第四節(jié)　新型化學(xué)纖維

新型化學(xué)纖維包括再生纖維新品種和合成纖維新品種。再生纖維新品種如天絲纖維、莫代爾纖維、大豆纖維、竹纖維等。新型合成纖維品種日新月異，品種繁多，主要有差別化纖維、功能纖維和高性能纖維等。

一、天絲纖維

天絲（Tencel）纖維是一種新型再生纖維素纖維，通過(guò)采用有機(jī)溶劑（NMMO）紡絲工藝，在物理作用下完成，整個(gè)制造過(guò)程無(wú)毒、無(wú)污染，故天絲被譽(yù)為21世紀(jì)的綠色纖維。“天絲”是英文單詞“Tencel”的中文音譯名。Tencel由英國(guó)Courtualds公司生產(chǎn)并注冊(cè)專利。天絲有兩種型號(hào)：一種為標(biāo)準(zhǔn)型（G100）為原纖化天絲，另一種為A100型，稱非原纖化天絲。

（1）天絲纖維有較高的干強(qiáng)和濕強(qiáng)。纖維的濕態(tài)斷裂強(qiáng)度約為干態(tài)斷裂強(qiáng)度的85%，干、濕態(tài)斷裂強(qiáng)度都很高，超過(guò)其他纖維素纖維，與滌綸接近。

（2）天絲大分子中有很多親水性羥基，羥基容易與水形成氫鍵，所以天絲纖維具有良好的吸濕性。

（3）天絲纖維的高濕模量使天絲織物縮水率很低，沿長(zhǎng)度方向的沸水收縮率為2.68%，而黏膠纖維為4.09%。用天絲纖維制成的織物具有較高的尺寸穩(wěn)定性和抗皺性。

（4）天絲纖維的圓形截面和良好的縱向外觀使其具有絲綢般的光澤，優(yōu)良的手感、懸垂性和飄逸感。

（5）天絲纖維具有原纖化的特性。通過(guò)對(duì)原纖化的控制，可做成桃皮絨、砂洗、天鵝絨等多種表面效果的織物，形成全新美感，適合開發(fā)具有光學(xué)可變性的新潮產(chǎn)品。

二、竹纖維

竹纖維分為天然竹纖維和化學(xué)竹纖維兩類。天然竹纖維主要是竹原纖維，即采用物理、化學(xué)相結(jié)合的方法制取的天然竹纖維。化學(xué)竹纖維又可以分為竹漿纖維、竹炭纖維。竹漿纖維是將竹片做成漿，然后將漿做成漿粕再濕法紡絲制成纖維，其制作加工過(guò)程與黏膠纖維基本相似；竹炭纖維是選用納米級(jí)竹香炭微粉，經(jīng)過(guò)特殊工藝加入黏膠紡絲液中，再經(jīng)近似常規(guī)紡絲工藝紡制出的纖維產(chǎn)品。竹纖維的主要性能如下。

1.吸濕透氣性

在2000倍電子顯微鏡下觀察，竹纖維的橫截面凹凸變形，布滿了近似于橢圓形的孔隙，呈高度中空，毛細(xì)管效應(yīng)極強(qiáng)，可在快速吸收和蒸發(fā)水分，在所有天然纖維中，竹纖維的吸放濕性及透氣性好，居五大纖維之首。在溫度為36℃，相對(duì)濕度為100%的條件下，竹纖維的回潮率超過(guò)45%，透氣性比棉纖維強(qiáng)3.5倍，被美譽(yù)為“會(huì)呼吸的纖維”，還稱其為“纖維皇后”。

2.抗菌抑菌性

竹纖維產(chǎn)品具有天然的抗菌、抑菌、殺菌效果，因?yàn)橹褡永镉幸环N獨(dú)特物質(zhì)，該物質(zhì)被命名為“竹琨”，具有天然的抑菌、防螨、防臭、防蟲功能。在顯微鏡下觀察，細(xì)菌在棉、木等纖維制品中能夠大量繁殖，而竹纖維制品上的細(xì)菌不但不能長(zhǎng)時(shí)間生存，而且短時(shí)間內(nèi)還能消失或減少，24h內(nèi)細(xì)菌死亡率達(dá)75%以上。所以竹纖維毛巾即使在溫暖潮濕的環(huán)境中也不發(fā)霉、不變味、不發(fā)粘。

3.抗紫外線性能

竹纖維和棉的紫外線穿透率實(shí)驗(yàn)表明對(duì)于波長(zhǎng)為200～400nm的紫外線，棉的穿透率為25%，竹纖維的穿透率不足0.6%，它的抗紫外線能力是棉的41.7倍。而這一波長(zhǎng)的紫外線對(duì)人體的傷害最大，這是其他紡織品不可比擬的。而竹纖維面料對(duì)紫外線的反射率比麻織物、棉織物對(duì)紫外線的反射率低，竹纖維對(duì)紫外線有更強(qiáng)的吸收作用。

4.綠色環(huán)保性

資源的廣泛性和可利用性，主要表現(xiàn)在竹子生長(zhǎng)期短，2～3年即可成材，而且一次種植長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)。它能夠快速生長(zhǎng)和更新，能夠代替棉花、木材等資源，可持續(xù)利用。竹纖維制成的產(chǎn)品可在土壤中自然降解，分解后對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染，是一種天然的、綠色的、環(huán)保型的紡織原料。

5.天然保健性

《本草綱目》中有24處闡述了竹子的不同藥用功能和方劑，民間更是有近千種竹子的藥方。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為“竹元素”中的抗氧化化合物能有效地清除體內(nèi)的自由基和酯類過(guò)氧化合物，并能阻斷強(qiáng)致癌物質(zhì)N-亞硝酸氨化合物，不僅能顯著提高機(jī)體免疫能力，而且具有滋潤(rùn)皮膚、抗疲勞、抗衰老的生物功效。由于竹纖維產(chǎn)品天然的抗菌功能，因而制成的產(chǎn)品不需添加任何人工合成的抗菌劑，不會(huì)引起皮膚的過(guò)敏反應(yīng)，是真正的綠色健康產(chǎn)品。

6.除臭吸附性

竹纖維內(nèi)部特殊的超細(xì)微孔結(jié)構(gòu)使其具有強(qiáng)勁的吸附能力，能吸附空氣中甲醛、苯、甲苯、氨等有害物質(zhì)，并消除不良異味。

三、大豆蛋白纖維

大豆蛋白纖維屬于再生植物蛋白纖維類，是以榨過(guò)油的大豆豆粕為原料，利用生物工程技術(shù)，提取出豆粕中的球蛋白，通過(guò)添加功能性助劑，與腈基、羥基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定濃度的蛋白質(zhì)紡絲液，改變蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)，經(jīng)濕法紡絲而成。其生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境、空氣、人體、土壤、水質(zhì)等無(wú)污染。被專家譽(yù)為“21世紀(jì)健康舒適型纖維”。大豆蛋白纖維的主要性能如下。

1.物理力學(xué)性能

大豆蛋白纖維的單纖斷裂強(qiáng)度在3.0cN/dtex以上，比羊毛、棉、蠶絲的強(qiáng)度都高，僅次于滌綸等高強(qiáng)度纖維，而纖度已可達(dá)到0.9dtex。目前，利用1.27dtex的棉型纖維在棉紡設(shè)備上已紡出6tex的高品質(zhì)紗，可開發(fā)高檔的細(xì)特高密面料。大豆蛋白纖維的初始模量偏高，且易洗、快干。

2.保健功能性

大豆蛋白纖維與人體皮膚親和性好，且含有多種人體所必需的氨基酸，具有良好的保健作用。在大豆蛋白纖維紡絲工藝中加入定量的具有殺菌消炎作用的中草藥與蛋白質(zhì)側(cè)鏈以化學(xué)健相結(jié)合，藥效顯著且持久，避免了棉制品用后整理的方法開發(fā)的功能性產(chǎn)品藥效難以持續(xù)的缺點(diǎn)。

3.舒適性

以大豆蛋白纖維為原料的針織面料手感柔軟、滑爽，質(zhì)地輕薄，具有真絲與山羊絨混紡的感覺(jué)，其吸濕性與棉相當(dāng)，而導(dǎo)濕透氣性遠(yuǎn)優(yōu)于棉，保證了穿著的舒適與衛(wèi)生。由于它屬于天然織物，又含有豐富蛋白質(zhì)，因此其吸水性、透氣性較一般針織品優(yōu)越，與人體接觸不會(huì)發(fā)生不良反應(yīng)，更不會(huì)像一些化學(xué)纖維織物使穿著者有發(fā)癢等過(guò)敏反應(yīng)。

四、牛奶蛋白纖維

牛奶蛋白纖維是紡織領(lǐng)域內(nèi)一種新型的功能性纖維，是以牛乳作為基礎(chǔ)原料，經(jīng)過(guò)脫水、脫油、脫脂、分離、提純等工藝制成乳酪蛋白，采用高科技手段，通過(guò)先進(jìn)的紡絲工藝在紡絲時(shí)與纖維素纖維共混制成的。原料來(lái)源豐富，且由于生產(chǎn)過(guò)程中采用高科技工藝處理，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此牛奶蛋白纖維被譽(yù)為“21世紀(jì)的綠色纖維”。牛奶蛋白纖維的主要性能如下。

1.物理化學(xué)性能

牛奶蛋白纖維的干斷裂強(qiáng)度≥2.5cN/dtex；干斷裂強(qiáng)力變異系數(shù)≤14%；干斷裂伸長(zhǎng)率為16.0%～25.0%；干斷裂伸長(zhǎng)率變異系數(shù)≤12%；線密度偏差率±4.0%；線密度變異系數(shù)≤3.5%；染色均勻度（灰卡）≥3～4級(jí)；回潮率為4%～6%。

2.綠色環(huán)保性

牛奶纖維制品不使用甲醛偶氮類助劑或原料，纖維甲醛含量為零。

3.保健性能

牛奶蛋白纖維富含對(duì)人體有益的十八種氨基酸，能促進(jìn)人體細(xì)胞新陳代謝，防止皮膚衰老、瘙癢，營(yíng)養(yǎng)肌膚；具有天然保濕因子，因此能保持皮膚水分含量，使皮膚柔潤(rùn)光滑，減少皺紋。

4.抗菌性

牛奶蛋白纖維具有廣譜抑菌功能，持久性強(qiáng)，天然抑菌功能達(dá)99%以上，抗菌率達(dá)80%以上。

5.舒適性

牛奶蛋白纖維具有羊絨般的手感，其單絲較細(xì)，密度輕，斷裂伸長(zhǎng)率、卷曲彈性、卷曲回復(fù)率最接近羊絨和羊毛，纖維膨松細(xì)軟，觸感如羊絨般柔軟、舒適、滑糯；纖維白皙，具有絲般的天然光澤，外觀優(yōu)雅，抗日曬牢度、抗汗?jié)n牢度達(dá)3～4級(jí)。

6.吸濕導(dǎo)濕性

牛奶蛋白纖維斷面為不規(guī)則圓形，斷面中布滿空隙，縱向有許多溝槽，蛋白質(zhì)分子分布在纖維的表面，含有天然蛋白保濕因子和大量親水基團(tuán)，可迅速吸收人體汗液，通過(guò)溝槽快速導(dǎo)入空氣中散發(fā)，使人的肌膚始終保持干爽狀態(tài)，抗起毛、起球性達(dá)到3～4級(jí)。

7.吸熱放熱性

纖維立體多隙的微孔結(jié)構(gòu)和縱向表面的溝槽結(jié)構(gòu)決定了纖維有冬暖夏涼的特性。

8.其他特性

常溫常壓下染色，顏色鮮艷、柔和、有光澤，上染率高，耐洗色牢度（面料）原樣變色3～4級(jí)；白布沾色4～5級(jí)；耐汗色牢度（面料）原樣變色4級(jí)；白布沾色4～5級(jí)；染色后仍保持該產(chǎn)品原有性能，具有極好的服用安全性；比羊毛、羊絨防霉防蛀，強(qiáng)度高，耐穿耐洗，易儲(chǔ)藏；水洗后易干，洗滌后仍可保持產(chǎn)品永久性能等。

五、細(xì)特纖維與超細(xì)特纖維

細(xì)特纖維和超細(xì)特纖維尚無(wú)明確定義，各國(guó)觀點(diǎn)也不一致。在日本，單絲線密度0.33～1.1dtex的纖維稱為細(xì)特纖維，低于0.33dtex的則為超細(xì)特纖維；在歐洲，單絲線密度小于0.1dtex的稱為超細(xì)特纖維，0.1～1.0dtex的纖維稱為細(xì)特纖維。我國(guó)一般把0.9～1.4dtex的纖維稱為細(xì)特絲；0.55～1.1dtex為微細(xì)特絲；而0.55dtex以下的纖維為超細(xì)特絲。其優(yōu)點(diǎn)如下。

（1）大大降低了絲的剛度，做成的織物手感極為柔軟。

（2）纖維超細(xì)還可增加絲的層狀結(jié)構(gòu)，增大比表面積和毛細(xì)效應(yīng)，使纖維內(nèi)部反射光在表面分布更細(xì)膩，使之具有高雅光澤。

（3）有良好的吸濕散濕性。

（4）織物舒適、美觀、保暖、透氣，有較好的懸垂性和豐滿度，在疏水和防污性方面也有明顯提高。

六、阻燃纖維

阻燃纖維指纖維材料本身具有或者經(jīng)處理后具有明顯推遲火焰蔓延的性質(zhì)的纖維。阻燃要求是使纖維制品在火焰中能降低其可燃性，減緩蔓延的速度，不形成大面積燃燒，而離開火焰后，能很快自熄，不再燃燒或陰燃。紡織品的阻燃性能，主要通過(guò)兩種方法獲得，一種方法是直接生產(chǎn)阻燃纖維，其織物具有永久阻燃性；另一種方法是對(duì)紡織品進(jìn)行阻燃處理，該方法成本低，加工容易，但阻燃性能隨使用年限和洗滌次數(shù)的增加而降低或消失。

阻燃纖維主要生產(chǎn)方法有兩種：一類是纖維由阻燃單體與高聚物共聚或接枝而成；另一類是對(duì)一般大類纖維通過(guò)改性的方法制取阻燃纖維，是在聚合體中加入一定量的阻燃劑制成共混纖維或復(fù)合纖維。

七、抗菌防臭纖維

抗菌防臭纖維是在抗菌防臭后處理技術(shù)之上發(fā)展起來(lái)的。國(guó)際上自20世紀(jì)80年代開始出現(xiàn)通過(guò)化學(xué)纖維的高分子結(jié)構(gòu)改性和共混改性的方法制取持久性抗菌防臭纖維的方法，其中以共混方式為主。與抗菌防臭后處理技術(shù)相比較，抗菌防臭纖維抗菌防臭效果好，耐久，纖維不附著樹脂，所得織物手感好，工藝簡(jiǎn)單，無(wú)須后整理，成本低。抗菌防臭后整理雖然加工方便，但抗菌防臭效果不理想，經(jīng)數(shù)十次洗滌后，織物抗菌防臭效果下降，難以滿足消費(fèi)者的要求。化學(xué)纖維的迅速發(fā)展，為纖維改性提供了十分廣闊的天地，使人們開始將紡織品抗菌防臭處理的視角轉(zhuǎn)向纖維改性。這種方法技術(shù)含量高，難度大，涉及工程領(lǐng)域廣，尤其對(duì)抗菌防臭劑的要求較高，但因其明顯的優(yōu)點(diǎn)，深受客戶的青睞。

1.抗菌防臭纖維的制造方法

抗菌防臭纖維一般有三種制造方法。一是紡絲中對(duì)纖維改性，即通過(guò)對(duì)纖維的改性來(lái)達(dá)到提高防臭后整理效果；二是纖維中摻加消臭劑，即將消臭劑摻入紡絲液中，經(jīng)紡絲制取消臭纖維；三是復(fù)合消臭纖維，包括功能復(fù)合和結(jié)構(gòu)復(fù)合。功能復(fù)合指在纖維中摻加消臭劑的同時(shí)，還加入抗菌劑、吸濕劑、阻燃劑等功能物質(zhì)；結(jié)構(gòu)復(fù)合是指構(gòu)成纖維形態(tài)，有芯鞘、并列、鑲嵌、海島結(jié)構(gòu)等多種復(fù)合形式。

2.新型抗菌防臭纖維

（1）納米除臭纖維。納米催化殺菌劑包括納米二氧化鈦、納米二氧化硅、納米氧化鋅等。日本可樂(lè)麗公司開發(fā)的一種名為“shineup”的新型光學(xué)除臭纖維就是在纖維內(nèi)加入了納米二氧化鈦，通過(guò)化學(xué)附著反應(yīng)和光觸媒反應(yīng)達(dá)到雙重消臭效果。

（2）竹纖維。竹纖維是一種天然環(huán)保型綠色纖維，竹纖維中含有天然的抗菌物質(zhì)，科研人員用實(shí)驗(yàn)證實(shí)竹瀝具有廣泛的抗微生物功能。用竹纖維制成的紡織品24h抗菌率可達(dá)7l%，竹纖維中的葉綠素和葉綠素銅鈉具有較好的除臭作用。

（3）甲殼素纖維。甲殼素纖維具有天然的抑菌除臭功能，甲殼素纖維是從蝦、蟹、昆蟲等甲殼動(dòng)物的殼中提煉出來(lái)的，是一種可再生、可降解的資源，它對(duì)危害人體的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、白色念珠菌等的抑制率可達(dá)99%，能有效地保持人體肌膚干凈、干燥、無(wú)味和富有彈性。

（4）兒茶素處理的纖維。兒茶素又稱茶多酚。它是從天然綠茶、柿子等植物中提取的精華（多酚類化合物），可防止細(xì)菌、病毒繁殖，使其失去活性，從而具有優(yōu)越的抗菌作用。兒茶素作為一種天然提取物，對(duì)人體安全無(wú)毒，有優(yōu)良的抗菌除臭效能，并能夠起到延緩皮膚老化的作用，但其作為除臭劑處理纖維的工藝尚不成熟，有待進(jìn)一步研究。

（5）稀土元素處理的纖維。稀土元素是指元素周期表中第三類副族中的鈧、釩和鑭系元素的總稱，包括鈧Sc、釔Y及鑭系中的鑭La、鈰Cc、鐠Pr、釹Nd、鉅Pm、鈁Sm、銪Eu等共17個(gè)元素稀土離子的多元配合物，能使織物具有耐久的抑菌性能。

（6）芳香纖維。所謂芳香纖維是與嗅覺(jué)有關(guān)的纖維。從技術(shù)上看，它包括發(fā)出香味的纖維和去除異味的纖維兩類。隨著芳香纖維投放市場(chǎng)所顯示的巨大潛力，國(guó)內(nèi)外都加緊了對(duì)它的研究。李克兢、汪家琛等研制出一種基于微膠囊技術(shù)的抗菌芳香型內(nèi)衣；最近天津工業(yè)大學(xué)功能纖維研究所也研制出一種具有芳香氣味的復(fù)合型纖維，其香氣留存時(shí)間長(zhǎng)，纖維手感柔軟，物理性能較好，無(wú)毒，無(wú)皮膚刺激，可與各種合成纖維和天然纖維按適當(dāng)比例混紡，適用于各種紡織品及各種非織造布。

（7）負(fù)離子紡織品除臭。負(fù)離子功能紡織品由日本最先研發(fā)成功。它集釋放負(fù)離子功能、遠(yuǎn)紅外線輻射、抗菌、抑菌、除臭、去異味、抗電磁輻射等多種功能于一體。該產(chǎn)品的形成是依賴在纖維生產(chǎn)過(guò)程中或在織物染整加工過(guò)程中添加了一種純天然礦物添加劑（如電氣石），其主要成分為一種典型的極性晶體結(jié)構(gòu)的負(fù)離子素。

八、防紫外線纖維

據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)到2050年大氣平流層臭氧量將會(huì)減少20%左右，到那時(shí)紫外線將會(huì)給人類健康帶來(lái)更大的危害。因此，世界各國(guó)都加強(qiáng)了開發(fā)防紫外線產(chǎn)品的工作。

1.紡織品抗紫外線的原理

防紫外線紡織品的作用機(jī)理有吸收作用和反射作用。紫外線遮蔽劑有吸收劑和反射劑（或稱散射劑）兩類。紫外線反射劑主要是利用無(wú)機(jī)微粒的反射和散射作用，起到防紫外線透過(guò)的效應(yīng)；紫外線吸收劑主要利用有機(jī)物質(zhì)吸收紫外光，并進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，以熱能形式或無(wú)害低輻射將能量釋放或消耗。

2.防紫外線紡織品的加工方法

防紫外線紡織品的加工方法大致可分為以下兩大類：一類是后整理法，即用紫外線遮蔽劑通過(guò)浸漬或涂層的方法將防紫外線的功能附加到紡織品上；另一類是利用防紫外線纖維生產(chǎn)紡織品。防紫外線纖維的紡絲方法可以采用共聚法、共混法，一般采用共混法生產(chǎn)的居多，主要有滌綸短纖維、POY、FDY、DTY等品種。有的滌綸防紫外線的阻擋率可達(dá)94%～98%。