前言

地球上的人無一例外地都在享受著纖維的恩惠。幾千年來，人們一直在享用著棉、毛、麻、絲等為織物的原料。18世紀末人們受蠶食桑葉，又在腹內“加工”后從口中吐出蠶絲的啟迪，開啟了以天然纖維素為原料，制造再生纖維素纖維的艱難歷程。此后，硝酸纖維素纖維、醋酸纖維素纖維、銅氨人造絲、粘膠纖維相繼開發問世。1904年又發明了牛乳酪蛋白纖維、玉蜀黍和花生蛋白纖維。伴隨它們的開發成功，誕生了溶液法紡絲技術。

此后，以人類生活需求為動力，加之科學技術的進步，特別是高分子科學的不斷進步推動著成纖高聚物合成及其纖維化的發展。這當中，1930年W.H.Carothers合成了可以制成纖維的脂肪族系聚己二酸乙二醇酯，但由于其熔點太低（65℃），在當時被認為不具有使用價值而被擱置，而如今脂肪族聚酯纖維卻被用于可吸收性外科手術縫合線。當前有利于環保的可天然降解性成為一個熱門研究課題。這可謂科學領域里的十年河東，十年河西吧！1935年合成了聚酰胺66并實現了纖維化，1939年實現了聚酰胺6纖維化。基于有機高分子結構理論的研究成果，1941年以剛性苯環結構的對苯二甲酸取代了脂肪族己二酸合成了聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），大大地提高了聚酯的熔融溫度（260℃），并紡制成纖維。它如今成為世界第一大化學纖維品種，也充實了有機高分子結構與性能的理論與實踐。此后的聚萘二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯以及其他諸多耐高溫高分子材料的開發成功，不能不說受其益。聚酰胺、聚酯類高分子材料的纖維化開辟了熔體紡絲技術的成功。

1930年代初期人們已經知曉聚丙烯腈可以制成纖維，但因其分解溫度低于熔融溫度，無法熔融紡絲成纖。直到1942年終于找到了適合它的溶劑，實現了溶液紡絲法成纖。1954年Ziegler-Natta催化劑的研制成功，推動了聚丙烯纖維的產業化。此后，為改進已有纖維功能的不足和挖掘它更多的功能與應用，令人眼花繚亂的功能性改性纖維層出不窮。

化學纖維不僅在服用領域里快速發展，而且向家紡及產業用領域拓展著。產業領域、國防領域的需求也推動著人們朝著耐高溫、高強度、高模量等高性能纖維的開發，碳纖維、芳香族聚酰胺纖維、全芳香族聚酯纖維、高強高模聚乙烯纖維、高強高模聚乙烯醇纖維、聚酰亞胺纖維、聚對亞苯基苯并雙唑纖維等成為航空、航天、建筑、汽車等行業技術進步的不可或缺的新材料。

近年來，發現了天然纖維素可直接溶解于無毒的N-甲基氧化嗎啉（NMMO）制成紡絲溶液，并得到了萊賽爾（Lyocell）纖維；以植物類可再生資源為原料的聚乳酸纖維，以天然甲殼素為原料的甲殼素及殼聚糖纖維等生物質纖維都已經實現了產業化。

多年來，編著者一直很想將歷經約十年點滴積累的知識編篡成一個小冊子與各位讀者共享，如今終于得以實現，取名為《圖解纖維材料》。本書由張大省、付中玉、周靜宜策劃，文字部分主要由張大省、周靜宜整理成文；書中90%以上的掃描電鏡照片都是由付中玉和趙莉拍攝完成，還選用了一些前人的成果。第一部分是關于纖維的基礎知識，介紹纖維材料的分類、命名、性能；幾種主要化學纖維的化學結構、化學纖維的主要名詞解釋及其主要生產方法。第二部分則是以掃描電鏡、光學顯微鏡等照片形式介紹一些纖維的微觀與宏觀形態結構、生產基本原理及其應用實例，同時使用了簡要的文字對圖片加以說明。談不上圖文并茂，只覺得單靠文字敘述很難用簡要的文字將纖維的結構說得明白，特別是對初入門者更難于理解。而“看圖識字”的形式會更加直觀地對它們加以認識，讀者能夠節約許多寶貴的時間。本書的編寫也是受相關書籍的啟發，又介紹了一些新的內容，并將自身的一些工作所得融入其中，自認為還是有意義的。

在這里要感謝為本書的成書指導和提供了各類寶貴資料、樣品，協助制作電子顯微鏡、光學顯微鏡等圖像的東華大學王慶瑞、陳雪英，我們的老師和同事郭英、、李燕立、王銳、王建明、陳放、陳玉順、朱志國、董振峰、耿景萍及寧波紡專的楊樂芳等老師，還要特別感謝江蘇聚杰微纖紡織科技集團有限公司、山東同大海島新材料股份有限公司、上海華鋒超纖材料有限公司為本書的出版所做的熱心支持以及中國化學纖維工業協會、中國產業用紡織品協會、國家纖維檢驗局、北京市纖維檢驗所、國家亞麻產品質量監督檢驗中心胡正明先生、江蘇三房巷集團有限公司、蘇州吳江赴東舜星合成纖維有限公司、蘇州龍杰化纖有限公司、北京中紡優絲特種纖維科技有限公司、山東煙臺泰和新材公司、鄂爾多斯集團有限公司、蘇州盛虹集團、總后勤部軍需裝備研究所軍用漢麻材料研究中心、山東聯友金浩新型材料有限公司、桐昆集團股份有限公司、杭州華欣化纖紡織有限公司、浙江華欣控股集團、浙江石金玄武巖纖維有限公司、山東即發集團股份有限公司、青島大學夏延致教授、蘇州兆達特纖科技有限公司、吉安三江超纖無紡有限公司、北京京棉集團、海斯摩爾生物科技有限公司、中紡優絲特種纖維科技有限公司及中紡新元無紡材料有限公司等諸位同志和單位提供的樣品和資料，感謝多年來支持和鼓勵編著者克服困難的朋友們。

最后，特別要感謝的是中國工程院蔣士成院士在非常認真地審閱了本書的部分內容后，為鼓勵作者并支持本書的出版，為推動中國化纖事業的發展，特別為本書撰寫了序言。

在編寫本書的過程中，由于編著者水平有限，時間倉促，書中難免存在疏漏和不妥之處，敬請讀者批評指正。

編著者

2014年9月