一文看懂纤维素纤维

一、粘胶纤维

黏胶纤维是再生纤维素纤维的主要品种,是从不能直接纺织加工的纤维素原料(如棉短绒、木材、芦苇、甘蔗渣等)中提取纯净的纤维素,经过烧碱、二硫化碳处理后制备成黏稠的纺丝溶液,再经过湿法纺丝制造而成的纤维。

1黏胶纤维的形态结构

在显微镜下观察,黏胶纤维纵向呈平直的圆柱体,截面呈不规则的锯齿状,黏胶纤维的截面结构是不均一的,由外层(皮层)和内层(芯层)组成。皮层的结晶度及取向度高,结构紧密度高于芯层。芯层的结晶度和取向度均较低,结构比较疏松。

黏胶纤维在生产过程中,已经过洗涤、去杂和漂白,天然色素、灰分、油脂和蜡状物质等已被去除,是一种较为纯净的纤维,杂质含量比天然纤维素纤维要低得多。

2黏胶纤维的化学结构和超分子结构

黏胶纤维的化学组成与棉纤维相同,完全水解产物都是β-D-葡萄糖。但黏胶纤维的聚合度比棉低得多,棉的聚合度为几千,甚至上万,普通黏胶纤维只有300 400，高湿模量黏胶纤维,如“富强纤维”在500 600。黏胶纤维大分子所暴露的羟基和醛基比棉纤维多,吸湿性高,标准回潮率达到12%。

从超分子结构上看,黏胶纤维也是部分结晶的高聚物,但无定形区比棉高,结晶度较低,为30%-40%,晶粒尺寸粗大。黏胶纤维的取向度也较低,但可随生产中拉伸程度的增加而提高,在低倍拉伸条件下,取向度为054:高倍牵伸下,取向度可达088。在聚合度一定的情况下,取向度愈高,纤维强度愈高。

3黏胶纤维的性能

黏胶纤维与棉、麻等天然纤维素纤维相比,由于聚合度、聚集态结构(超分子结构)和形态结构不同,性能方面有很大的差异。

普通黏胶纤维的湿强度仅是干强度的一半左右,这是因为黏胶纤维的聚合度和取向度低,无定形区大,水分子进入无定形区后,使分子间力进一步减弱,造成分子链易滑移而断裂,所以在染整加工时应采用低张力或松式加工。

同其他纤维素纤维一样,黏胶纤维对酸和氧化剂比较敏感。但黏胶纤维结构松散,聚合度、结晶度和取向度低,有较多的空隙和内表面积,暴露的羟基比棉多,因此化学活泼性、对酸和氧化剂的敏感性都大于棉。黏胶纤维对碱的稳定性比棉、丝光棉差很多,在浓烧碱作用下会发生剧烈溶胀甚至溶解,使纤维失重,机械性能下降所以在染整中应尽量少用浓碱。

由于黏胶纤维比棉和丝光棉有更多的无定形区和更松散的超分子结构,所以吸湿性大,对染料、化学试剂的吸附量大于棉和丝光棉,其吸附能力依次为:黏胶纤维>丝光棉>棉。

黏胶纤维的染色性能和棉相似。虽然黏胶纤维对染料的吸附量大于棉,但黏胶纤维存在皮芯结构,皮层结构紧密,会妨碍染料的吸附和扩散,芯层结构疏松,对染料的吸附量高,所以低温、短时间染色,黏胶纤维得色比棉浅,且易产生染色不匀,高温、长时间染色,得色才比棉深。

二、高湿模量粘胶纤维

普通黏胶纤维在湿态剧烈溶胀,断裂强度显著降低,湿模量很小,在较小负荷下就有较大伸长,织物洗涤时受到揉搓力作用容易变形,干燥后产生剧烈收缩,尺寸很不稳定。而且耐碱性差,与棉的混纺织物不能进行丝光处理。湿加工必须采用松式，如在张力下进行,织物的伸长很大。

为了克服普通黏胶纤维的上述缺点,人们研制出了高湿模量黏胶纤维,这些纤维具有高强度、低延伸度、低膨化度和高的湿模量,被称为第二代黏胶纤维。

高湿模量黏胶纤维品种主要有富强纤维和 Modal纤维,它们的主要性能见表1

表1 服用纤维素纤维的性能比较

1富强纤维

富强纤维系采用高质量浆相原料,并尽量保持天然纤维中的原纤结构,在纺丝成型时经充分拉伸而制得,具有干,温强度高,伸长低和混模量高,对碱的稳定性好等特点。

富强纤维的聚合度一般为500~600,高于普通黏胶纤维,结品度和取向度是现有黏胶纤维品种中最高的,晶粒也最大,结晶度和取向度高,纤维的结构紧密,分子间的作用力大,纤维的干,湿强度,横向膨润度,弹性模量和光泽也高,但断裂伸长、纵向影润度,染色性能和钩接强度会降低,晶粒形状和大小对纤维的物理机械性能,特别是耐疲劳性能有重要影响,由于富强纤维的大晶粒结构,纤维腕性较高,耐疲劳性能较差,钩接强度也较低。

富强纤维的横截面与普通黏胶纤维不同,为较圆滑的圆形或接近于圆形的全芯层结构。富强纤维与棉纤维相似,有与纤维轴呈一定角度排列的原纤结构,普通黏胶纤维无此特殊结构,所以富强纤维有“原纤化现象”,易使纤维产生毛羽,使耐磨性和染色鲜艳度下降。

富强纤维干态下的断裂强度大大超过普通黏胶纤维,并优于棉纤维,湿断裂强度损失较小,低于30%,由于富强纤维有较高的干,湿态断裂强度和较高的湿模量较低的干,湿态伸长率,所以织物有较好的尺寸稳定性,比较耐折皱,水洗后变形较小,富强纤维的染色性能与普通黏胶纤维相似。

富强纤维对碱溶液的稳定性较高,在20℃,10%的NaOH溶液中溶解度为9%，而普通黏胶纤维高达50%,用浓度为5%的NaOH溶液处理,富强纤维几乎能保持原来的强度,而且变形很小。由于富强纤维对碱液的稳定性高,使得其与棉的混纺织物能进行丝光处理。

Modal纤维是奥地利 Lenzing公司生产的,在富强纤维基础上改进的新一代纤维素纤维,其基本结构类似于富强纤维,纤维的纺丝过程对环境的污染低于富强纤维和普通黏胶纤维, Modal纤维的千,湿强度,湿模量和缩水率均好于普通黏胶纤维，干,湿强度比普通黏胶纤维高25-30%,在湿润状态下,溶胀度低,具有棉纤维的柔软、真丝的光泽,麻纤维的滑爽等性能,吸湿透气性优于棉纤维。但 Modal纤维制品的抗皱性差,成品需要进行树脂防皱整理。

三、Lyoce11纤维

L vocal是以纤维素浆相直接溶于有机溶剂N-甲基吗啉-N氧化物(NMMO)纺制形成的新型再生纤维素纤维,其原料是成材迅速的山毛榉,桉树或针叶类树的木浆,有机溶剂NMMO的回收率达到99%以上,生产过程对环境无公害,国内进口的Acordis公司生产的Lyocell纤维的商品名为“ Tencel”,谐音译为“天丝”

Lyocell维的性能十分优良,既有棉纤的自然舒适性,黏胶纤维的悬垂飘逸性和色泽鲜艳性,合成纤维的高强度,又有真丝般柔软的手感和优雅的光泽。

Lyocell纤维有长丝和短纤维,短纤维分为普通型(未交联型)和交联型,前者如Lyocell,后者如 Lyocell A100。

普通型 Lyocell纤维具有明显的原纤化现象,利用普通型 Lyocell纤维易原纤化的性质,可将织物加工成桃皮绒风格,但要加工成光洁风格,必须通过多道染整工序才能满足要求。交联型 Lyocell纤维加工成光洁风格需要的染整工序要少得多,而且在服用过程中不易起毛起球。

Lyocell纤维的化学结构与棉、麻相同,聚合度一般为500 550,比普通黏胶纤维(250 300)高,分子量分布也比黏胶纤维集中。交联型 Lyocell纤维除了β-D-葡萄糖残基组成的大分子链以外,在大分子之间还有一定量的交联。

Lyocell纤维的横截面形状不同于普通黏胶纤维和棉,呈椭圆形或近似圆形,表面比较光滑,外观呈卷曲状。Lyocell纤维具有一定程度的皮芯结构。

Lyocell 纤维的干、湿强度大,初始模量高,在水中的收缩率小,尺寸稳定性好，吸湿膨润性大,有突出的原纤化特征。

(1)物理机械性能Lyocell纤维的干、湿强度明显高于棉和其他再生纤维素纤维,吸湿后强度有所降低,但仍可保持干强的80%,远高于其他再生纤维素纤维,因此在湿加工时能经受剧烈的机械处理和水处理而不会损伤面料的品质, Lyocell纤维在湿态下仍能保持很高的模量,可以保证纤维在潮湿或者湿态条件下接受加工时有良好的保形性。

Lyocell纤维在水中横截面约有14倍的膨润率,这使纤维与纤维之间的接触面积变大,表面摩擦阻力增加,纤维之间难以相对移动,造成织物遇水后结构紧密,僵硬,在湿加工时很容易产生折痕和擦伤等疵病,并由于织物与织物之间或织物与机械之间的摩擦而产生大量毛羽,高的横向膨润率会给织物的湿加工带来很大困难,这已成为 Lyocell纤维染整加工的一个难点。

(2)原纤化特征 原纤化是纤维沿轴向将更细的微细纤维逐层剥离出来,这是具有原纤构造的纤维所特有的一种结构特征。不同的纤维由于化学结构和聚集态结构不同,原纤化程度也不同,Lyocell纤维的原纤化程度比其他再生纤维素纤维严重得多。

普通型 Lyocell纤维在水中,径向膨润程度远远大于轴向,并有较高的湿刚性。此时,若纤维反复受到机械摩擦作用,纤维表面沿着纤维长度方向在纤维表面逐层分裂出更细小得微细纤维(直径1~4μm),其中一端固定在纤维本体上,另一端暴露在纤维表面,形成许多微小的茸毛,在极度原纤化情况下,这些原纤会相互缠结而起球。

Lyocell纤维的原纤化既有有利的一面,也有不利的一面,有利的一面是可以利用纤维的原纤化特性,使织物获得桃皮绒风格。不利的一面是当 Lyocell f维织物进行湿处理时,初级原纤化进行得很快,使织物产生毛茸茸的外观,而且不完全原纤化的织物会给后道染色、整理甚至服装洗涤带来很多麻烦,交联型 Lyocell纤维(如Tencel A100)能防止原纤化产生,通过染整加工也能防止原纤化产生,或者使产生的原纤去除,同时织物在服用中也不会原纤化。

(3)染色性能 Lyocell纤维的化学结构与棉、黏胶纤维等纤维一样,可用活性染料、直接染料、硫化染料、还原染料等染色,常以活性染料染色为主,但 L vocall纤维的形态结构、聚集态结构、物理机械性能、对化学药剂的敏感性、原纤化性能等与棉、麻、黏胶等其他纤维素纤维不完全相同,因此,染料对 Lyocell纤维的亲和力、上染率、上染速率、上染百分率、匀染性等,与其他纤维素纤维有一定的差异。一般来讲,在面料规格相同或相近的情况下, Lyocell 纱线或面料的上染量、固着率、染色深度明显高于黏胶,显著高于棉纤维,这已被很多染料和印染厂家的检测结果和生产实际所证实。

纤维可被分作天然纤维及人造纤维。　天然纤维是自然界存在的，可以直接取得纤维，根据其来源分成植物纤维、动物纤维和矿物纤维三类。纤维素（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖。不溶于水及一般有机溶剂。是植物细胞壁的主要成分。纤维素是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。

再生纤维素纤维是天然纤维素材质。

再生纤维素纤维是以天然纤维素（棉、麻、竹子、树、灌木）为原料，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构从而制造出来的纤维面料。

其结构组成与棉相似，不同的是它的吸湿性与透气性比棉纤维好，可以说它是所有化学纤维中吸湿性与透气性最好的一种，被誉为“会呼吸的面料”。

再生纤维素纤维产品是以天然植物纤维为原料，100%纯天然材质，自然生物降解、无添加、无重金属、无有害化学物，对皮肤亲和无刺激。是一种性能优良的环保型“绿色”纤维。纤维素分子上存在活泼的羟基，使得再生纤维素纤维生产中的各个环节可与许多其他分子接枝共聚，进行结合改性，为各种高新技术在再生纤维素纤维上的发展提供广阔空间。

由于耕地的减少和石油资源的日益枯竭，天然纤维、合成纤维的产量将会受到越来越多的制约；人们在重视纺织品消费过程中环保性能的同时，对再生纤维素纤维的价值进行了重新认识和发掘。如今再生纤维素纤维的应用已获得了一个空前的发展机遇。

常见的天然纤维素纤维有棉、麻、毛、丝。天然纤维是指自然界存在和生长的、具有纺织价值的纤维。天然纤维的种类很多，长期大量用于纺织的有棉、麻、毛、丝四种。棉和麻是植物纤维，毛和丝是动物纤维。石棉存在于地壳的岩层中，称矿物纤维，是重要的建筑材料，也可以供纺织应用。棉纤维的产量最多，用途很广，可供缝制衣服、床单、被褥等生活用品，也可用作帆布和传送带的材料，或制成胎絮供保温和作填充材料。麻纤维大部分用于制造包装用织物和绳索，一部分品质优良的麻纤维可供作衣着。羊毛和蚕丝的产量比棉和麻少得多，但却是极优良的纺织原料。用毛纤维制成呢绒，用丝纤维制成绸缎，缝制作衣着，华丽庄重，深受人们喜爱。在纺织纤维中，只有毛纤维具有压制成毡的性能。毛纤维也是纤制地毯的最好的原料。

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖，不溶于水及一般有机溶剂，是植物细胞壁的主要成分，在自然界中分布最广、含量最高，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源。一般木材中，纤维素占40%～50%，还有10%～30%的半纤维素和20%～30%的木质素。此外，麻、麦秆、稻草、甘蔗渣等，都是纤维素的丰富来源。纤维素是重要的造纸原料，此外，以纤维素为原料的产品广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。

纤维素的成分是多糖，如木材的主要成分就是纤维素；而纤维可以指任何自然或人工合成的高分子化合物，如天然纤维：棉花、羊毛、木材或草类中的纤维；化学纤维又分人造纤维或合成纤维；人造纤维如粘胶纤维，合成纤维如六大纶：涤纶、腈纶、锦纶、维尼纶、丙纶、氯纶等。还在具有某些特殊性能的合成纤维如芳纶纤维、碳纤维、耐辐射纤维、光导纤维和防火纤维。

纤维素的解释如下：

纤维素是一种多糖，存在于植物中，不会被人体吸收，但是它可以吸附大量水分，可以促进人体的胃肠蠕动，增加排便，促进大便的排泄，使人体的有害物质，包括致癌物质可以很快的排出体外，在人体停留的时间明显缩短。同时，还可以减少有毒物体对人体的刺激。

纤维素的拼音：xiān wéi sù。

纤维素的作用如下：

1、纤维素能够提高肌肉和脂肪细胞对胰岛素的敏感性，从而预防并辅助治疗糖尿病。

2、纤维素具有很强的吸水性，并能帮助肠道运动，及时通过排便排出身体内藏匿在粪便中的致病因子，从而预防便秘、痔疮及胃肠炎等多种疾病，甚至预防糖尿病、癌症、心脑血管疾病和老年性痴呆症等重大疾病。

3、纤维素能够与腐生菌、胆酸和厌氧菌等肠道致病因子作斗争，并帮助肠道运动、排出藏匿在粪便中的毒素，从而降低肠道癌症隐患。

4、纤维素可以通过促进排便、减少肠道对胆汁中胆固醇的重吸收等，降低血液中的胆固醇等脂类，从而保护我们的心脑血管。

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