第二節(jié) 紡織纖維的結(jié)構(gòu)與性能

紡織纖維的結(jié)構(gòu)對織物的性能產(chǎn)生影響，從而對服裝的服用性能及風(fēng)格產(chǎn)生影響。

一、物理屬性

（一）纖維長度

纖維的長度從幾厘米至百米、千米不等。

1.天然纖維的長度

棉纖維：長絨棉長度為33～45mm，品質(zhì)優(yōu)良；細(xì)絨棉長度為23～33mm，品質(zhì)中等。

麻纖維：苧麻單根纖維平均長度為20～250mm，是麻纖維中最長的纖維；亞麻單根纖維平均長度為10～26mm。

羊毛纖維：綿羊毛長度為25～300mm，山羊絨平均長度為35～45mm，馬海毛平均長度為120～150mm。

蠶絲：一般長度為800～1000m。

蠶絲的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他天然纖維的長度，我們把具有蠶絲一樣長度的纖維稱為長絲纖維，把具有棉、麻、毛纖維一樣長度的纖維稱為短纖維（圖2-2）。

2.化學(xué)纖維的長度

化學(xué)纖維根據(jù)其用途的不同，可以制成短纖維，也可以制成長絲纖維。如滌綸服裝，若表現(xiàn)為絲綢服裝的風(fēng)格，則滌綸應(yīng)制成長絲纖維；若表現(xiàn)為棉類服裝的風(fēng)格，則滌綸應(yīng)制成短纖維。有些化學(xué)纖維，如氨綸，始終以長絲的形式被使用，而用于服裝的腈綸，卻幾乎都制成短纖維。

（二）纖維截面和縱向形狀

用肉眼觀察時(shí)，所有纖維的形狀都非常相似。在顯微鏡下，可以看到纖維的不同結(jié)構(gòu)。圖2-3為纖維橫截面和縱向結(jié)構(gòu)模型，圖2-4為各種纖維在顯微鏡下的橫截面和縱向結(jié)構(gòu)圖。纖維極微小的橫截面形狀和表面結(jié)構(gòu)決定了纖維的體積、質(zhì)地、光澤和手感，這些因素將直接影響織物的最終用途。而纖維的縱向結(jié)構(gòu)將影響纖維的彈性、變形恢復(fù)、耐磨牢度等特性。

二、化學(xué)成分和分子結(jié)構(gòu)

纖維根據(jù)其化學(xué)成分可分為多種。把具有相似化學(xué)組成的纖維歸于一類，纖維可以分為纖維素纖維（棉、麻、黏膠）、蛋白質(zhì)纖維（毛、蠶絲、大豆）和合成纖維（滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、氯綸、氨綸、維綸）三類。

同一類纖維具有相似的性能，而其中不同種纖維卻具有不同的特性。另外，不同類纖維也可能具有相似的性質(zhì)。

纖維的化學(xué)成分不同將導(dǎo)致不同的反應(yīng)，影響纖維制品的加工、整理、運(yùn)輸、貯藏。纖維的分子排列可影響纖維的強(qiáng)度、耐磨牢度和彈性恢復(fù)能力。在化學(xué)纖維的制造中，通過改變纖維的分子排列，可以開發(fā)出多品種的化學(xué)纖維。

三、基本特性

所有紡織纖維都有一定的基本特性，這些特性對纖維的最終用途產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。通過了解這些特性，就能判斷纖維是否適合于某種有特殊用途的織物。例如，希望用于兒童內(nèi)衣的柔軟且吸濕性優(yōu)良的織物，棉纖維就十分合適，而錦綸卻不合適；當(dāng)希望用于有高強(qiáng)度且耐穿的滑雪衫的織物時(shí)，錦綸是非常理想的選擇，而棉纖維就不適合。

纖維的特性決定了其品質(zhì)特性及其在特定條件下的適用性。一般采用標(biāo)準(zhǔn)測試和實(shí)驗(yàn)室檢測來測量和比較纖維的特性。

纖維的特性可以概括為四大類，見表2-1。

1.柔軟性（Suppleness）

柔軟性是指纖維能經(jīng)受多次重復(fù)彎曲而不斷裂的性能。柔軟的纖維能制成懸垂性好的織物及服裝，如蠶絲纖維去除絲膠后很柔軟，制成的服裝其懸垂性就很好，如圖2-5所示。柔軟性也會影響面料的手感。

有時(shí)服裝也需要硬挺的織物來縫制，如西服的前胸部位，要求豐滿、挺括，這時(shí)就需要采用硬挺的鬃毛類胸襯來襯托，如圖2-6所示。

男西裝裁剪輔料使用指導(dǎo)一覽表，如圖2-7所示。

2.手感（Hand）

手感是指觸摸纖維、紗線或織物時(shí)的感覺。纖維的手感受其形態(tài)、表面特征和結(jié)構(gòu)的影響。常用柔軟、滑爽、干燥、真絲感、剛硬、粗硬或粗糙等術(shù)語來描述織物的手感。

3.光澤（Luster）

光澤是指纖維表面反射光線的能力。一般表面光滑、彎曲較少、斷面形態(tài)平坦以及長度較長的纖維光澤較好。棉纖維光澤柔和偏暗，這是由于其腰圓形的截面結(jié)構(gòu)造成的。但如果把棉纖維的截面變成圓形，它的光澤就會變得很亮。化學(xué)纖維根據(jù)其用途，通過改變其截面結(jié)構(gòu)等方法而制成有光纖維、半消光纖維和消光（無光）纖維，如圖2-8所示。

4.起毛起球（Fuzzing and pilling）

服裝在實(shí)際穿用及洗滌過程中，由于表面不斷經(jīng)受外力的作用，使纖維端露出織物表面，呈現(xiàn)許多毛茸，即為起毛。若這些毛茸互相糾纏在一起，形成許多球形小粒，即為起球。起毛起球嚴(yán)重影響織物的外觀，如圖2-9所示。

疏水性纖維比親水性纖維更易起毛起球，這是因?yàn)槭杷岳w維更易產(chǎn)生靜電，并且形成的小球不易從織物表面掉落。羊毛織物由于纖維表面有鱗片，也易起毛起球。一般針織物比機(jī)織物更容易起毛起球。

5.回彈性（Rebound elasticity）

回彈性是指服裝材料在被折疊、加捻、扭曲后彈性恢復(fù)的能力。它與褶皺恢復(fù)能力緊密相關(guān)。具有較好回彈性的纖維制成的織物不易起皺，容易保持較好的外形。

較粗的纖維具有較好的回彈性；圓形截面纖維比扁平截面纖維回彈性好。

纖維的性質(zhì)也影響其回彈性。聚酯纖維的吸濕能力很差、回彈性優(yōu)良，而棉纖維的回彈性很差、吸濕能力很好。因此，這兩種纖維經(jīng)常混用在一起制成織物，用于男式襯衫、床單布等，以便互相取長補(bǔ)短。

6.比重（Density）

纖維比重是指單位體積的纖維物質(zhì)所具有的重量。輕纖維使織物保暖而不笨重，可制成厚實(shí)、蓬松的織物。腈綸就是一例。它比羊毛輕得多，但具有與羊毛纖維相似的性質(zhì)，廣泛應(yīng)用于織制輕而保暖的毛毯、圍巾、棉衣等保暖用品。

7.靜電性（Static electricity）

靜電是兩種不同的材料相互摩擦而產(chǎn)生的電荷。由于紡織纖維都是電的不良導(dǎo)體，摩擦產(chǎn)生的電荷容易積聚在織物表面。靜電對服裝的生產(chǎn)會造成影響，如鋪料時(shí)布匹不易碼放整齊，裁剪時(shí)布料容易粘貼裁刀，從而降低生產(chǎn)效率和裁片質(zhì)量。靜電同樣影響服裝的穿著效果。

親水性纖維不易產(chǎn)生靜電。這就是說，吸濕能力強(qiáng)的纖維如棉、麻、毛、絲等天然纖維具有抗靜電性。但當(dāng)周圍的空氣很干燥時(shí)，這些纖維也可能會產(chǎn)生靜電。

疏水性纖維容易產(chǎn)生靜電。吸濕能力差的纖維如滌綸、腈綸、錦綸等合成纖維容易積聚靜電。玻璃纖維是疏水性纖維的特例，由于其特殊的化學(xué)成分，靜止電荷不能在其表面產(chǎn)生。

8.熱塑性（Thermoplastic）

許多合成纖維都具有熱塑性，表現(xiàn)為當(dāng)加熱到一定溫度以后，這些纖維會軟化（此時(shí)的溫度稱為軟化點(diǎn)），當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)就會熔化成液態(tài)。許多消費(fèi)者都經(jīng)歷過高溫熨燙服裝而引起織物嚴(yán)重受損的情況。

在低于軟化點(diǎn)的某一個(gè)或某幾個(gè)溫度時(shí)，纖維的機(jī)械性質(zhì)會發(fā)生明顯的變化，而織物并沒有受到破壞。合成纖維的這一性能就稱為熱塑性。百褶裙就是利用纖維熱塑性的典型例子，如圖2-10所示。

9.耐磨牢度（Abrasion resistance）

耐磨牢度是指纖維抵抗穿著摩擦的能力，它有助于提高織物的耐用性。錦綸廣泛應(yīng)用于滑雪衫、足球衫等運(yùn)動(dòng)外套的原因就在于其優(yōu)良的耐磨牢度。

10.強(qiáng)度（Strength）

強(qiáng)度表示纖維抵抗外力的能力。斷裂強(qiáng)度是指單位細(xì)度纖維斷裂時(shí)所承受的外力，單位為牛頓/特（N/tex）、厘牛/分特（cN/dtex）等。強(qiáng)度與耐磨性相似，它對衣料的耐用性具有顯著的影響。

11.化學(xué)效應(yīng)

在紡織品加工（如印染、后整理）和家庭/專業(yè)護(hù)理/清洗（如用肥皂、漂白劑、干洗溶劑等）的過程中，纖維一般都要接觸化學(xué)品。化學(xué)品的種類、作用強(qiáng)度、作用時(shí)間等決定了對纖維的影響程度。

纖維對化學(xué)品的反應(yīng)不同。棉纖維耐堿不耐酸，羊毛纖維則耐酸不耐堿。

12.環(huán)境因素

環(huán)境對纖維的影響各不相同。了解這一點(diǎn)可以更好地運(yùn)輸和貯存纖維及其制品。例如，蛋白質(zhì)纖維在貯存時(shí)需防蟲蛀；纖維素纖維需防霉；錦綸和蠶絲長期暴露在陽光下會泛黃，強(qiáng)度會下降。

13.吸濕性（Absorbability）

吸濕性是指纖維材料吸收、放出氣態(tài)水的能力，主要取決于纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)，而與物理結(jié)構(gòu)關(guān)系較小。纖維的吸濕性直接影響其制品的服用和加工性能，因此在貿(mào)易計(jì)價(jià)、性能測試、服裝加工和衣料選用時(shí)都要考慮纖維的吸濕性。例如，內(nèi)衣是貼身服裝，由于人體皮膚一直在排汗，要求選用吸濕性強(qiáng)的衣料來制作內(nèi)衣。

表示纖維吸濕性的指標(biāo)有：

含水率

回潮率

式中：G——纖維材料的濕重（g）；

G₀——纖維材料的干重（g）。

含水率或回潮率數(shù)值越大，表明纖維的吸濕能力越強(qiáng)。

在我國的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中，除棉、麻纖維采用含水率指標(biāo)外，大多數(shù)纖維采用回潮率指標(biāo)。由于纖維的回潮率隨著周圍環(huán)境氣候條件的變化而變化，為了正確比較各種纖維的吸濕能力，采用標(biāo)準(zhǔn)回潮率指標(biāo)。它規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件[溫度為（20±3）℃、相對濕度為（65±3）%]下，將纖維放置一段時(shí)間，然后測其回潮率。標(biāo)準(zhǔn)回潮率數(shù)據(jù)可信度高，但不實(shí)用。商業(yè)上常采用公定回潮率。公定回潮率是指為了消除因回潮率不同而引起的重量差異，在貿(mào)易計(jì)價(jià)和計(jì)算成本時(shí)，對纖維材料的回潮率所做的統(tǒng)一規(guī)定。公定回潮率是為了工作方便而選定的，它接近實(shí)際的回潮率。表2-2為常見纖維的回潮率。

纖維的吸濕性影響多方面的應(yīng)用，包括：

（1）皮膚的舒適性：吸濕性差的衣料不能完全吸收汗水，皮膚周圍便形成高濕環(huán)境，使人體有悶熱的感覺。

（2）靜電性：吸濕性差的纖維易積聚電荷，灰塵也因?yàn)殪o電而被吸附到纖維上。

（3）水洗后的尺寸穩(wěn)定性：水洗后，親水性纖維易膨脹，導(dǎo)致織物收縮。

（4）去污性：很容易從親水性纖維中去除污漬，因?yàn)槔w維會把清潔劑和水同時(shí)吸入。

（5）拒水性：親水性纖維通常要進(jìn)行較多的拒水耐用后處理。

（6）褶皺恢復(fù)性：疏水性纖維通常具有較好的褶皺恢復(fù)性。

吸水性是指纖維材料吸收液態(tài)水的能力，即指液態(tài)水分潤濕纖維表面，被纖維中的孔隙、空腔及纖維間形成的毛細(xì)管所吸收、保持。纖維的吸水性既與纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)相關(guān)，也與纖維的物理結(jié)構(gòu)、超分子結(jié)構(gòu)有關(guān)。對于疏水性纖維，纖維的物理結(jié)構(gòu)及構(gòu)成纖維大分子的超分子結(jié)構(gòu)對吸水性的貢獻(xiàn)更顯重要。通常，在纖維大分子的結(jié)晶區(qū)或高序區(qū)，水分子難于擴(kuò)散或滲入，而在非晶區(qū)或低序區(qū)以及形態(tài)結(jié)構(gòu)粗糙、微孔或孔隙較多的區(qū)域和纖維間的間隙處，水分子易于擴(kuò)散并被保持，表現(xiàn)出較好的親水性。

14.覆蓋性（Cover）

覆蓋性是指纖維填充某一范圍的能力。粗纖維或卷曲纖維的覆蓋效果較好。羊毛纖維是冬季服裝廣泛使用的纖維，原因之一是羊毛纖維的卷曲給織物提供了優(yōu)良的覆蓋性，并在織物中積聚大量的靜止空氣。

15.彈性（Elasticity）

彈性是指在拉力作用下纖維伸長，去除拉力后纖維又恢復(fù)到原長的性質(zhì)。彈性可以提高服裝的穿著舒適性，并且使服裝設(shè)計(jì)朝著緊身又舒適的方向發(fā)展成為可能。

氨綸是典型的彈性纖維，其彈性可達(dá)到100%以上。某類錦綸也屬于彈性纖維，女性的長筒絲襪大多就是用這種纖維制造而成的。

16.芯吸（Wicking）

芯吸作用是指纖維通過其內(nèi)部的毛細(xì)管道傳遞水分的能力。某些纖維，如棉纖維，其本身具有吸濕能力，同時(shí)也具有很好的芯吸作用。有些纖維，如丙綸，其本身不能吸收水分，但把它制成很細(xì)的纖維后，就擁有良好的芯吸作用。因此丙綸的用途之一就是制成尿不濕，它既能積聚尿液，又能保持使用者的皮膚干燥。

17.可燃性（Flammability）

可燃性是指服裝材料點(diǎn)燃或燃燒的能力。這是一項(xiàng)很重要的特性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球每年有一半的火災(zāi)與紡織品有關(guān)。因此，很多國家對窗簾、地毯、老年及嬰幼兒服裝等產(chǎn)品作出阻燃規(guī)定。

纖維按照其燃燒的難易程度分為易燃的、可燃的、難燃的：

易燃纖維指容易被點(diǎn)燃并能持續(xù)燃燒的纖維，如棉、麻、黏膠、腈綸等；

可燃纖維指具有較高的燃點(diǎn)，燃燒速度較慢，離開火源后即自行熄滅的纖維，如絲、毛、錦綸、滌綸等；

難燃纖維指不能燃燒的纖維，如氯綸等。