第二節 化學纖維的常用基本概念

一、長絲

在化學纖維制造過程中，紡絲流體（熔體或溶液）經紡絲成形和后加工工序后，得到的連續不斷的、長度以千米計的纖維稱為長絲（Filament yarn）。長絲包括單絲、復絲和簾線絲。

（1）單絲：指一根連續單纖維。較粗的合成纖維單絲（直徑0.08～2mm）稱為鬃絲，用于制作繩索、毛刷、日用網袋、漁網或工業濾布等。

（2）復絲：由多根單纖維組成的絲條。絕大多數的服用織物均采用復絲織造，因為由多根單纖維組成的復絲比同樣直徑的單絲柔順性好?；瘜W纖維的復絲一般由8～100根單纖維組成。

（3）簾線絲：用于織造輪胎簾子布的絲條，俗稱簾線絲。一般由一百多根至幾百根單纖維組成。

二、短纖維

化學纖維經切斷而成一定長度的纖維，稱其為短纖維（Staple fiber）。根據切斷長度的不同，短纖維可分為棉型、毛型和中長型纖維。

（1）棉型短纖維（Cotton-type fiber）：長度為25～38mm，纖維較細（線密度1.3～1.7dtex），類似棉纖維，主要用于與棉纖維混紡，例如，用棉型聚酯短纖維（滌綸）與棉混紡得到的織物稱“滌/棉”織物。

（2）毛型短纖維（Wool-type fiber）：長度為70～150mm，纖維較粗（線密度3.3～7.7dtex），類似羊毛，主要用于與羊毛混紡，例如，用滌綸毛型短纖維與羊毛混紡得到的織物稱“毛/滌”織物。

（3）中長纖維（Mid-length fiber）：長度為51～76mm，纖維的線密度為2.2～3.3dtex，介于棉型短纖維和毛型短纖維之間，主要用于織造中長纖維織物。

短纖維除可與天然纖維混紡外，還可與其他化學纖維的短纖維混紡，由此得到的混紡織物具有良好的綜合性能。另外，短纖維也可進行純紡。

三、絲束

絲束（Tow）是由大量單纖維匯集而成。用來切斷成短纖維的絲束由幾萬根至幾百萬根纖維組成，以提高短纖維的生產能力；煙用絲束由6000根聚丙烯纖維組成，用于生產香煙過濾嘴。

四、異形纖維

在合成纖維成形過程中，采用異形噴絲孔紡制的、具有非圓形截面的纖維或中空纖維，稱為異形截面纖維，簡稱異形纖維（Shaped fiber，Profiled fiber）。圖1-1所示為幾種制造異形纖維所用噴絲孔的形狀（a）和相應的纖維橫截面形狀（b）。

圖1-1 幾種非圓形噴絲孔形狀及相應纖維橫截面形狀

需要說明的是，采用圓形噴絲孔濕紡所得纖維（如粘膠纖維和腈綸等）的橫截面也并非正圓形，可能呈鋸齒形、腰子形或啞鈴形。盡管如此，它們并不能稱為異形纖維。

異形纖維具有特殊的光澤，并具有蓬松性、耐污性和抗起球性，纖維的回彈性與覆蓋性也可得到改善。例如，三角形橫截面的滌綸或錦綸與其他纖維的混紡織物有閃光效應；十字形橫截面的錦綸回彈性強；五葉形橫截面的聚酯長絲有類似真絲的光澤，抗起球性、手感和覆蓋性良好；扁平、帶狀、啞鈴形橫截面的合成纖維具有麻、羚羊毛和兔毛等纖維的手感與光澤；中空纖維的保暖性和蓬松性優良，某些中空纖維還具有特殊用途，如制作反滲透膜，用于制造人工腎臟，并可用于海水淡化、污水處理、硬水軟化、溶液濃縮等。

五、復合纖維

在纖維橫截面上存在兩種或兩種以上高分子化合物，這種化學纖維稱為復合纖維（Bicomponent fiber，Composite fiber），或稱雙組分纖維。

復合纖維的品種很多，有并列型、皮芯型、海島型、裂離型和共混型等，纖維橫截面形狀如圖1-2所示。

圖1-2 復合纖維的幾種主要形狀

根據不同聚合物的性能及其在纖維橫截面上分配的位置，可以得到許多不同性質和用途的復合纖維。例如，并列型復合纖維和偏皮芯型復合纖維［見圖1-2（a）、（b）、（c）、（d）］，由于兩種聚合物熱塑性不同或在纖維橫截面上呈不對稱分布，在后處理過程中會產生收縮差，從而使纖維產生螺旋狀卷曲，利用這一點可制成具有類似羊毛彈性和蓬松性的化學纖維。皮芯型纖維是兼有兩種聚合物特性或突出一種聚合物特性的纖維，如將錦綸作為皮層，滌綸作為芯層，可制得染色性好、手感柔中有剛的纖維；利用高折射率的芯層和低折射率的皮層可制成光導纖維。若利用島組分連續分散于海組分中形成海島型復合纖維，再用溶劑溶去海組分，剩下連續的島組分，就可得到非常細的極細纖維［圖1-2（e）］。裂離型復合纖維在紡絲成形和后加工過程中均以較粗的長絲形態出現，而在織造加工中，特別是整理和磨毛過程中，由于兩組分的相容性和界面黏結性差，每一根較粗的長絲分裂成許多根絲。復合形式不同，裂離后纖維的橫截面形狀和粗細也不同，如圖1-2（f）所示為橘瓣型復合纖維，裂離后纖維橫截面為三角形，圖1-2（g）為裂片型復合纖維，裂離后成為扁絲。裂離型復合纖維生產技術在超細纖維的制造中已被廣泛采用。圖1-2（h）所示為共混型復合纖維橫截面，它是由兩種或多種聚合物充分混合后紡制而成的，聚合物共混紡絲是化學纖維改性的重要方法。

六、變形紗

變形紗（Textured filament，Textured yarn）包括所有經過變形加工的絲和紗，如彈力絲和膨體紗都屬于變形紗。

（1）彈力絲（Stretch yarn）：即變形長絲，可分為高彈絲和低彈絲兩種。彈力絲的伸縮性、蓬松性好，其織物在厚度、重量、不透明性、覆蓋性和外觀特征等方面接近毛織品、絲織品或棉織品。滌綸彈力絲多數用于衣著，錦綸彈力絲宜于制造襪子，丙綸彈力絲則多數用于家用織物及地毯。其變形方法主要有假捻法、空氣噴射法、熱氣流噴射法、填塞箱法和賦形法等。

（2）膨體紗（Bulk yarn）：即利用聚合物的熱可塑性，將兩種收縮性能不同的合成纖維毛條按比例混合，經熱處理后，高收縮性的毛條迫使低收縮性的毛條卷曲，從而使混合毛條具有伸縮性和蓬松性，類似毛線。目前以腈綸膨體紗產量最大，用于制作針織外衣、內衣、毛線和毛毯等。

七、超細纖維

由于單纖維的粗細對于織物的性能影響很大，所以化學纖維可按單纖維的粗細（線密度）分類，一般分為常規纖維、細旦纖維、超細纖維（Superfine fiber）和極細纖維。

滌綸常規纖維的線密度為1.4～7.0dtex；細旦纖維的線密度為0.55～1.4dtex，主要用于仿真絲類的輕薄型或中厚型織物；超細纖維的線密度為0.11～0.55dtex，可以用雙組分復合裂離法生產，主要用于高密度防水透氣織物和人造皮革、仿桃皮絨織物等；極細纖維的線密度在0.11dtex以下，可通過海島紡絲法生產，主要用于人造皮革和醫學濾材等特殊領域。

八、差別化纖維

差別化纖維（Differential fiber）系外來語，來源于日本，一般泛指通過化學改性或物理變形使常規化學纖維品種有所創新或被賦予某些特性的服用化學纖維。

在聚合及紡絲工序中改性的有：共聚、超有光、超高收縮、異染、易染、速染、抗靜電、抗起毛起球、防霉、防菌、防污、防臭、吸濕、吸汗、防水、熒光變色等纖維；在紡絲、拉伸和變形工序中形成的有：共混、復合、中空、異形、異縮、異材、異色、細旦、超細、特粗、粗細節、三維卷曲、網絡、混纖、混絡、皮芯、并列、毛圈噴氣變形以及各種竹節、疙瘩、結子、鏈條、辮子、夾色、混色、包覆、起毛起絨的花色絲、紗或纖維條等。

這些都屬于差別化纖維的范疇，這類纖維主要用于服裝及裝飾織物，可提高經濟效益，優化工序，節約能源，減少污染以及增加紡織新產品。

九、特種纖維

特種纖維（Special fiber）一般指具有特殊物理化學結構、性能和用途的化學纖維，如高性能纖維、功能纖維等，主要用于產業、生物醫藥及尖端技術等領域。

（1）高性能纖維（High performance fiber）：指具有高強度、高模量和耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、耐化學藥品等性能的纖維。

（2）功能纖維（Function fiber）：泛指在一般纖維具有的力學性能基礎上，具有某種特殊功能和用途的纖維，如具有反滲透、導光、導電、抗靜電、保暖、阻燃等特性的纖維，生物醫學上使用的人工可吸收縫合線、各種人工臟器纖維材料和其他輔助材料等。