第二節　再生纖維

再生纖維俗稱人造纖維，是指以天然高分子化合物為原料，經化學處理和機械加工而再生制成的纖維。

一、再生纖維素纖維

再生纖維素纖維是從自然界中廣泛存在的纖維素物質（如棉短絨、木材、竹、蘆葦、麻稈芯、甘蔗渣等）中提取出纖維素后制成漿粕，再通過適當的化學處理和機械加工而制成。該類纖維原料來源廣泛，成本低廉，在紡織纖維中占有相當重要的地位。

1.黏膠纖維　黏膠纖維是最早研制和生產的化學纖維。它是從纖維素原料中提取純凈的纖維素，將纖維素漿粕溶解在堿溶液中形成堿纖維素，再與二硫化碳反應生成纖維素磺酸酯，得到黏稠的紡絲溶液，經濕法紡絲與酸反應還原為纖維素加工而成。

黏膠纖維的組成物質是纖維素，分子式為[C 6 H 10 O 5]n。分子式中[C 6 H 10 O 5]為葡萄糖?；?，n為聚合度，普通黏膠長絲和短纖維的聚合度為300～500。

黏膠纖維的取向度低于棉、麻等天然纖維素纖維，非晶區比例高于天然纖維素纖維，而且縫隙、空洞既大又多，甚至還有直徑為100nm左右的球形空泡，這也是黏膠纖維附著水能力比較強的主要原因。普通黏膠纖維的平均聚合度較低，內部晶粒較小。

黏膠纖維的截面為不規則鋸齒形，縱向平直有不連續條紋。普通黏膠纖維的橫截面具有皮芯層芯鞘結構。皮層較薄，組織結構細密，由取向性好的小晶粒組成。芯層結構的晶粒較大，且均處于取向性差的非結晶性基質內。

黏膠纖維的皮層和芯層在結晶度、取向度、晶粒大小及密度等方面具有差異。一般來說，皮層具有高強低伸的性能特征；芯層不僅吸濕穩定，且濕強損失小，強度與模量均高。黏膠纖維皮層在水中的膨潤度較低，吸濕性較差，對某些物質的可及性降低。

2.銅氨纖維　通過銅氨溶液制備的再生纖維素纖維，商品名為銅氨纖維。

銅氨纖維是很細的纖維，其單纖維線密度為0.44～1.44dtex。與黏膠纖維不同，銅氨纖維的橫截面為結構均勻的圓形，無皮芯結構。

銅氨纖維的平均聚合度比黏膠纖維高，可達450～550。因此，銅氨纖維的性能與風格比黏膠纖維優越，能加工風格良好的織物。

銅氨纖維的性能和黏膠纖維基本相近，但與黏膠纖維相比，又具有不同的特點。

（1）力學性質。銅氨纖維的強度比黏膠纖維稍高，干態強度2.6～3.0cN/dtex，濕態強度是干態強度的65%～70%。此外，銅氨纖維的耐磨性和耐疲勞性也比黏膠纖維好。

（2）光澤和手感。銅氨纖維單纖維很細，制成的織物手感柔軟，織物光澤柔和，有真絲感。

（3）吸濕性和染色性。銅氨纖維在標準狀態下的回潮率為12%～13.5%，吸濕性比棉纖維好，與黏膠纖維接近。但銅氨纖維的吸水量比黏膠纖維高20%左右。銅氨纖維對染料的親和力較大，上色較快，上染率高。

（4）化學性質。銅氨纖維能被熱稀酸和冷濃酸溶解，遇強酸會發生膨化并使纖維的強度降低，直至溶解。銅氨纖維一般不溶于有機溶劑，溶于銅氨溶液。

銅氨纖維一般制成長絲，用于制作輕薄面料和仿絲綢產品，如內衣、裙裝、睡衣等。銅氨纖維也是高檔服裝里料的重要品種之一。銅氨纖維與滌綸交織面料、銅氨纖維與黏膠纖維交織面料是高檔西服的常用里料。銅氨纖維制成的里料爽滑、懸垂性好。

3.萊賽爾（Lyocell）纖維　萊賽爾纖維是用N-甲基嗎啉氧化物-水（NMMO-H2O）體系溶解纖維素，經紡絲得到的一種新型再生纖維素纖維。NMMO-H2O有機溶劑無毒，99.9%以上的溶劑可回收利用，所以天絲被稱為“21世紀的綠色纖維”。目前，萊賽爾纖維最有名的注冊商標為“Tencel?”，我國俗稱天絲。

天絲纖維的截面呈圓形，結構均勻，無明顯的皮芯結構，纖維表面較光滑。此外，萊賽爾纖維的結晶度為45%～54%，晶區取向因子為0.90～0.94，均比黏膠纖維高。

4.莫代爾（Modal）纖維　莫代爾纖維是20世紀80年代蘭精公司以櫸木制成的木漿為原料，經紡絲制成的具有高濕模量的再生纖維素纖維。

莫代爾纖維具有超柔軟的觸感、優良的吸濕性和較高的濕態強度，是制作毛巾、浴巾、床單類紡織品的最佳材料。利用纖維初始模量較高、耐磨性好、色澤亮麗的特點，可開發挺闊、懸垂性好的織物和針織內衣面料。莫代爾纖維具有絕佳的柔軟舒適性和竹漿纖維的天然抗菌性、吸濕性、透氣性，是針織內衣面料的首選原料。

莫代爾纖維、竹漿纖維與黏膠纖維的截面形態一樣，均為鋸齒形皮芯結構。莫代爾纖維截面形態更接近梅花形。莫代爾纖維、竹漿纖維的縱面形態均呈現溝槽特征，與黏膠纖維一樣，如圖1-11所示。

5.竹漿纖維　竹漿纖維是以3～4年生的健壯挺拔的優質青竹為原料，經高溫蒸煮成竹漿，提取纖維素，再經制膠、紡絲等工序而制成的再生纖維素纖維，如圖1-11所示。紡絲方法與普通黏膠基本相同。竹漿纖維的細度和白度與普通黏膠纖維接近，又被稱為竹材黏膠纖維。

竹纖維可以純紡，也可以與棉、麻、絹、毛、萊賽爾纖維、莫代爾纖維、滌綸等其他原料混紡，織制成機織物、針織物和非織造布，用于衛生材料用品、內衣、襪子、服裝、裝飾等領域。

竹漿纖維縱向表面光滑、均一，呈多條較淺的溝槽，橫截面邊沿是不規則鋸齒形，內有很多大小不等的小孔洞。竹漿纖維的皮芯結構較為明顯，而鋸齒特征不及黏膠纖維。

竹漿纖維的結晶度與天然黏膠纖維相差不大，約為45%。

在20℃和相對濕度95%的大氣條件下，竹漿纖維的回潮率可達45%，黏膠纖維為30%。竹漿的吸濕速度特別快，回潮率從9%上升到45%僅需6h。而黏膠纖維的回潮率從9%上升到30%需要8h以上。

竹漿纖維的耐熱性好于黏膠纖維和棉纖維。

竹漿纖維對無機酸的穩定性比黏膠纖維小，溫度升高時，酸的破壞作用特別明顯。竹漿纖維在堿中的膨潤和溶解作用較強。在相同條件下，堿對竹漿纖維的滲透性比普通黏膠纖維大，因此耐堿性差。

竹漿纖維具有良好的抗靜電性能。

竹漿纖維具有天然抗菌性，能抵御外界病蟲害。竹纖織物對200～400nm的紫外線透過率幾乎為零，因而具有很好的紫外線屏蔽作用，保證人體不受紫外線傷害。

二、再生蛋白質纖維

再生蛋白質纖維是指用酪素、大豆、花生、牛奶、膠原等天然蛋白質為原料經紡絲形成的纖維。為了克服天然蛋白質本身性能上的弱點，通常與其他高聚物經接枝共聚或混紡成為復合纖維。

1.牛奶蛋白復合纖維　牛奶蛋白復合纖維又稱酪素纖維，是以牛奶為原料，經脫水、脫油、脫脂、分離、提純使之成為一種具有線型大分子結構的乳酪蛋白；再采用高科技手段與聚丙烯腈或聚乙烯醇等高聚物進行共混、交聯、接枝或醛化，制備成紡絲原液；最后通過濕法紡絲成纖、固化、牽伸、干燥、卷曲、卷繞而成。牛奶蛋白與聚丙烯腈共混、交聯、接枝得到的纖維稱作腈綸基牛奶蛋白纖維；牛奶蛋白與聚乙烯醇共混、交聯、接枝得到的纖維稱作維綸基牛奶蛋白纖維；牛奶蛋白與纖維素共混制得的纖維稱作黏膠基牛奶蛋白纖維。

牛奶蛋白纖維具有天然蛋白纖維的蠶絲光澤和親膚性、羊絨的手感和保暖性以及合成纖維的易護理性，因此，其產品大多應用于與皮膚直接接觸的服用材料。

腈綸基牛奶蛋白纖維的截面類似于腈綸的圓形或啞鈴形，縱面溝槽直而均勻且有微小的蛋白質顆粒附著物；維綸基牛奶蛋白纖維的截面類似于維綸的腰圓形，縱面溝槽由斷續的凹坑構成，如圖1-12所示。

牛奶蛋白纖維耐堿性較差，耐酸性稍好；具有較好的耐光性；適用的染色劑種類較多，上染率高且速度快，染色均勻，色牢度好。

牛奶蛋白纖維具有天然的抗菌功效，不會對皮膚造成過敏反應；對皮膚具有一定的親和性，制成的紡織品和服裝具有良好的舒適性。

牛奶蛋白纖維表面光滑柔軟，在紡紗過程中的抱合力差，容易黏附機件，為滿足成紗的需要，必須采取添加抗靜電劑等措施進行預處理，以提高其抗靜電能力。

牛奶蛋白纖維耐熱性差，在濕熱狀態下輕微泛黃，在120℃以上泛黃，150℃以上變褐色。因此洗滌溫度不能超過30℃，熨燙溫度不能超過120℃，最好是用低溫（80～20℃）熨燙。牛奶蛋白纖維的化學穩定性差，耐堿性與其他蛋白質纖維類似，不能使用漂白劑漂白。同時它的抗皺性差，具有淡黃色澤，不易生產白色產品。

2.大豆蛋白纖維　大豆蛋白纖維是我國自主研發并在國際上率先實現工業化生產的具有完全自主知識產權的纖維。

大豆蛋白纖維具有纖細、光滑、柔軟的特點和怡人的光澤、良好的懸垂性和吸濕透氣性，蛋白質對人體具有保健作用，在內衣、睡衣領域大有開發潛力。

大豆蛋白與聚丙烯腈共混、交聯、接枝得到的纖維稱作腈綸基大豆蛋白纖維；大豆蛋白與聚乙烯醇共混、交聯、接枝得到的纖維稱作維綸基大豆蛋白纖維；大豆蛋白與纖維素共混制得的纖維稱作黏膠基大豆蛋白纖維。

維綸基大豆蛋白纖維的橫截面近似圓形，有表皮層，表皮層薄而結構較為緊密，芯層結構松散不勻，含有多而大小不一的孔洞和縫隙。縱面有溝槽和凹凸坑，表面附有小顆粒。

腈綸基大豆蛋白纖維的橫截面近似豆瓣狀，結構較緊密、均勻，含有一定量的微小孔洞和縫隙。

黏膠基大豆蛋白纖維的橫截面呈扁平狀、啞鈴形或腰圓形，有皮芯結構，橫截面上有細小微孔；縱向表面不光滑，有不規則的溝槽和海島狀的凹凸。

纖維截面中布滿的大大小小的空隙和縱向凹凸坑、表面附有的小顆粒是大豆蛋白纖維與相應基體纖維形態的主要區別，如圖1-13所示。

大豆蛋白纖維在標準大氣條件下的平衡回潮率為：腈綸基5%～6%，維綸基6%～7%，黏膠基13%～14%。

大豆蛋白纖維的表面溝槽和纖維孔洞使纖維具有顯著的毛細管效應，其導濕性優于竹漿纖維、莫代爾纖維等吸濕性好的纖維。

3.蠶蛹蛋白復合纖維　蠶蛹蛋白復合纖維由兩種物質構成，具有兩種聚合物的特性。蠶蛹蛋白黏膠共混纖維有金黃色和淺黃色兩種，具有皮芯結構，外層是蛋白質，芯層是黏膠纖維素。

蛋白液與黏膠的混合紡絲液經酸浴凝固成形時，蛋白質主要分布于纖維的表面，形成了特定的皮芯結構。具體過程如下：蠶蛹蛋白纖維是以繅絲后的蠶蛹為原料，經過脫脂、堿液溶解、過濾、加入硫酸得到蛹酪素，蛹酪素經水洗、烘干后用于紡絲。紡絲時蛹酪素溶解液和黏膠溶解液在噴絲口同時噴出，并發生化學反應，形成蛹蛋白黏膠纖維，形態如圖1-14所示

4.花生纖維和玉米纖維

（1）花生蛋白纖維是從花生粕餅中分離出花生蛋白質，溶解于一定比例的堿溶液，獲得花生蛋白液。然后加入變性劑和引發劑、一定量的羥基高聚物，經過接枝、共混、共聚得到紡絲液，然后經紡絲、拉伸、定型等工藝而制成。花生蛋白纖維的理化性能與其他再生蛋白質纖維類似，手感舒適、透氣光滑、保健性能好，不足之處是纖維的斷裂強度相對較低，吸濕率很高，故纖維干、濕狀態下的強度相差較大?；ㄉ鞍桌w維具有蠶絲般的輕柔與光澤，具有棉纖維的透氣舒適，羊毛般的保暖、挺括；并具有染色性能好、吸濕適宜等優點。產品可與羊毛、絲、棉、麻及化學纖維混紡，具有吸濕、透氣、柔軟、光滑、保健等特點?；ㄉ鞍桌w維加工容易、原料豐富、成本低、無三廢污染，屬于環保型可再生的綠色紡織材料，具有廣闊的市場前景，目前還沒有進行大規模產業化生產。

（2）玉米蛋白纖維是用異丙醇從玉米殘渣中提取玉米蛋白質，利用堿液溶解，經過濾、脫泡、共聚，最后用濕法紡絲方法制成。玉米蛋白纖維的化學組成、染色性能與羊毛相似。玉米蛋白纖維呈金黃色，不霉、不蛀，具有羊絨般手感、柔軟、滑爽；又有蠶絲般的光澤，纖維細、輕，強伸度高，耐酸堿性能好，有優良的導濕性和放濕性。玉米蛋白纖維的飄柔性和懸垂性優于蠶絲，耐沸水收縮、耐干熱，可針織、機織成各種超薄或加厚的高檔服裝面料。玉米纖維柔軟細膩，具有絲質的光澤度和極佳的皮膚接觸性。博洋家紡利用玉米蛋白纖維做高檔被芯的填充物。

玉米蛋白纖維有廣泛的應用價值，可制成紗、織物、非織造布，也可以與棉、羊毛或黏膠纖維等可分解性纖維混紡。它滿足了人們對穿著舒適性、美觀性的追求，是環保型可再生的綠色纖維，具有廣闊的市場前景。

5.再生動物毛蛋白復合纖維　再生動物毛蛋白復合纖維是利用豬毛、羊毛下腳料等不可紡蛋白質纖維或廢棄蛋白質材料經紡絲得到的纖維。此纖維性能良好，原料來源廣泛，且充分利用了某些廢棄材料，也有利于環境保護。由于天然蛋白質纖維力學性能較差，往往與其他高聚物材料如聚丙烯腈等接枝或與黏膠纖維等混紡。用這種纖維制成的紡織品手感豐滿，性能優良，價格遠低于同類羊毛面料，具有較強的市場競爭力。

再生動物毛蛋白復合纖維性能非常優越，纖維中有多種人體所必需的氨基酸，具有獨特的護膚保健功能。無論蛋白質含量多少，各種氨基酸均勻分布在纖維表面，其氨基酸系列與人體相似，對人體皮膚有一定的相容性和保護作用。再生動物毛蛋白復合纖維制品吸濕透氣性好，穿著舒適，具有良好的懸垂性和蠶絲般的光澤以及獨特的風格，成為高檔時裝、內衣的時尚面料，具有良好的開發前景。

再生動物毛蛋白與丙烯腈復合纖維的形態結構SEM照片如圖1-15所示。纖維橫截面呈不規則鋸齒形，而且隨蛋白質含量的增加，纖維中的縫隙孔洞數量增加，體積變大，并存在一些球形氣泡；纖維的縱向表面較光滑，隨蛋白質含量增加，其表面光滑度下降，當蛋白質含量過高時，纖維表面就變得粗糙。

再生動物毛蛋白復合纖維具有較好的耐酸堿性，水解速度隨酸濃度的增加而增大，再生動物毛蛋白復合纖維受到酸損傷的程度比纖維素纖維小。隨堿液濃度的增加，纖維溶解性先增加后降低。再生動物毛蛋白纖維具有一定的耐還原能力，即還原劑對其絲素作用也很弱，沒有明顯損傷。

三、再生甲殼質纖維與殼聚糖纖維

甲殼質是指由蝦、蟹、昆蟲的外殼及從菌類、藻類細胞壁中提煉出來的天然高聚物。殼聚糖是甲殼質經濃堿處理脫去乙酰基后的化學產物。由甲殼素和殼聚糖溶液再生改制后形成的纖維分別被稱為甲殼質纖維和殼聚糖纖維。

甲殼質又稱甲殼素、殼質、幾丁質，是一種由α-乙?；?α-脫氧-β-D-葡萄糖通過糖苷鍵連接起來的帶正電的天然直鏈多糖，化學名稱是（1，4）-α-乙?；?α-脫氧-β-D-葡萄糖，簡稱為聚乙酰氨基葡萄糖。

殼聚糖是甲殼質大分子脫去乙酰基的產物，又稱脫乙酰甲殼質、可溶性甲殼質、甲殼胺，化學名稱為“聚氨基葡萄糖”。甲殼質、殼聚糖和纖維素結構十分相似，可視為纖維素大分子C2位上的羥基（—OH）被乙酰基（—NHCOCH2）或氨基（—NH2）取代后的產物。

甲殼質纖維和殼聚糖纖維是優異的生物工程材料，可用作醫務創可貼及手術縫合線。直徑為0.21mm的手術縫合線斷裂強力可達900cN，10天左右即可被降解并由人體排出。這兩種纖維還可制成各種抑菌防臭紡織品，具有一定的保健作用。甲殼質纖維與超級淀粉吸水劑結合制成的婦女衛生巾、嬰兒尿不濕等具有衛生和舒適的特點。甲殼質纖維還可為功能性保健內衣、褲襪、服裝及床上用品、醫用非織造物提供新材料。

四、海藻纖維

海藻纖維原料來自天然海藻中所提取的海藻多糖。海藻纖維含有對人體有益的氨基酸、維生素、礦物質等成分，可廣泛應用于衣物及家用紡織品、醫用非織造布、室內裝飾及生物吸收材料等領域，制成的織物具有抗菌潤顏、消炎止癢、美容等保健作用。

海藻纖維有兩類：純海藻纖維和纖維素海藻纖維。用于制備海藻纖維的海藻酸鈉是從海藻中提取后經消化、鈣析、脫鈣后得到的精制品。

純海藻纖維是將海藻酸鈉在室溫下溶于水，經高速攪拌制成5.0%左右的海藻酸鈉水溶液，經過濾、脫泡后得到紡絲溶液。紡絲溶液經計量泵、噴絲頭進入凝固浴，經過含有二價金屬陽離子（一般為CaCl2，Mg2+除外）的凝固浴進行凝固，經拉伸、水洗、烘干等過程得到純海藻纖維。

纖維素海藻纖維有黏膠法纖維素海藻纖維和溶劑法纖維素海藻纖維兩種。黏膠法纖維素海藻纖維是將海藻酸鈉溶解于稀堿中形成一定黏度的透明黏稠液，然后與黏膠紡絲液短時間充分混合后直接送往紡絲機，經紡絲、精練、烘干制得黏膠纖維素海藻纖維。紡織用海藻纖維通常用從海藻中提取出來的海藻酸鈉精制品與纖維素共混紡絲得到。溶劑法纖維素海藻纖維是將海藻粉末制成小于9μm的微細顆粒，將其加在纖維素的N-甲基嗎啉-N-氧化物溶液中，或在纖維素溶解前加入，形成由纖維素、海藻、N-甲基嗎啉-N-氧化物/水組成的紡絲液，通過干濕法紡絲加工得到。其強度與普通萊賽爾纖維相近，具有較好的可紡性。