第二节 化学纤维的常用基本概念

一、长丝

在化学纤维制造过程中，纺丝流体（熔体或溶液）经纺丝成形和后加工工序后，得到的连续不断的、长度以千米计的纤维称为长丝（Filament yarn）。长丝包括单丝、复丝和帘线丝。

（1）单丝：指一根连续单纤维。较粗的合成纤维单丝（直径0.08～2mm）称为鬃丝，用于制作绳索、毛刷、日用网袋、渔网或工业滤布等。

（2）复丝：由多根单纤维组成的丝条。绝大多数的服用织物均采用复丝织造，因为由多根单纤维组成的复丝比同样直径的单丝柔顺性好。化学纤维的复丝一般由8～100根单纤维组成。

（3）帘线丝：用于织造轮胎帘子布的丝条，俗称帘线丝。一般由一百多根至几百根单纤维组成。

二、短纤维

化学纤维经切断而成一定长度的纤维，称其为短纤维（Staple fiber）。根据切断长度的不同，短纤维可分为棉型、毛型和中长型纤维。

（1）棉型短纤维（Cotton-type fiber）：长度为25～38mm，纤维较细（线密度1.3～1.7dtex），类似棉纤维，主要用于与棉纤维混纺，例如，用棉型聚酯短纤维（涤纶）与棉混纺得到的织物称“涤/棉”织物。

（2）毛型短纤维（Wool-type fiber）：长度为70～150mm，纤维较粗（线密度3.3～7.7dtex），类似羊毛，主要用于与羊毛混纺，例如，用涤纶毛型短纤维与羊毛混纺得到的织物称“毛/涤”织物。

（3）中长纤维（Mid-length fiber）：长度为51～76mm，纤维的线密度为2.2～3.3dtex，介于棉型短纤维和毛型短纤维之间，主要用于织造中长纤维织物。

短纤维除可与天然纤维混纺外，还可与其他化学纤维的短纤维混纺，由此得到的混纺织物具有良好的综合性能。另外，短纤维也可进行纯纺。

三、丝束

丝束（Tow）是由大量单纤维汇集而成。用来切断成短纤维的丝束由几万根至几百万根纤维组成，以提高短纤维的生产能力；烟用丝束由6000根聚丙烯纤维组成，用于生产香烟过滤嘴。

四、异形纤维

在合成纤维成形过程中，采用异形喷丝孔纺制的、具有非圆形截面的纤维或中空纤维，称为异形截面纤维，简称异形纤维（Shaped fiber，Profiled fiber）。图1-1所示为几种制造异形纤维所用喷丝孔的形状（a）和相应的纤维横截面形状（b）。

图1-1 几种非圆形喷丝孔形状及相应纤维横截面形状

需要说明的是，采用圆形喷丝孔湿纺所得纤维（如粘胶纤维和腈纶等）的横截面也并非正圆形，可能呈锯齿形、腰子形或哑铃形。尽管如此，它们并不能称为异形纤维。

异形纤维具有特殊的光泽，并具有蓬松性、耐污性和抗起球性，纤维的回弹性与覆盖性也可得到改善。例如，三角形横截面的涤纶或锦纶与其他纤维的混纺织物有闪光效应；十字形横截面的锦纶回弹性强；五叶形横截面的聚酯长丝有类似真丝的光泽，抗起球性、手感和覆盖性良好；扁平、带状、哑铃形横截面的合成纤维具有麻、羚羊毛和兔毛等纤维的手感与光泽；中空纤维的保暖性和蓬松性优良，某些中空纤维还具有特殊用途，如制作反渗透膜，用于制造人工肾脏，并可用于海水淡化、污水处理、硬水软化、溶液浓缩等。

五、复合纤维

在纤维横截面上存在两种或两种以上高分子化合物，这种化学纤维称为复合纤维（Bicomponent fiber，Composite fiber），或称双组分纤维。

复合纤维的品种很多，有并列型、皮芯型、海岛型、裂离型和共混型等，纤维横截面形状如图1-2所示。

图1-2 复合纤维的几种主要形状

根据不同聚合物的性能及其在纤维横截面上分配的位置，可以得到许多不同性质和用途的复合纤维。例如，并列型复合纤维和偏皮芯型复合纤维［见图1-2（a）、（b）、（c）、（d）］，由于两种聚合物热塑性不同或在纤维横截面上呈不对称分布，在后处理过程中会产生收缩差，从而使纤维产生螺旋状卷曲，利用这一点可制成具有类似羊毛弹性和蓬松性的化学纤维。皮芯型纤维是兼有两种聚合物特性或突出一种聚合物特性的纤维，如将锦纶作为皮层，涤纶作为芯层，可制得染色性好、手感柔中有刚的纤维；利用高折射率的芯层和低折射率的皮层可制成光导纤维。若利用岛组分连续分散于海组分中形成海岛型复合纤维，再用溶剂溶去海组分，剩下连续的岛组分，就可得到非常细的极细纤维［图1-2（e）］。裂离型复合纤维在纺丝成形和后加工过程中均以较粗的长丝形态出现，而在织造加工中，特别是整理和磨毛过程中，由于两组分的相容性和界面黏结性差，每一根较粗的长丝分裂成许多根丝。复合形式不同，裂离后纤维的横截面形状和粗细也不同，如图1-2（f）所示为橘瓣型复合纤维，裂离后纤维横截面为三角形，图1-2（g）为裂片型复合纤维，裂离后成为扁丝。裂离型复合纤维生产技术在超细纤维的制造中已被广泛采用。图1-2（h）所示为共混型复合纤维横截面，它是由两种或多种聚合物充分混合后纺制而成的，聚合物共混纺丝是化学纤维改性的重要方法。

六、变形纱

变形纱（Textured filament，Textured yarn）包括所有经过变形加工的丝和纱，如弹力丝和膨体纱都属于变形纱。

（1）弹力丝（Stretch yarn）：即变形长丝，可分为高弹丝和低弹丝两种。弹力丝的伸缩性、蓬松性好，其织物在厚度、重量、不透明性、覆盖性和外观特征等方面接近毛织品、丝织品或棉织品。涤纶弹力丝多数用于衣着，锦纶弹力丝宜于制造袜子，丙纶弹力丝则多数用于家用织物及地毯。其变形方法主要有假捻法、空气喷射法、热气流喷射法、填塞箱法和赋形法等。

（2）膨体纱（Bulk yarn）：即利用聚合物的热可塑性，将两种收缩性能不同的合成纤维毛条按比例混合，经热处理后，高收缩性的毛条迫使低收缩性的毛条卷曲，从而使混合毛条具有伸缩性和蓬松性，类似毛线。目前以腈纶膨体纱产量最大，用于制作针织外衣、内衣、毛线和毛毯等。

七、超细纤维

由于单纤维的粗细对于织物的性能影响很大，所以化学纤维可按单纤维的粗细（线密度）分类，一般分为常规纤维、细旦纤维、超细纤维（Superfine fiber）和极细纤维。

涤纶常规纤维的线密度为1.4～7.0dtex；细旦纤维的线密度为0.55～1.4dtex，主要用于仿真丝类的轻薄型或中厚型织物；超细纤维的线密度为0.11～0.55dtex，可以用双组分复合裂离法生产，主要用于高密度防水透气织物和人造皮革、仿桃皮绒织物等；极细纤维的线密度在0.11dtex以下，可通过海岛纺丝法生产，主要用于人造皮革和医学滤材等特殊领域。

八、差别化纤维

差别化纤维（Differential fiber）系外来语，来源于日本，一般泛指通过化学改性或物理变形使常规化学纤维品种有所创新或被赋予某些特性的服用化学纤维。

在聚合及纺丝工序中改性的有：共聚、超有光、超高收缩、异染、易染、速染、抗静电、抗起毛起球、防霉、防菌、防污、防臭、吸湿、吸汗、防水、荧光变色等纤维；在纺丝、拉伸和变形工序中形成的有：共混、复合、中空、异形、异缩、异材、异色、细旦、超细、特粗、粗细节、三维卷曲、网络、混纤、混络、皮芯、并列、毛圈喷气变形以及各种竹节、疙瘩、结子、链条、辫子、夹色、混色、包覆、起毛起绒的花色丝、纱或纤维条等。

这些都属于差别化纤维的范畴，这类纤维主要用于服装及装饰织物，可提高经济效益，优化工序，节约能源，减少污染以及增加纺织新产品。

九、特种纤维

特种纤维（Special fiber）一般指具有特殊物理化学结构、性能和用途的化学纤维，如高性能纤维、功能纤维等，主要用于产业、生物医药及尖端技术等领域。

（1）高性能纤维（High performance fiber）：指具有高强度、高模量和耐高温、耐腐蚀、耐辐射、耐化学药品等性能的纤维。

（2）功能纤维（Function fiber）：泛指在一般纤维具有的力学性能基础上，具有某种特殊功能和用途的纤维，如具有反渗透、导光、导电、抗静电、保暖、阻燃等特性的纤维，生物医学上使用的人工可吸收缝合线、各种人工脏器纤维材料和其他辅助材料等。