第二节 纺织纤维的结构与性能
纺织纤维的结构对织物的性能产生影响，从而对服装的服用性能及风格产生影响。
一、物理属性
（一）纤维长度
纤维的长度从几厘米至百米、千米不等。
1.天然纤维的长度
棉纤维：长绒棉长度为33～45mm，品质优良；细绒棉长度为23～33mm，品质中等。
麻纤维：苎麻单根纤维平均长度为20～250mm，是麻纤维中最长的纤维；亚麻单根纤维平均长度为10～26mm。
羊毛纤维：绵羊毛长度为25～300mm，山羊绒平均长度为35～45mm，马海毛平均长度为120～150mm。
蚕丝：一般长度为800～1000m。
蚕丝的长度远远大于其他天然纤维的长度，我们把具有蚕丝一样长度的纤维称为长丝纤维，把具有棉、麻、毛纤维一样长度的纤维称为短纤维（图2-2）。
2.化学纤维的长度
化学纤维根据其用途的不同，可以制成短纤维，也可以制成长丝纤维。如涤纶服装，若表现为丝绸服装的风格，则涤纶应制成长丝纤维；若表现为棉类服装的风格，则涤纶应制成短纤维。有些化学纤维，如氨纶，始终以长丝的形式被使用，而用于服装的腈纶，却几乎都制成短纤维。
图2-2 长丝纤维与短纤维
（二）纤维截面和纵向形状
用肉眼观察时，所有纤维的形状都非常相似。在显微镜下，可以看到纤维的不同结构。图2-3为纤维横截面和纵向结构模型，图2-4为各种纤维在显微镜下的横截面和纵向结构图。纤维极微小的横截面形状和表面结构决定了纤维的体积、质地、光泽和手感，这些因素将直接影响织物的最终用途。而纤维的纵向结构将影响纤维的弹性、变形恢复、耐磨牢度等特性。
二、化学成分和分子结构
纤维根据其化学成分可分为多种。把具有相似化学组成的纤维归于一类，纤维可以分为纤维素纤维（棉、麻、黏胶）、蛋白质纤维（毛、蚕丝、大豆）和合成纤维（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、氯纶、氨纶、维纶）三类。
同一类纤维具有相似的性能，而其中不同种纤维却具有不同的特性。另外，不同类纤维也可能具有相似的性质。
纤维的化学成分不同将导致不同的反应，影响纤维制品的加工、整理、运输、贮藏。纤维的分子排列可影响纤维的强度、耐磨牢度和弹性恢复能力。在化学纤维的制造中，通过改变纤维的分子排列，可以开发出多品种的化学纤维。
三、基本特性
所有纺织纤维都有一定的基本特性，这些特性对纤维的最终用途产生深远的影响。通过了解这些特性，就能判断纤维是否适合于某种有特殊用途的织物。例如，希望用于儿童内衣的柔软且吸湿性优良的织物，棉纤维就十分合适，而锦纶却不合适；当希望用于有高强度且耐穿的滑雪衫的织物时，锦纶是非常理想的选择，而棉纤维就不适合。
图2-3 纤维横截面和纵向结构模型
图2-4 各种纤维在显微镜下的横截面和纵向结构图
纤维的特性决定了其品质特性及其在特定条件下的适用性。一般采用标准测试和实验室检测来测量和比较纤维的特性。
纤维的特性可以概括为四大类，见表2-1。
表2-1 纤维特性大类
1.柔软性（Suppleness）
柔软性是指纤维能经受多次重复弯曲而不断裂的性能。柔软的纤维能制成悬垂性好的织物及服装，如蚕丝纤维去除丝胶后很柔软，制成的服装其悬垂性就很好，如图2-5所示。柔软性也会影响面料的手感。
有时服装也需要硬挺的织物来缝制，如西服的前胸部位，要求丰满、挺括，这时就需要采用硬挺的鬃毛类胸衬来衬托，如图2-6所示。
男西装裁剪辅料使用指导一览表，如图2-7所示。
图2-5 蚕丝面料短裙
图2-6 西服用胸衬
图2-7 男西装裁剪辅料使用指导图
2.手感（Hand）
手感是指触摸纤维、纱线或织物时的感觉。纤维的手感受其形态、表面特征和结构的影响。常用柔软、滑爽、干燥、真丝感、刚硬、粗硬或粗糙等术语来描述织物的手感。
3.光泽（Luster）
光泽是指纤维表面反射光线的能力。一般表面光滑、弯曲较少、断面形态平坦以及长度较长的纤维光泽较好。棉纤维光泽柔和偏暗，这是由于其腰圆形的截面结构造成的。但如果把棉纤维的截面变成圆形，它的光泽就会变得很亮。化学纤维根据其用途，通过改变其截面结构等方法而制成有光纤维、半消光纤维和消光（无光）纤维，如图2-8所示。
图2-8 有光锦纶和消光锦纶
4.起毛起球（Fuzzing and pilling）
服装在实际穿用及洗涤过程中，由于表面不断经受外力的作用，使纤维端露出织物表面，呈现许多毛茸，即为起毛。若这些毛茸互相纠缠在一起，形成许多球形小粒，即为起球。起毛起球严重影响织物的外观，如图2-9所示。
图2-9 起毛起球织物
疏水性纤维比亲水性纤维更易起毛起球，这是因为疏水性纤维更易产生静电，并且形成的小球不易从织物表面掉落。羊毛织物由于纤维表面有鳞片，也易起毛起球。一般针织物比机织物更容易起毛起球。
5.回弹性（Rebound elasticity）
回弹性是指服装材料在被折叠、加捻、扭曲后弹性恢复的能力。它与褶皱恢复能力紧密相关。具有较好回弹性的纤维制成的织物不易起皱，容易保持较好的外形。
较粗的纤维具有较好的回弹性；圆形截面纤维比扁平截面纤维回弹性好。
纤维的性质也影响其回弹性。聚酯纤维的吸湿能力很差、回弹性优良，而棉纤维的回弹性很差、吸湿能力很好。因此，这两种纤维经常混用在一起制成织物，用于男式衬衫、床单布等，以便互相取长补短。
6.比重（Density）
纤维比重是指单位体积的纤维物质所具有的重量。轻纤维使织物保暖而不笨重，可制成厚实、蓬松的织物。腈纶就是一例。它比羊毛轻得多，但具有与羊毛纤维相似的性质，广泛应用于织制轻而保暖的毛毯、围巾、棉衣等保暖用品。
7.静电性（Static electricity）
静电是两种不同的材料相互摩擦而产生的电荷。由于纺织纤维都是电的不良导体，摩擦产生的电荷容易积聚在织物表面。静电对服装的生产会造成影响，如铺料时布匹不易码放整齐，裁剪时布料容易粘贴裁刀，从而降低生产效率和裁片质量。静电同样影响服装的穿着效果。
亲水性纤维不易产生静电。这就是说，吸湿能力强的纤维如棉、麻、毛、丝等天然纤维具有抗静电性。但当周围的空气很干燥时，这些纤维也可能会产生静电。
疏水性纤维容易产生静电。吸湿能力差的纤维如涤纶、腈纶、锦纶等合成纤维容易积聚静电。玻璃纤维是疏水性纤维的特例，由于其特殊的化学成分，静止电荷不能在其表面产生。
8.热塑性（Thermoplastic）
许多合成纤维都具有热塑性，表现为当加热到一定温度以后，这些纤维会软化（此时的温度称为软化点），当温度继续升高时就会熔化成液态。许多消费者都经历过高温熨烫服装而引起织物严重受损的情况。
在低于软化点的某一个或某几个温度时，纤维的机械性质会发生明显的变化，而织物并没有受到破坏。合成纤维的这一性能就称为热塑性。百褶裙就是利用纤维热塑性的典型例子，如图2-10所示。
图2-10 百褶裙
9.耐磨牢度（Abrasion resistance）
耐磨牢度是指纤维抵抗穿着摩擦的能力，它有助于提高织物的耐用性。锦纶广泛应用于滑雪衫、足球衫等运动外套的原因就在于其优良的耐磨牢度。
10.强度（Strength）
强度表示纤维抵抗外力的能力。断裂强度是指单位细度纤维断裂时所承受的外力，单位为牛顿/特（N/tex）、厘牛/分特（cN/dtex）等。强度与耐磨性相似，它对衣料的耐用性具有显著的影响。
11.化学效应
在纺织品加工（如印染、后整理）和家庭/专业护理/清洗（如用肥皂、漂白剂、干洗溶剂等）的过程中，纤维一般都要接触化学品。化学品的种类、作用强度、作用时间等决定了对纤维的影响程度。
纤维对化学品的反应不同。棉纤维耐碱不耐酸，羊毛纤维则耐酸不耐碱。
12.环境因素
环境对纤维的影响各不相同。了解这一点可以更好地运输和贮存纤维及其制品。例如，蛋白质纤维在贮存时需防虫蛀；纤维素纤维需防霉；锦纶和蚕丝长期暴露在阳光下会泛黄，强度会下降。
13.吸湿性（Absorbability）
吸湿性是指纤维材料吸收、放出气态水的能力，主要取决于纤维的化学结构，而与物理结构关系较小。纤维的吸湿性直接影响其制品的服用和加工性能，因此在贸易计价、性能测试、服装加工和衣料选用时都要考虑纤维的吸湿性。例如，内衣是贴身服装，由于人体皮肤一直在排汗，要求选用吸湿性强的衣料来制作内衣。
表示纤维吸湿性的指标有：
含水率
回潮率
式中：G——纤维材料的湿重（g）；
G0——纤维材料的干重（g）。
含水率或回潮率数值越大，表明纤维的吸湿能力越强。
在我国的现行标准中，除棉、麻纤维采用含水率指标外，大多数纤维采用回潮率指标。由于纤维的回潮率随着周围环境气候条件的变化而变化，为了正确比较各种纤维的吸湿能力，采用标准回潮率指标。它规定在标准大气条件[温度为（20±3）℃、相对湿度为（65±3）%]下，将纤维放置一段时间，然后测其回潮率。标准回潮率数据可信度高，但不实用。商业上常采用公定回潮率。公定回潮率是指为了消除因回潮率不同而引起的重量差异，在贸易计价和计算成本时，对纤维材料的回潮率所做的统一规定。公定回潮率是为了工作方便而选定的，它接近实际的回潮率。表2-2为常见纤维的回潮率。
表2-2 常见纤维的回潮率
纤维的吸湿性影响多方面的应用，包括：
（1）皮肤的舒适性：吸湿性差的衣料不能完全吸收汗水，皮肤周围便形成高湿环境，使人体有闷热的感觉。
（2）静电性：吸湿性差的纤维易积聚电荷，灰尘也因为静电而被吸附到纤维上。
（3）水洗后的尺寸稳定性：水洗后，亲水性纤维易膨胀，导致织物收缩。
（4）去污性：很容易从亲水性纤维中去除污渍，因为纤维会把清洁剂和水同时吸入。
（5）拒水性：亲水性纤维通常要进行较多的拒水耐用后处理。
（6）褶皱恢复性：疏水性纤维通常具有较好的褶皱恢复性。
吸水性是指纤维材料吸收液态水的能力，即指液态水分润湿纤维表面，被纤维中的孔隙、空腔及纤维间形成的毛细管所吸收、保持。纤维的吸水性既与纤维的化学结构相关，也与纤维的物理结构、超分子结构有关。对于疏水性纤维，纤维的物理结构及构成纤维大分子的超分子结构对吸水性的贡献更显重要。通常，在纤维大分子的结晶区或高序区，水分子难于扩散或渗入，而在非晶区或低序区以及形态结构粗糙、微孔或孔隙较多的区域和纤维间的间隙处，水分子易于扩散并被保持，表现出较好的亲水性。
14.覆盖性（Cover）
覆盖性是指纤维填充某一范围的能力。粗纤维或卷曲纤维的覆盖效果较好。羊毛纤维是冬季服装广泛使用的纤维，原因之一是羊毛纤维的卷曲给织物提供了优良的覆盖性，并在织物中积聚大量的静止空气。
15.弹性（Elasticity）
弹性是指在拉力作用下纤维伸长，去除拉力后纤维又恢复到原长的性质。弹性可以提高服装的穿着舒适性，并且使服装设计朝着紧身又舒适的方向发展成为可能。
氨纶是典型的弹性纤维，其弹性可达到100%以上。某类锦纶也属于弹性纤维，女性的长筒丝袜大多就是用这种纤维制造而成的。
16.芯吸（Wicking）
芯吸作用是指纤维通过其内部的毛细管道传递水分的能力。某些纤维，如棉纤维，其本身具有吸湿能力，同时也具有很好的芯吸作用。有些纤维，如丙纶，其本身不能吸收水分，但把它制成很细的纤维后，就拥有良好的芯吸作用。因此丙纶的用途之一就是制成尿不湿，它既能积聚尿液，又能保持使用者的皮肤干燥。
17.可燃性（Flammability）
可燃性是指服装材料点燃或燃烧的能力。这是一项很重要的特性。据统计，全球每年有一半的火灾与纺织品有关。因此，很多国家对窗帘、地毯、老年及婴幼儿服装等产品作出阻燃规定。
纤维按照其燃烧的难易程度分为易燃的、可燃的、难燃的：
易燃纤维指容易被点燃并能持续燃烧的纤维，如棉、麻、黏胶、腈纶等；
可燃纤维指具有较高的燃点，燃烧速度较慢，离开火源后即自行熄灭的纤维，如丝、毛、锦纶、涤纶等；
难燃纤维指不能燃烧的纤维，如氯纶等。