较羊毛好。羊驼毛的洗净率高达90％以上，不需洗毛直接应用。

3．丝纤维

命名即该植物名+蚕丝构成。有家蚕丝和野蚕丝之分。

桑蚕为家养，是最大宗的丝纤维；野蚕丝的主要代表为柞蚕丝。

（1）桑蚕丝

桑蚕又称家蚕，由桑蚕茧缫得的丝称为桑蚕丝。桑蚕茧由外向内分为茧衣、茧层和蛹衬三部分。 其中茧层可用来做丝织原料，茧衣与蛹衬因细而脆弱，只能用做绢纺原料。

一根蚕丝由两根平行的单丝（丝素），外包丝胶构成。单丝截面呈三角形。

（2）柞蚕丝

柞蚕在国外称中国柞蚕。由柞蚕茧所缫制的丝称柞蚕丝。柞蚕生长在野外的柞树(即栎树)上。柞蚕茧丝的平均细度为6.16dtex(5.6 旦)，比桑蚕茧粗。柞蚕茧的春茧为淡黄褐色，秋茧为黄褐色，而且外层较内层颜色深。柞蚕丝的横截面形状为锐三角形，更为扁平呈楔状。

（3）蜘蛛丝

蜘蛛与蚕一样，属于节肢动物，蜘蛛是八条腿的蛛形纲成虫。蜘蛛丝呈金黄色、透明，它的横截面呈圆形。蜘蛛丝的平均直径为 6.9μm，大约是蚕丝的一半，是典型的超细、高性能天然纤维，与其它天然纤维和化学纤维的对比见表 1- 6。

对分泌液丝纤维的特征，人们较多地欣赏丝纤维的光泽、或强度。

三、再生纤维

1 ．再生纤维素纤维

（1）普通粘胶纤维

（2）高湿模量粘胶纤维

主要代表纤维有中国早期所称的富强纤维，日本的虎木棉或波里诺西克（Polynosic）。

（3）Lyocell 纤维

Lyocell纤维是以 N-甲基吗啉-N-氧化物(NMMO)为溶剂，用干湿法纺制的再生纤维素纤维。

（4）铜氨纤维

将纤维素浆粕，主要是棉浆粕溶解在氢氧化铜或碱性铜盐的浓铜氨溶液内，制成铜氨纤维素纺丝溶液，在水或稀碱溶液的凝固浴中（湿法）纺丝成形。

（5）醋酯纤维

醋酯纤维以纤维素浆粕为原料，利用醋酸酐对羟基的作用使羟基被醋酸酐的乙酰基置换生成纤维素酯，经干法或湿法纺丝制成。

2．再生蛋白质纤维

目前已使用过的蛋白质有：酪素奶制品蛋白、牛奶蛋白、蚕蛹蛋白、大豆蛋白、花生蛋白和明胶等。

虽然再生蛋白质可以制成各种膜、粉末和块状材料，但制备纤维状物质存在分子量偏低，分子不易伸直取向排列，而造成纤维的低强度，耐热性差，当温度超过 120℃时，纤维就要变黄；纤维自身发黄，染色后色泽不好。此外，再生蛋白质纤维原料成本高，产品的竞争力并不强。

四、普通合成纤维

普通的合成纤维主要是指传统的六大纶纤维，即涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶和氯纶纤维。 以产量排序为涤纶>丙纶>锦纶>腈纶。

1 ．涤纶

涤纶是聚酯纤维的中国商品名。涤纶由对苯二甲酸或对苯二甲酸二甲酯与乙二醇进行缩聚生成的聚对苯二甲酸乙二酯制得，是合成纤维的最大类属，其产量居所有化学纤维之首。

涤纶采用熔体纺丝，具有一系列优良性能，如断裂强度和弹性模量高，回弹性适中，热定形性能优异，耐热性高、耐光性尚可。

2 ．锦纶

锦纶是我国聚酰胺纤维的商品名，是以酰胺键(-CONH-)与若干亚甲基连接而成的线型结构高聚物。1935 年，杜邦公司首次合成了聚酰胺纤维(尼龙 66)，并于1938 年开始工业化生产。同年， 德国化学家 P.Schlack制成了尼龙6，并于1941年实现工业化生产。

锦纶具有一系列优良性能，其耐磨性居纺织纤维之冠，断裂强度高，伸展大，回弹性和耐疲劳性优良，吸湿性在合成纤维中仅次于维纶，染色性在合成纤维中属较好的。

3．腈纶

腈纶是聚丙烯氰纤维的中国商品名，它是由 85%以上的丙烯氰和其它第二、第三单体共聚的高分子聚合物纺制的合成纤维。1953 年由美国杜邦公司最先实现腈纶的商品化。

腈纶具有许多优良性能，如手感柔软、弹性好，有“合成羊毛”之称。耐日光和耐气候性特别好，染色性较好，故较多地用于针织面料和毛衫。

4 ．丙纶

丙纶是等规聚丙烯纤维的中国商品名。1955 年研制成功，1957年由意大利开始工业化生产。丙纶的品种较多，有长丝、短纤维、膜裂纤维、鬃丝和扁丝等。

丙纶的质地特别轻，密度仅为0.91g/cm3 ，是目前所有合成纤维中最轻的纤维。丙纶的强度较高，具有较好的耐化学腐蚀性，但丙纶的耐热性、耐光性、染色性较差。

5 ．维纶

维纶又称维尼纶，是聚乙烯醇纤维的中国商品名。未经处理的聚乙烯醇纤维溶于水，用甲醛或硫酸钛缩醛化处理后可提高其耐热水性。狭义的维纶专指经缩甲醛处理后的聚乙烯醇缩甲醛纤维。 维纶1940年投入工业化生产。

维纶吸湿性相对较好，曾有“合成棉花”之称。维纶的化学稳定性好，耐腐蚀和耐光性好，耐碱性能强。维纶长期放在海水或土壤中均难以降解，但维纶的耐热水性能较差，弹性较差，染色性能也较差、颜色暗淡，易于起毛、起球。

6．氯纶

氯纶是聚氯乙烯纤维的中国商品名。聚氯乙烯于1931年研究成功，1946 年在德国投入工业化生产。

氯纶的强度与棉相接近，耐磨性、保暖性、耐日光性比棉、毛好。氯纶抗无机化学试剂的稳定性好，耐强酸强碱，耐腐蚀性能强，隔音性也好，但对有机溶剂的稳定性和染色性能比较差。

五、差别化纤维

1 ．基本定义与获得方法

差别化纤维通常是指在原来纤维组成的基础上进行物理或化学改性处理，使性状上获得一定程度改善的纤维。

纤维的差别化主要途径有三。

（1）物理改性

物理改性是指采用改变纤维高分子材料的物理结构使纤维性质发生变化的方法。目前物理改性的主要内容包括改进聚合与纺丝条件。

（2）化学改性

化学改性是指通过改变纤维原来的化学结构来达到改性目的的方法。改性方法包括共聚、接枝、交联、溶蚀、电镀等。

（3）表面物理化学改性

表面物理化学改性主要是指如采用高能射线(γ射线、β射线）、强紫外辐射和低温等离子体对纤维进行表面蚀刻、活化、接枝、交联、涂覆等改性处理，是典型的清洁化加工方法。

2 ．差别化纤维

（1）变形丝

改变合成纤维卷曲形态，即仿造羊毛的卷曲特征来改善纤维性能的方法。

（2）异形纤维

异形纤维是指纤维截面形状不是实心圆形的纤维。目的是改善合成纤维的手感、光泽、抗起毛起球性、蓬松性等特性。

（3）复合纤维

复合纤维是将两种或两种以上的高聚物或性能不同的同种聚合物通过一个喷丝孔纺成的纤维。 通过复合，在纤维同一截面上可以获得并列型、皮芯型、海岛型等其它复合方式的复合纤维，见图 1- 6。

（4）超细纤维

超细纤维的原出处是指仿制麂皮织物用的细度<0.9dtex 的纤维，一般细度为0.01dtex~0.5dtex 的纤维。故理论上超细纤维的概念还是将细度<0.9dtex 的纤维称为超细纤维。超细纤维可通过直接纺丝法，如超细纤维抗弯刚度小, 织物手感柔软、细腻、具有良好的悬垂性、保暖性和覆盖性，但回弹性低、膨松性差。超细纤维比表面积大，吸附性和除污能力强，可用来制作高级清洁布。但超细纤维的染色要比同样深浅的常规纤维消耗染料多，且染色不易均匀。

实际中，常规棉型纤维的细度>1.1dtex；毛型纤维的细度>2.78dtex，故在棉型纤维内，纤维细度 <1dtex 的为超细纤维；在毛型纤维内，纤维细度<2.2dtex 的为超细纤维。

（5）高收缩纤维

高收缩纤维是指纤维在热或热湿作用下的长度有规律弯曲收缩或复合收缩的纤维。 一般高收缩纤维在热处理时的收缩率在20%~50%，而一般纤维的沸水收缩率<5%（长丝<9%）。

（6）易染色纤维

所谓易染色是指可用不同染料染色，且色泽鲜艳、色谱齐全、色调均匀、色牢度好、染色条件温和（常温、无载体）等。

（7）吸水吸湿纤维

吸水吸湿纤维是指具有吸收水分并将水分向临近纤维输送能力的纤维。

（8）混纤丝

混纤丝是指由几何形态或物理性能不同的单丝组成的复丝。混纤丝的目的在于提高合成纤维的自然感。

编辑：纺织大学堂

纺织大学堂对本平台刊载的原创内容享有著作权，如需转载请留言。