第四章 纺织材料的性能与检测
第一节 纺织纤维的分类
纺织纤维是构成纺织品的基本单元,纤维的来源、形态与结构直接影响纤维本身的实用价值和商业价值以及纱线和织物等纤维集合体的性能。
以细而长为特征,直径为几微米或几十微米,长度比直径大得多(约103倍以上)的物质,称为纤维。用于纺织加工且具有一定的物理、化学、生物特性而能满足纺织加工和人类使用需要的纤维为纺织纤维。
纺织纤维的分类方法很多,可按来源和化学组成、纤维形态、纤维性能特征等进行。分类方法不同,纤维名称类别不同。
一、按纤维来源和化学组成分类
按纤维来源和化学组成,纺织纤维可分为天然纤维与化学纤维两大类,见图1-4-1。英美习惯分为天然纤维、人造纤维和合成纤维三大类。
图1-4-1 纺织纤维的分类
(一)天然纤维
凡是从人工种植的植物、人工饲养的动物或自然界中原有的纤维状物质中直接获取的纤维,称为天然纤维。按其生物属性,将天然纤维分为植物纤维、动物纤维和矿物纤维。
植物纤维是从植物中取得的纤维的总称,其主要化学组成为纤维素,又称为天然纤维素纤维。根据纤维在植物上的生长部位不同,分为种子纤维、茎纤维、叶纤维和果实纤维四种。
动物纤维是从动物身上的毛发或分泌物中取得的纤维,其主要组成物质为蛋白质,又称其为天然蛋白质纤维。
矿物纤维是从纤维状结构的矿物岩石中取得的纤维,主要组成物质是硅酸盐,是无机物,属天然无机纤维,如石棉。
(二)化学纤维
凡是以天然的、合成的高聚物以及无机物为原料,经人工的机械、物理和化学方法制成的纤维称为化学纤维。按原料、加工方法和组成成分不同,可分为再生(人造)纤维、合成纤维和无机纤维。
再生纤维是以天然高聚物为原料、以化学和机械方法制成的、化学组成与原高聚物基本相同的化学纤维。根据其原料成分,分为再生纤维素纤维和再生蛋白质纤维。
再生纤维素纤维是以木材、棉短绒、甘蔗渣等纤维素为原料制成的再生纤维。
再生蛋白质纤维是以酪素、大豆、花生、牛奶等天然蛋白质为原料制成的再生纤维,它们的物理化学性能与天然蛋白质纤维类似,主要有大豆纤维和牛奶纤维。
合成纤维是以石油、煤、天然气及一些农副产品等低分子化合物为原料,经人工合成高聚物再纺丝而制成的化学纤维。
无机纤维是以无机物为原料制成的化学纤维。
二、按照纤维形态分类
(一)按纤维纵向长短分类
按纤维长短可分为短纤维和长丝纤维。
短纤维是指长度为几十毫米到几百毫米的纤维,如天然纤维中的棉、麻、毛和化学纤维中的切断纤维。
长丝纤维是指长度很长(几百米到几千米)的纤维,不需要纺纱即可形成纱线,如天然纤维中的蚕丝、化学纤维中未切断的长丝纤维。
(二)按纤维横向形态分类
薄膜纤维是由高聚物薄膜经纵向拉伸、撕裂、原纤化或切割后拉伸而制成的化学纤维。
异形纤维是通过非圆形的喷丝孔加工的具有非圆形截面形状的化学纤维。
中空纤维是通过特殊喷丝孔加工的在纤维轴向中心具有连续管状空腔的化学纤维。
复合纤维是由两种及两种以上聚合物或具有不同性质的同一类聚合物经复合纺丝法制成的化学纤维。
超细纤维是指比常规纤维细度细得多(0.4dtex以下)的化学纤维。
三、按纤维性能特征分类
(一)普通纤维
普通纤维是应用历史悠久的天然纤维和常用的化学纤维的统称,在性能表现、用途范围上为大众所熟知,且价格便宜。
(二)差别化纤维
差别化纤维属于化学纤维,在性能和形态上区别于普通纤维,是通过物理或化学的改性处理,使其性能得以增强或改善的纤维,主要表现在对织物手感、服用性能、外观保持性、舒适性及化纤仿真等方面的改善。如阳离子可染涤纶,超细、异形、异收缩纤维,高吸湿、抗静电纤维,抗起球纤维等。
(三)功能性纤维
功能性纤维指在某一或某些性能上表现突出的纤维,主要指具有热、光、电的阻隔与传导功能以及过滤、渗透、离子交换、吸附、安全、卫生、舒适等特殊功能及特殊应用的纤维。需要说明的是,随着生产技术和商品需求的不断发展,差别化纤维和功能性纤维出现了复合与交叠的现象,界限渐渐模糊。
(四)高性能纤维(特种功能纤维)
高性能纤维是用特殊工艺加工的具有特殊或特别优异性能的纤维。如超高强度、超高模量以及耐高温、耐腐蚀、高阻燃。对位或间位的芳纶、碳纤维、聚四氟乙烯纤维、陶瓷纤维、碳化硅纤维、聚苯并咪唑纤维、高强聚乙烯纤维、金属(金、银、铜、镍、不锈钢等)纤维等均属此类。
(五)环保纤维(生态纤维)
环保纤维是一种新概念的纤维类属。笼统地讲,就是天然纤维、再生纤维和可降解纤维的统称。传统的天然纤维属于此类,但是更强调纺织加工中对化学处理要求的降低,如天然彩色棉花、彩色羊毛、彩色蚕丝制品无须染色;对再生纤维,则主要指以纺丝加工时对环境污染的降低以及对天然资源的有效利用为特征的纤维,如天丝纤维、莫代尔纤维、大豆纤维、甲壳素纤维等。