第三節 常用化學纖維及其性能

化學纖維可根據原料來源的不同，分為人造纖維和合成纖維。

一、人造纖維

人造纖維是用纖維素和蛋白質等天然高分子化合物為原料，經化學加工制成高分子濃溶液，再經紡絲和后處理而制成的纖維。目前生產的人造纖維主要有黏膠纖維、醋酯纖維和銅氨纖維等。

（一）黏膠纖維

1.纖維來源

黏膠纖維以木材、棉短絨和蘆葦等含天然纖維素的材料經化學加工而成。

2.主要品種

（1）按性能分。普通黏膠纖維和富強纖維(高濕模量黏膠纖維)。

（2）按形態分。短纖維和長絲。黏膠短纖維常稱人造棉，根據長度和粗細又可分為棉型、毛型和中長型；黏膠長絲又稱人造絲，分有光、無光和半無光三種。

3.結構與成分

（1）結構。縱向平直，表面有溝槽，橫截面為具有鋸齒形的皮芯結構。

（2）成分。主要組成物質是纖維素，分子式與棉纖維相同，聚合度低于棉纖維。

4.主要性能

（1）普通黏膠纖維的性能。

①手感和光澤。由黏膠短纖維紡制的面料具有棉織物的手感，光滑、舒適；由黏膠絲紡織的面料光澤強，如絲纖維一般光滑。

②吸濕性和透氣性。黏膠纖維的吸濕性和透氣性比棉纖維好，是所有化學纖維中吸濕性和透氣性最好的。

③染色性能。由于黏膠纖維吸濕性較強，所以黏膠纖維比棉纖維更容易上色，色譜全，色澤鮮艷，牢度好。

④濕強度。由于黏膠纖維聚合度、結晶度較棉纖維低，所以纖維強力低于棉纖維，而且纖維吸水后直徑變粗、長度收縮，強度明顯下降。因此普通黏膠纖維織物不耐水洗，尺寸穩定性差。

⑤彈性。黏膠纖維質地較軟，手感柔軟，因此保形性和彈性較差，織物易折皺且不易恢復。

⑥耐酸堿性。黏膠纖維低于棉纖維。

⑦耐熱濕性。黏膠纖維耐熱濕性差，在高溫、高濕下容易發霉。

（2）富強纖維的性能。富強纖維俗稱虎木棉、強力人造棉，是變性的黏膠纖維。與普通黏膠纖維相比，富強纖維具有以下特點：

①強度。富強纖維織物強度大，比普通黏膠纖維織物結實、耐穿。

②縮水率。富強纖維的縮水率是普通黏膠纖維的一半。

③彈性。用富強纖維制作的服裝比較平整，耐折皺性比黏膠纖維好。

④耐堿性。由于富強纖維的耐堿性比黏膠纖維好，因此富強纖維織物在洗滌中對洗滌劑的選擇不像黏膠纖維那樣嚴格。

（二）醋酯纖維

1.纖維來源

醋酯纖維（簡稱醋纖）是用含纖維素的天然材料經化學加工而制得，屬于纖維素衍生物，是一種半合成纖維。

2.主要品種

根據醋酯化程度不同，醋酯纖維可分為二醋酯纖維(二醋纖)和三醋酯纖維(三醋纖)兩種。醋酯纖維一般是指二醋酯纖維。

3.結構與成分

（1）結構。縱向平直光滑，橫截面形狀為多瓣形葉狀或耳狀，無皮芯結構。

（2）成分。主要成分是纖維素醋酸酯。

4.主要性能

醋纖的主要成分是纖維素醋酸酯，因此不屬于纖維素纖維，性質上與纖維素纖維相差較大，與合成纖維有些相似。

（1）吸濕性與染色性。醋纖的吸濕性與染色性差，醋酯纖維因纖維素的羥基被酯化，因而吸濕性比黏膠纖維低很多，而且染色性也較差。

（2）耐熱性。醋酯纖維耐熱性差，難以通過熱定形的方式形成永久保持的褶裥，在高溫時易熔化。

（3）強度。醋酯纖維強度低于黏膠纖維，濕態強力也較低，耐用性較差。

（4）彈性和彈性回復性能。醋酯纖維的初始模量低，較易變形，在低延伸度時有較高的彈性回復率，因此織物手感柔軟，有彈性，懸垂性優良。

（5）耐酸堿性。醋酯纖維對稀堿和稀酸具有一定的抵抗力，但濃堿會使纖維皂化分解，在濃酸中會發生裂解。

（三）銅氨纖維

1.纖維來源

銅氨纖維是把棉短絨等天然纖維素原料溶解在氫氧化銅或堿性銅鹽的濃氨溶液內，制成銅氨纖維素紡絲液，采用濕法紡絲制得。因此，銅氨纖維也是再生纖維素纖維。

2.結構與成分

（1）結構。銅氨纖維的橫截面為結構均勻的圓形，無皮芯結構，縱向光滑。

（2）成分。銅氨纖維的成分與黏膠纖維相同，主要為纖維素，但銅氨纖維制造過程中，纖維素的破壞比較小，平均聚合度比黏膠纖維高。

3.主要性能

銅氨纖維可承受高度的抽伸，容易制成很細的纖維。因此銅氨纖維手感柔軟，光澤柔和，有真絲感，可用于制作高級服裝面料。

銅氨纖維與黏膠纖維相比，在干濕態強力、耐磨性、耐疲勞性、染色性等諸多性能方面要優于黏膠纖維，吸濕性與黏膠纖維相近。濃硫酸和熱稀酸能溶解銅氨纖維，稀堿對其有輕微損傷，強堿則可使銅氨纖維溶脹直至溶解。銅氨纖維不溶于一般有機溶劑，而溶于銅氨溶液。

二、合成纖維

合成纖維（簡稱合纖）是以煤、石油、天然氣中的簡單低分子為原料，經人工聚合形成大分子高聚物，經溶解或熔融形成紡絲液，然后由噴絲孔噴出，凝固而成的纖維。合成纖維具有強度大，彈性好，不霉不蛀，摩擦易產生靜電，易沾污等共同特點。常用的合成纖維有滌綸、錦綸、腈綸、氯綸、維綸、丙綸、氨綸等。

（一）滌綸

1.化學名稱和商品名稱

滌綸學名為聚對苯二甲酸乙二酯，是聚酯纖維的一種。我國商品名稱為滌綸，其他國家有特麗綸（Terylene）、達克綸（Dacron）、特多綸（Tetoron）等商品名。目前滌綸應用最廣泛，是世界上用量最大的合成纖維。

2.主要品種

滌綸的品種很多，主要有長絲和短纖之分；長絲又有普通長絲(包括簾子線)和變形絲；短纖又可分棉型、毛型和中長型等。

3.結構

普通滌綸縱向平滑光潔；橫截面一般為圓形，為改善纖維的吸濕性能、染色性能和表觀性能，也可加工成其他形狀，如三角形、Y形、中空形和五葉形等。

4.主要性能

（1）彈性。滌綸的彈性比任何纖維都好。滌綸具有優良的彈性和回復性，接近羊毛，而且在干、濕狀態下彈性能保持一樣。面料挺括、不起皺，保形性好，尺寸穩定。

（2）強度和耐磨性。滌綸大分子的結晶度和取向度較高，所以強度較高，耐磨性、耐沖擊性較好，其面料堅牢、挺括、不易變形，有免燙的優勢。

（3）耐熱性。滌綸具有很好的耐熱性和熱穩定性，有較高的熔點，因此可通過熱定形工藝使滌綸服裝形成永久性褶裥和造型。

（4）化學穩定性。在室溫下，滌綸不會與弱酸、弱堿、氧化劑發生作用；但滌綸不耐強堿，遇堿容易水解，在高溫時尤為顯著。可利用濃堿腐蝕滌綸表面，使滌綸重量減輕，細度變細，產生真絲風格，稱為堿減量處理。

（5）吸濕性與染色性。滌綸的吸濕性極差，滌綸服裝穿著有悶熱感，易產生靜電使織物易起毛、起球和吸灰，但滌綸織物具有易洗快干的特點。由于吸濕能力差導致纖維染色困難，需采用特殊染料或設備工藝條件，在高溫高壓下染色。

（6）耐光性。滌綸的耐光性極好，僅次于腈綸，與棉纖維相似。所以滌綸紡織物適合做夏季服裝的面料和窗簾裝飾布等。

（7）起毛起球性。滌綸面料經常摩擦易起毛、起球。

（二）錦綸

1.化學名稱和商品名稱

錦綸學名為聚酰胺纖維。常見的商品名有尼龍（Nylon）、卡普綸（Caprolan）、阿米綸（Amilan）等。錦綸是最早的合成纖維品種，由于性能優良，原料資源豐富，因此一直是合成纖維產量最高的品種。

2.主要品種

紡織業中應用最廣泛的是錦綸6和錦綸66。錦綸有長絲和短纖維之分。目前錦綸以長絲產品為主，普通錦綸長絲用于針織和機織產品，高彈絲用于針織彈力織物。錦綸短纖維產量小，主要與羊毛或其他毛型化纖混紡，以提高產品的強度和耐磨性。

3.結構

傳統錦綸的縱向平直光滑，橫截面為圓形，具有光澤。

4.主要性能

（1）密度。錦綸的密度較滌綸、黏膠等纖維要小，織物較輕，穿著輕便，適于做登山服、宇航服、降落傘等。

（2）強度和耐磨性。錦綸最突出的特點是強度高、耐磨性好，其耐磨性是棉的10倍、羊毛的20倍。因此，錦綸適宜制作繩索、襪子等經常受摩擦的制品。

（3）彈性。錦綸彈性好，回復性好，織物不易起皺。但纖維剛度小，與滌綸相比保形性差，織物外觀不夠挺括，在小負荷下容易變形。

（4）耐光性。錦綸的耐光性差，日光照射下易泛黃、發脆，強力降低，故錦綸織物洗后不宜久曬。

（5）耐熱性。錦綸的耐熱性較差，不如滌綸，在高溫下易變黃，導致強力下降，烘干溫度過高會產生收縮和永久的褶皺。

（6）耐酸堿性。錦綸耐堿不耐酸，特別是對無機酸的抵抗能力很差。

（7）吸濕性。錦綸的吸濕性較好，但不如天然纖維和黏膠纖維。

（8）起毛起球性。錦綸面料在經常摩擦之處易起毛、起球。因此，常將錦綸與其他纖維混紡，以提高織物的耐磨性。

（三）腈綸

1.化學名稱和商品名稱

腈綸學名為聚丙烯腈纖維。常見的商品名奧綸（Orlon）、阿可利綸（Acrilan）、開司米綸（Creslan）等。腈綸外觀呈白色，卷曲、蓬松、手感柔軟，酷似羊毛，多用來和羊毛混紡或作為羊毛的代用品，故又被稱為“合成羊毛”。

2.主要品種

目前腈綸以短纖維產品為主，其中大多為毛型短纖維，用于純紡或與羊毛或與其他毛型短纖維混紡，主要產品有腈綸膨體紗、毛線、針織品、仿毛皮制品。中長型腈綸常用來與滌綸混紡制成中長型織物。少量腈綸棉型短纖維，用于純紡或混紡針織品制作運動衫。

3.結構

腈綸縱向為平滑柱狀，有少許溝槽；橫截面呈啞鈴形，也可呈圓形或其他形狀，無論縱向或截面都可看到空穴的存在。

4.主要性能

（1）密度。腈綸的密度較小，纖維質輕，體積蓬松，相同保暖性下比羊毛輕。

（2）強度和耐磨性。腈綸的強度不如滌綸、錦綸等合成纖維，耐磨性在合成纖維中較差，因此腈綸不適宜制作襪子、手套等經常受摩擦的物品。

（3）彈性。腈綸的彈性比羊毛、滌綸、錦綸差，反復拉伸后彈性下降更多，尺寸穩定性較差，因此腈綸服裝在袖口、領口等處易于產生變形。

（4）耐光性和耐氣候性。腈綸的耐光性和耐氣候性突出，在服用纖維中最好，除用于服裝外還適宜作帳篷、窗簾等制品。

（5）耐熱性。腈綸具有特殊的熱收縮性，將纖維熱拉伸后驟然冷卻，則纖維的伸長暫時不能恢復，若在松弛狀態下高溫處理，則纖維會相應地發生大幅度回縮，這種性質稱為腈綸的熱彈性。將這種高伸腈綸與普通腈綸混紡，經高溫處理即成膨松性好、毛型感強的膨體紗。

（6）耐酸堿性。腈綸的化學穩定性較好，耐弱酸堿，但在濃硫酸、濃硝酸、濃磷酸中會溶解，在冷濃堿、熱稀堿中會變黃，在熱濃堿中會立即被破壞。

（7）吸濕性與染色性。腈綸的吸濕性優于滌綸，但比錦綸差，易產生靜電；由于空穴結構的存在和第二、第三單體的引入，腈綸的染色性較好。

（8）起毛起球性。無論是純紡還是混紡，腈綸織物都易起毛、起球，這是降低腈綸美觀性和舒適性的重要因素，使腈綸一直無法成為高級成衣用料，也無法取代羊毛在服裝材料中的地位。

（四）丙綸

1.化學名稱和商品名稱

丙綸學名為聚丙烯纖維。常見的商品名稱有赫克綸(Herculan)、霍斯塔綸(Hostalen)等。其生產工藝簡單，成本低，是最廉價的合纖之一。由于丙綸性能優良，所以發展很快。

2.主要品種

丙綸主要有長絲和短纖維兩種形式。長絲常用來制作仿絲綢織物和針織物；短纖維多為棉型，用于地毯或非織造織物。

3.結構

傳統丙綸縱向光滑平直，截面多為圓形。

4.主要性能

（1）密度。丙綸密度較小，僅為0.91g/cm³，比水還輕，是服裝用纖維中最輕的。

（2）吸濕性與染色性。吸濕性較差，在使用和保養過程中易起靜電和毛球。但丙綸具有較強的芯吸作用，水汽可以通過纖維中的毛細管進行傳遞。由于分子中沒有親水性基團，因此丙綸的染色性較差，不易上染，且染色色譜不全。

（3）強度、彈性和耐磨性。丙綸的強度、彈性和耐磨性都較好，接近于滌綸，結實耐用，適合制作繩索、襪子、地毯等耐磨物品。

（4）耐熱性。丙綸耐熱性較差，軟化點、熔點比其他纖維都低，較耐濕熱，而不耐干熱，因此在水洗、干洗和熨燙時溫度都不能過高，否則會引起收縮、變形，甚至熔融。

（5）耐光性和耐氣候性。丙綸對紫外線敏感，耐光性和耐氣候性較差，尤其在水和氧氣的作用下容易老化，纖維易在使用、加工過程中失去光澤，強度、延伸度下降，以至纖維發黃變脆，因此對丙綸通常要進行防老化處理。

（6）耐酸堿性。丙綸的化學穩定性優良，對無機酸和堿都很穩定，幾乎不受化學試劑的腐蝕。

（五）維綸

1.化學名稱和商品名稱

維綸學名為聚乙烯醇縮甲醛纖維。常用的商品名稱有維尼綸（Vinylon）和倉敷綸（Kuralon）等。維綸潔白如雪，柔軟似棉，因而常被用作天然棉花的代用品，又稱“合成棉花”。

2.結構

維綸縱向平直，有1～2根溝槽，截面大多為腰圓形，有明顯的皮芯結構，皮層結構緊密，芯層結構疏松。

3.主要性能

（1）吸濕性與染色性。維綸的吸濕性是普通合纖中最高的，回潮率為4%～5%。但由于皮芯結構和縮醛化處理，維綸的染色性能較差，染色色譜不全，不易染成鮮艷的色澤。

（2）密度。相對密度小于棉，熱導率低，故質量較輕，保暖性好。

（3）強度、彈性和耐磨性。維綸的強度、彈性和耐磨性均優于棉纖維，較棉制品結實耐用，但彈性恢復能力較差，織物容易起皺。

（4）耐熱性。維綸耐干熱性較好，接近滌綸；耐濕熱性較差，在熱水中明顯變形并發生部分溶解，因此洗滌時水位不宜過高，熨燙時不宜噴水和墊濕布。

（5）耐日光性。維綸耐日光性較好，長期在日光下暴曬強度損失不大。

（6）化學穩定性。維綸的化學穩定性能好，放在一般有機酸、醇、酯及石油等溶劑中都不會溶解；而且有較強的耐腐蝕能力，不霉不蛀，長期放在海水中或埋于地下均影響不大。

（六）氨綸

1.化學名稱和商品名稱

氨綸學名為聚氨酯纖維，常用的商品名為萊卡（Lycra），也稱斯潘德克斯（Spandex）。此外還有埃斯坦（Estane）和奧佩綸（Opelon）等商品名。氨綸以其卓越的高彈性，迎合了追求舒適隨意、方便快捷、便于休閑運動的現代生活方式，因此面市以后很快就掀起了席卷全球的彈性浪潮。

2.結構

氨綸截面為圓形或蠶豆形，縱向平直光滑。

3.主要性能

（1）強度和耐磨性。氨綸的強度在服用纖維中最低，耐磨性較差，一般不單獨使用。

（2）彈性。氨綸具有高彈性、高伸長，斷裂伸長率可達450%～800%，使用氨綸織成的織物穿著舒適，無壓迫感。

（3）耐曬性。氨綸具有較好的耐曬性，在日光照射下，稍微發黃，強度稍有下降。

（4）化學穩定性。氨綸有較好的耐酸堿性，而且能抗霉、防蛀，對大多數化學物質和洗滌劑穩定性較好，但氯化物和強堿會造成纖維損傷。

（5）耐熱性。氨綸耐熱性差，水洗和熨燙溫度不宜過高，熨燙時采用低溫快速熨燙。

（6）吸濕性。氨綸的吸濕性較差，回潮率較低。

（七）氯綸

1.化學名稱和商品名稱

氯綸學名為聚氯乙烯纖維。氯綸是最早開發的合成纖維，原料豐富，工藝簡單，成本低廉，是目前最廉價的合纖之一，但由于產品的穩定性差等原因，其制品始終處于低谷。氯綸在國外有天美綸（Teviron）、羅維爾（Rhovyl）等商品名，由于我國的氯綸首先在云南研制成功，故又稱滇綸。

2.結構

氯綸縱向平直光滑或有1～2根溝槽，橫截面近似圓形。

3.主要性能

（1）吸濕性與染色性。氯綸吸濕性差，染色困難，對染料的選擇性較窄，電絕緣性強。

（2）強度、彈性和耐磨性。氯綸的強度接近棉纖維，彈性和耐磨性優于棉纖維，但在合成纖維中較差。

（3）燃燒性能。氯綸具有難燃性，是服裝用纖維中最不易燃燒的纖維，接近火焰時纖維部分收縮熔融，離開火焰后自動熄滅。因此，在國防工業中具有特殊用途。

（4）保溫性。氯綸的保溫性較好，比棉纖維和羊毛纖維都高。

（5）化學穩定性。氯綸的化學穩定性好，能耐酸堿和一般的化學試劑。

（6）耐熱性。氯綸的耐熱性差，在60～70℃時開始收縮，沸水中收縮率更大，因此氯綸織物只能在30～40℃水中洗滌，不能熨燙，不能接近暖氣、熱水等熱源。