【纤维原料】粘胶纤维

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什么是粘胶纤维？

粘胶纤维（Viscose fibre），简称粘纤，又名黏胶丝，人造纤维的一种。粘胶纤维是人造纤维的主要品种，是中国产量第二大的化纤品种，其主要原料是化学浆粕，包括棉浆粕和木浆粕两种，通过化学反应将天然纤维素分离出来再生而成。

粘纤是古老的纤维品种之一。1891年，克罗斯（Cross）、贝文（Bevan）和比德尔（Beadle）等首先以棉为原料制成了纤维素磺酸钠溶液，由于这种溶液的粘度很大，因而命名为“粘胶”。粘胶遇酸后，纤维素又重新析出。根据这一原理，1893年发展成为一种制造纤维素纤维的方法，这种纤维就叫做“粘胶纤维”。1905年，米勒尔（Muller）等发明了一种稀硫酸和硫酸盐组成的凝固浴，实现了粘胶纤维的工业化生产。

粘胶纤维吸湿性好，易于染色，不易起静电，有较好的可纺性能，被广泛应用于各类纺织、服装等领域。

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粘胶纤维的分类

粘胶纤维属纤维素纤维。它是以天然纤维（木纤维、棉短绒）为原料，经碱化、老化、磺化等工序制成可溶性纤维素黄原酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成。采用不同的原料和纺丝工艺，可以分别得到普通粘胶纤维，高湿模量粘胶纤维和高强力粘胶纤维等。

普通粘胶纤维具有一般的物理机械性能和化学性能，又分棉型、毛型和长丝型，俗称人造棉、人造毛和人造丝。

高湿模量粘胶纤维具有较高的聚合度、强力和湿模量。这种纤维在湿态下单位线密度每特可承受22.0cN的负荷，且在此负荷下的湿伸长率不超过15%，主要有富强纤维。高强力粘胶纤维具有较高的强力和耐疲劳性能。

强力型粘胶纤维中，干态强度超过30.0cN/tex的长丝称强力丝；超过38.0cN/tex的称超强力丝；超过44.1cN/tex的称二超强力丝；超过48.5cN/tex的称三超强力丝；超过53.0cN/tex的称四超强力丝。

高性能粘胶纤维中，在湿态下弹性模量较高的纤维，称波里诺西克纤维，也称高湿模量纤维，中国称富强纤维，简称富纤。湿模量介于普通型纤维和波里诺西克纤维之间，但具有较高勾结强度、脆性较小的纤维，称改良型高湿模量纤维。

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粘胶纤维的结构

普通粘胶纤维的结晶度和取向度较低，横截面为不规则的锯齿状，有明显不均匀的皮芯结构，皮层较薄。

强力粘胶纤维有微细而均匀的微晶结构，取向度适中，横截面为均匀、轮廓圆滑的全皮结构。

波里诺西克纤维为具有较高的结晶度、较大的晶区尺寸以及较高的取向度，横截面近似圆形的全芯层结构。波里诺西克纤维成形时的主要特点是尽量避免纤维素的降解，使天然纤维素结构尽可能在溶解和凝固过程中保持不变，采用缓和而均匀的凝固条件，如低酸、低盐、低温和低纺速。

变化型高湿模量纤维属于厚皮层的皮芯结构，横截面外缘比较圆滑。皮层提供韧性而芯层保持刚性。其韧性低于强力丝而高于波里诺西克，刚性则高于强力丝低于波里诺西克，是一种结合波里诺西克和强力丝特点的纤维。纤维的结晶度、晶粒尺寸和取向度都低于波里诺西克，而高于强力丝。其成形特点基本与强力丝相近似。

永久卷曲粘胶纤维的横截面形状不对称、皮层厚度分布不均匀，在横鼓面各部分存在大小不等的内应力。永久卷曲粘胶纤维的工艺特点是提高粘胶的熟成指数，凝固路中硫酸的浓淀偏低、硫酸钠浓度较高、浴温较高，适当地增加拉伸倍数，特别是在塑化控伸后再增加一段空气拉伸，有利于增加纤维的卷曲性。

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粘胶纤维的特性

粘胶纤维的基本组成是纤维素（C6H10O5）n，普通粘胶纤维的截面呈锯齿形皮芯结构，纵向平直有沟横。而富纤无皮芯结构，截面呈圆形。

粘胶纤维具有良好的吸湿性，在一般大气条件下，回潮率在13%左右。吸湿后显著膨胀，直径增加可达50%，所以织物下水后手感发硬，收缩率大。

普通粘胶纤维的断裂强度比棉小，约为1.6~2.7cN/dtex；断裂伸长率大于棉，为16%~22%；湿强下降多，约为干强的50%，湿态伸长增加约50%。其模量比棉低，在小负荷下容易变形，而弹性回复性能差，因此织物容易伸长，尺寸稳定性差。

富纤的强度特别是湿强比普通粘胶高，断裂伸长率较小，尺寸稳定性良好。普通粘胶的耐磨性较差，而富纤则有所改善。

粘胶纤维的化学组成与棉相似，所以较耐碱而不耐酸，但耐碱耐酸性均较棉差。富纤则具有良好的耐碱耐酸性。同样粘胶纤维的染色性与棉相似，染色色谱全，染色性能良好。此外粘胶纤维的热学性质也与棉相似，密度接近棉为1.50~1.52g/cm3。

纤维素的大分子的羟基易于发生多种化学反应，因此，可通过接枝等方法，对粘胶纤维进行改性，提高粘胶纤维性能，并生产出各种特殊用途的纤维。

短纤维可以纯纺，也可以与其他纺织纤维混纺，织物柔软、光滑、透气性好，穿着舒适，染色后色泽鲜艳、色牢度好。适宜于制做内衣、外衣和各种装饰用品。长丝织物质地轻薄，除适用作衣料外还可织制被面和装饰织物。这类粘胶纤维的缺点是牢度较差，湿模量较低，缩水率较高而且容易变形，弹性和耐磨性较差。

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粘胶纤维的主要品种

5.1粘胶短纤维

（1）粘胶棉型短纤维，切断长度35~40mm，纤度1.1~2.8dtex（1.0~2.5旦）与棉混纺可做细布、凡立丁、华达呢等。

（2）粘胶毛型短纤维，切断长度51~76mm，纤度3.3~6.6dtex（3.0~6.0旦），可纯纺，也可与羊毛混纺，可做花呢，大衣呢等。

5.2富强纤维

（1）是粘胶纤维的改良品种。

（2）纯纺可做细布、府绸等。

（3）与棉、涤等混纺，生产各种服装。

（4）耐碱性好，织成织物挺括，洗涤后不会收缩和变形，较为耐穿耐用。

5.3粘胶丝

（1）可做服装、被面、床上用品和装饰品。

（2）粘胶丝与棉纱交织，可做羽纱，线绨被面。

（3）粘胶丝与蚕丝交织，可做乔其纱，织锦缎等。

（4）粘胶线与涤、锦长丝交织，可做晶彩缎、古香缎等。

5.4粘胶强力丝

（1）强力比普通粘胶丝高一倍。

（2）加捻织成帘子布，用于汽车、拖拉机、马车轮胎。

5.5高卷曲高湿模量粘胶纤维

该纤维具有较高的强度和湿模量，良好的卷曲性能，纤维性能较接近优质长绒棉和羊毛，可以代替部分长绒棉纺制高支纱，代替部分羊毛用于精、粗毛纺。因该纤维价格较廉，染色性能好，有一定的经济效益。普通粘胶纤维厂通过适当技术改造即可生产该纤维。

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粘胶纤维的应用

粘胶纤维经处理后还可制成止血纤维，中空粘胶纤维有透析作用可用作人工肾脏，含钡的粘胶长丝适宜做医用缝线。

此外，粘胶纤维经处理而制得的碳纤维和石墨纤维具有高强度和高模量，与环氧树脂等制成复合材料可用作空间技术的烧蚀材料；由粘胶和硅酸钠混纺的原丝，经处理后制成的陶瓷纤维作为耐高温酚醛树脂的增强材料，可用于液体火箭发动机、喷气发动机的喷咀和空间重返大气层装置的防热罩。

来源：纺织大学堂

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