第四節　新型化學纖維

新型化學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，通過采用有機溶劑（NMMO）紡絲工藝，在物理作用下完成，整個制造過程無毒、無污染，故天絲被譽為21世紀的綠色纖維。“天絲”是英文單詞“Tencel”的中文音譯名。Tencel由英國Courtualds公司生產并注冊專利。天絲有兩種型號：一種為標準型（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和濕強。纖維的濕態斷裂強度約為干態斷裂強度的85%，干、濕態斷裂強度都很高，超過其他纖維素纖維，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。通過對原纖化的控制，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，適合開發具有光學可變性的新潮產品。

二、竹纖維

竹纖維分為天然竹纖維和化學竹纖維兩類。天然竹纖維主要是竹原纖維，即采用物理、化學相結合的方法制取的天然竹纖維。化學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，其制作加工過程與黏膠纖維基本相似；竹炭纖維是選用納米級竹香炭微粉，經過特殊工藝加入黏膠紡絲液中，再經近似常規紡絲工藝紡制出的纖維產品。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，毛細管效應極強，可在快速吸收和蒸發水分，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℃，相對濕度為100%的條件下，竹纖維的回潮率超過45%，透氣性比棉纖維強3.5倍，被美譽為“會呼吸的纖維”，還稱其為“纖維皇后”。

2.抗菌抑菌性

竹纖維產品具有天然的抗菌、抑菌、殺菌效果，因為竹子里有一種獨特物質，該物質被命名為“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菌不但不能長時間生存，而且短時間內還能消失或減少，24h內細菌死亡率達75%以上。所以竹纖維毛巾即使在溫暖潮濕的環境中也不發霉、不變味、不發粘。

3.抗紫外線性能

竹纖維和棉的紫外線穿透率實驗表明對于波長為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。而這一波長的紫外線對人體的傷害最大，這是其他紡織品不可比擬的。而竹纖維面料對紫外線的反射率比麻織物、棉織物對紫外線的反射率低，竹纖維對紫外線有更強的吸收作用。

4.綠色環保性

資源的廣泛性和可利用性，主要表現在竹子生長期短，2～3年即可成材，而且一次種植長期經營。它能夠快速生長和更新，能夠代替棉花、木材等資源，可持續利用。竹纖維制成的產品可在土壤中自然降解，分解后對環境無任何污染，是一種天然的、綠色的、環保型的紡織原料。

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。現代醫學認為“竹元素”中的抗氧化化合物能有效地清除體內的自由基和酯類過氧化合物，并能阻斷強致癌物質N-亞硝酸氨化合物，不僅能顯著提高機體免疫能力，而且具有滋潤皮膚、抗疲勞、抗衰老的生物功效。由于竹纖維產品天然的抗菌功能，因而制成的產品不需添加任何人工合成的抗菌劑，不會引起皮膚的過敏反應，是真正的綠色健康產品。

6.除臭吸附性

竹纖維內部特殊的超細微孔結構使其具有強勁的吸附能力，能吸附空氣中甲醛、苯、甲苯、氨等有害物質，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，是以榨過油的大豆豆粕為原料，利用生物工程技術，提取出豆粕中的球蛋白，通過添加功能性助劑，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紡絲液，改變蛋白質空間結構，經濕法紡絲而成。其生產過程對環境、空氣、人體、土壤、水質等無污染。被專家譽為“21世紀健康舒適型纖維”。大豆蛋白纖維的主要性能如下。

1.物理力學性能

大豆蛋白纖維的單纖斷裂強度在3.0cN/dtex以上，比羊毛、棉、蠶絲的強度都高，僅次于滌綸等高強度纖維，而纖度已可達到0.9dtex。目前，利用1.27dtex的棉型纖維在棉紡設備上已紡出6tex的高品質紗，可開發高檔的細特高密面料。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側鏈以化學健相結合，藥效顯著且持久，避免了棉制品用后整理的方法開發的功能性產品藥效難以持續的缺點。

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，質地輕薄，具有真絲與山羊絨混紡的感覺，其吸濕性與棉相當，而導濕透氣性遠優于棉，保證了穿著的舒適與衛生。由于它屬于天然織物，又含有豐富蛋白質，因此其吸水性、透氣性較一般針織品優越，與人體接觸不會發生不良反應，更不會像一些化學纖維織物使穿著者有發癢等過敏反應。

四、牛奶蛋白纖維

牛奶蛋白纖維是紡織領域內一種新型的功能性纖維，是以牛乳作為基礎原料，經過脫水、脫油、脫脂、分離、提純等工藝制成乳酪蛋白，采用高科技手段，通過先進的紡絲工藝在紡絲時與纖維素纖維共混制成的。原料來源豐富，且由于生產過程中采用高科技工藝處理，不會對環境造成污染，因此牛奶蛋白纖維被譽為“21世紀的綠色纖維”。牛奶蛋白纖維的主要性能如下。

1.物理化學性能

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

2.綠色環保性

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人體有益的十八種氨基酸，能促進人體細胞新陳代謝，防止皮膚衰老、瘙癢，營養肌膚；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，天然抑菌功能達99%以上，抗菌率達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，密度輕，斷裂伸長率、卷曲彈性、卷曲回復率最接近羊絨和羊毛，纖維膨松細軟，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，外觀優雅，抗日曬牢度、抗汗漬牢度達3～4級。

6.吸濕導濕性

牛奶蛋白纖維斷面為不規則圓形，斷面中布滿空隙，縱向有許多溝槽，蛋白質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，可迅速吸收人體汗液，通過溝槽快速導入空氣中散發，使人的肌膚始終保持干爽狀態，抗起毛、起球性達到3～4級。

7.吸熱放熱性

纖維立體多隙的微孔結構和縱向表面的溝槽結構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；白布沾色4～5級；耐汗色牢度（面料）原樣變色4級；白布沾色4～5級；染色后仍保持該產品原有性能，具有極好的服用安全性；比羊毛、羊絨防霉防蛀，強度高，耐穿耐洗，易儲藏；水洗后易干，洗滌后仍可保持產品永久性能等。

五、細特纖維與超細特纖維

細特纖維和超細特纖維尚無明確定義，各國觀點也不一致。在日本，單絲線密度0.33～1.1dtex的纖維稱為細特纖維，低于0.33dtex的則為超細特纖維；在歐洲，單絲線密度小于0.1dtex的稱為超細特纖維，0.1～1.0dtex的纖維稱為細特纖維。我國一般把0.9～1.4dtex的纖維稱為細特絲；0.55～1.1dtex為微細特絲；而0.55dtex以下的纖維為超細特絲。其優點如下。

（1）大大降低了絲的剛度，做成的織物手感極為柔軟。

（2）纖維超細還可增加絲的層狀結構，增大比表面積和毛細效應，使纖維內部反射光在表面分布更細膩，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處理后具有明顯推遲火焰蔓延的性質的纖維。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，主要通過兩種方法獲得，一種方法是直接生產阻燃纖維，其織物具有永久阻燃性；另一種方法是對紡織品進行阻燃處理，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的增加而降低或消失。

阻燃纖維主要生產方法有兩種：一類是纖維由阻燃單體與高聚物共聚或接枝而成；另一類是對一般大類纖維通過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之上發展起來的。國際上自20世紀80年代開始出現通過化學纖維的高分子結構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，工藝簡單，無須后整理，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，經數十次洗滌后，織物抗菌防臭效果下降，難以滿足消費者的要求。化學纖維的迅速發展，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向纖維改性。這種方法技術含量高，難度大，涉及工程領域廣，尤其對抗菌防臭劑的要求較高，但因其明顯的優點，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。一是紡絲中對纖維改性，即通過對纖維的改性來達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，經紡絲制取消臭纖維；三是復合消臭纖維，包括功能復合和結構復合。功能復合指在纖維中摻加消臭劑的同時，還加入抗菌劑、吸濕劑、阻燃劑等功能物質；結構復合是指構成纖維形態，有芯鞘、并列、鑲嵌、海島結構等多種復合形式。

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。日本可樂麗公司開發的一種名為“shineup”的新型光學除臭纖維就是在纖維內加入了納米二氧化鈦，通過化學附著反應和光觸媒反應達到雙重消臭效果。

（2）竹纖維。竹纖維是一種天然環保型綠色纖維，竹纖維中含有天然的抗菌物質，科研人員用實驗證實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、昆蟲等甲殼動物的殼中提煉出來的，是一種可再生、可降解的資源，它對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99%，能有效地保持人體肌膚干凈、干燥、無味和富有彈性。

（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），可防止細菌、病毒繁殖，使其失去活性，從而具有優越的抗菌作用。兒茶素作為一種天然提取物，對人體安全無毒，有優良的抗菌除臭效能，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有關的纖維。從技術上看，它包括發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所顯示的巨大潛力，國內外都加緊了對它的研究。李克兢、汪家琛等研制出一種基于微膠囊技術的抗菌芳香型內衣；最近天津工業大學功能纖維研究所也研制出一種具有芳香氣味的復合型纖維，其香氣留存時間長，纖維手感柔軟，物理性能較好，無毒，無皮膚刺激，可與各種合成纖維和天然纖維按適當比例混紡，適用于各種紡織品及各種非織造布。

（7）負離子紡織品除臭。負離子功能紡織品由日本最先研發成功。它集釋放負離子功能、遠紅外線輻射、抗菌、抑菌、除臭、去異味、抗電磁輻射等多種功能于一體。該產品的形成是依賴在纖維生產過程中或在織物染整加工過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構的負離子素。

八、防紫外線纖維

據科學家預測到2050年大氣平流層臭氧量將會減少20%左右，到那時紫外線將會給人類健康帶來更大的危害。因此，世界各國都加強了開發防紫外線產品的工作。

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機微粒的反射和散射作用，起到防紫外線透過的效應；紫外線吸收劑主要利用有機物質吸收紫外光，并進行能量轉換，以熱能形式或無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94%～98%。