天然纖維是自然界生長(zhǎng)和存在的可用于紡織或用作增強(qiáng)材料的一類(lèi)纖維。包括植物纖維、動(dòng)物纖維和礦物纖維等。
簡(jiǎn)介
天然纖維是自然界原有的或經(jīng)人工培植的植物上、人工飼養(yǎng)的動(dòng)物上直接取得的紡織纖維,是紡織工業(yè)的重要材料來(lái)源。盡管20世紀(jì)中葉以來(lái)合成纖維產(chǎn)量迅速增長(zhǎng),紡織原料的構(gòu)成發(fā)生了很大變化,但是天然纖維在紡織纖維年總產(chǎn)量中仍約占50%。
分類(lèi)
天然纖維的種類(lèi)很多﹐長(zhǎng)期大量用于紡織的有棉﹑麻﹑毛﹑絲四種。棉和麻是植物纖維,毛和絲是動(dòng)物纖維。石棉存在于地殼的巖層中,稱礦物纖維,是重要的建筑材料,也可以供紡織應(yīng)用。棉纖維的產(chǎn)量最多,用途很廣,可供縫制衣服、床單、被褥等生活用品,也可用作帆布和傳送帶的材料,或制成胎絮供保溫和作填充材料。麻纖維大部分用于制造包裝用織物和繩索,一部分品質(zhì)優(yōu)良的麻纖維可供作衣著。羊毛和蠶絲的產(chǎn)量比棉和麻少得多,但卻是極優(yōu)良的紡織原料。用毛纖維制成呢絨,用絲纖維制成綢緞,縫制作衣著,華麗莊重,深受人們喜愛(ài)。在紡織纖維中中,只有毛纖維具有壓制成氈的性能。毛纖維也是纖制地毯的最好的原料。
植物纖維
主要組成物質(zhì)是纖維素,又稱為天然纖維素纖維。是由植物上種籽、果實(shí)、莖、葉等處獲得的纖維。根據(jù)在植物上成長(zhǎng)的部位的不同,分為種子纖維、葉纖維和莖纖維。
1.種子纖維:棉、木棉等;
2.葉纖維:劍麻、蕉麻等;
3.莖纖維:苧麻、亞麻、大麻、黃麻等。
動(dòng)物纖維
主要組成物質(zhì)是蛋白質(zhì),又稱為天然蛋白質(zhì)纖維,分為毛和腺分泌物兩類(lèi)。
1.毛發(fā)類(lèi):綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、兔毛、牦牛毛等;
2.腺分泌物:桑蠶絲、柞蠶絲等。
礦物纖維
主要成分是無(wú)機(jī)物,又稱為天然無(wú)機(jī)纖維,為無(wú)機(jī)金屬硅酸鹽類(lèi),如石棉纖維。
化學(xué)纖維
用天然的或人工合成的高分子化合物為原料經(jīng)化學(xué)紡絲而制成的纖維??煞譃槿嗽炖w維、合成纖維、無(wú)機(jī)纖維。
人造纖維
用纖維素、蛋白質(zhì)等天然高分子物質(zhì)為原料,經(jīng)化學(xué)加工、紡絲、后處理而制得的紡織纖維。用失去紡織加工價(jià)值的纖維原料,經(jīng)人工溶解或熔融再抽絲而制成,其原始的化學(xué)結(jié)構(gòu)不變,纖維成分仍分別為纖維素和蛋白質(zhì),而形成的物理結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)變化的衍生物,組成成分為纖維素醋酸酯纖維。
1.再生纖維素纖維:粘膠纖維、富強(qiáng)纖維、銅氨纖維等;(其區(qū)別為用燒堿、二氧化硫不同的溶液溶解)
2.纖維素酯纖維:醋酯纖維;
3.再生蛋白質(zhì)纖維:大豆纖維、花生纖維等。
合成纖維
用人工合成的高分子化合物為原料經(jīng)紡絲加工制得的纖維。
1.普通合成纖維:滌綸、錦綸、晴綸、丙綸、維綸、氯綸等;
2.特種合成纖維:芳綸、氨綸、碳纖維等。
無(wú)機(jī)纖維
以礦物質(zhì)為原料制成的纖維,如:玻璃纖維、金屬纖維等。
區(qū)別
鑒別方法:
天然纖維
?、勹b別的方法有手感、目測(cè)法、燃燒法、顯微鏡法、溶解法、藥品著色法以及紅外光譜法等。在實(shí)際鑒別時(shí),常常需要用多種方法,綜合分析和研究以后得出結(jié)果。
②一般的鑒別步驟如下:
A.首先用燃燒法鑒別出天然纖維和化學(xué)纖維。
B.如果是天然纖維,則用顯微鏡觀察法鑒別各類(lèi)植物纖維和動(dòng)物纖維。如果是化學(xué)纖維,則結(jié)合纖維的熔點(diǎn)、比重、折射率、溶解性能等方面的差異逐一區(qū)別出來(lái)。
C.在鑒別混合纖維和混紡紗時(shí),一般可用顯微鏡觀察確認(rèn)其中含有幾種纖維,然后再用適當(dāng)方法逐一鑒別。
D.對(duì)于經(jīng)過(guò)染色或整理的纖維,一般先要進(jìn)行染色剝離或其它適當(dāng)?shù)念A(yù)處理,才可能保證鑒別結(jié)果可靠。
新型類(lèi)別
天然彩色棉
天然彩棉是一種自身具有天然色彩的棉花新品種,具有色澤自然、質(zhì)地柔軟、穿著舒適、不用染色加工、能減少污染環(huán)境的一種生態(tài)環(huán)保纖維。目前,彩棉基本色調(diào)只有棕色和綠色兩大類(lèi),由于彩棉深淺不一,可顯現(xiàn)出多種顏色。彩棉雖然有許多優(yōu)點(diǎn),但存在可紡性差,顏色種類(lèi)少,色澤不穩(wěn)定、易變色等缺點(diǎn)。彩棉形態(tài)結(jié)構(gòu)與白棉相似,纖維較細(xì)、生成的纖維素次生胞壁很薄,胞腔很大,色素主要分布在纖維次生胞壁中。彩棉中纖維素含量占85-90%,而白棉中纖維素含量在94%左右。其余物質(zhì)主要是蠟質(zhì),其含量是白棉的6-13倍,灰分含量是白棉的1.4-1.6倍,蛋白質(zhì)含量是白棉的1.75-2.1倍,含氮物質(zhì)也較多。彩棉中銅、鐵、鋅、鋁含量高于白棉,其它金屬含量低于白棉。彩棉中天然色素不穩(wěn)定,在染整加工中遇酸和堿、氧化劑易變色,加工中要注意變色問(wèn)題。
天然纖維
新疆中國(guó)彩棉(集團(tuán))股份有限公司自育品種和美國(guó)BC公司彩棉品質(zhì)指標(biāo)基本接近。目前國(guó)內(nèi)培育的彩棉纖維長(zhǎng)度接近于普通白色陸地棉品種,同時(shí)培育了長(zhǎng)度達(dá)32mm、強(qiáng)度為27CN/tex以上的中長(zhǎng)絨彩棉新品,并逐漸解決彩棉的質(zhì)量和產(chǎn)量低的難點(diǎn)。
日前開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品有純彩棉、彩棉/白棉、彩棉/天絲、彩棉/Modal等混紡或交織、色織的針織和機(jī)織紡織品。
天然彩色繭絲
蠶(繭)絲是天然纖維中珍貴品種,素稱纖維皇后,而天然彩色繭絲更為珍貴。天然彩色繭絲色彩自然、色調(diào)柔和、色澤豐富而艷麗,有些顏色采用染色加工難以達(dá)到的色澤。桑蠶彩色繭絲主要有黃紅繭系和綠繭系兩大類(lèi),黃紅繭系包括淡黃、金黃、肉色、紅色、蒿色、銹色等;綠繭系包括竹綠和綠色兩種。黃紅繭系的顏色來(lái)自桑葉中的類(lèi)胡蘿卜素(-胡蘿卜素、新生胡蘿卜素)和葉黃素色素(葉黃素、蒲公英黃素、紫黃素、次黃嘌呤黃素);綠繭絲的色素主要為黃酮色素。
天然彩色繭絲的特性:1、柞蠶、天蠶、野桑蠶、蓖麻蠶、琥珀蠶等所吐的絲大部分內(nèi)部有很多空隙,最多達(dá)10%,是一種多孔蛋白質(zhì)纖維,輕盈漂逸、吸濕性優(yōu)良、透氣性好、穿著舒適,2、天然彩色繭絲具有很好的紫外線吸收能力,對(duì)UV-B透過(guò)率小于0.5%,UV-A和UV-C透過(guò)率不足2%。繭絲外層絲膠有很好的抗菌作用,用野蠶絲無(wú)紡布接種黃色葡萄球菌、綠濃桿菌、大腸桿菌、枯草桿菌等,使接種的細(xì)菌數(shù)減少99.9%。4、抗氧化功能好:生物在生命活動(dòng)中,在不良環(huán)境中會(huì)不斷產(chǎn)生多種活性氧自由基,這些自由基氧化能力強(qiáng),能破壞生物機(jī)體。彩色繭絲分解這些自由基的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于白繭絲,其中綠色繭絲能分解90%左右活性自由基,黃色繭絲分解50%左右自由基。將彩色繭絲制成內(nèi)衣,或者做化妝品有很好護(hù)膚養(yǎng)顏?zhàn)饔?,免除這些活性基對(duì)人體的危害。
在天然彩色繭絲的開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面,日本、中國(guó)、泰國(guó)、柬埔寨、越南、印度等進(jìn)行了很多研究工作。中國(guó)地域廣大,大部分地區(qū)都適宜開(kāi)發(fā)彩色桑蠶繭和野蠶繭資源。彩色資源開(kāi)發(fā)應(yīng)用,關(guān)鍵技術(shù)是品種選育和制絲技術(shù)。彩色蠶繭線色澤較穩(wěn)定,在染整加工中變色較小,有一定的耐光牢度,是開(kāi)發(fā)高檔紡織品的極優(yōu)材料。
原竹纖維
目前生產(chǎn)的竹纖維有兩種:一種為天然竹纖維(也稱原竹纖維),另一種為竹漿粘膠纖維(屬再生纖維素纖維)。天然竹纖維大多以纖維束存在,在物理-機(jī)械及化學(xué)加工過(guò)程中不破壞竹材的纖維素結(jié)構(gòu),只去除纖維素束內(nèi)外的雜質(zhì)(木質(zhì)素、多戊糖、竹粉和果膠等),保留天然竹纖維素形態(tài)、分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。原竹纖維的優(yōu)點(diǎn)很多:有較高的強(qiáng)度,吸濕排汗性好,具有很好的抗菌性能和抗紫外線功能,制成服裝具有涼爽舒適性。但原竹纖維在纖維提取過(guò)程中保留著纖維束狀態(tài),長(zhǎng)度差異大,短者約2cm左右,最長(zhǎng)的與竹節(jié)相近(約30cm左右),纖維纖度較粗,離散度大,手感稍有粗硬。目前,產(chǎn)量較低,還未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),價(jià)格偏高。由于原竹纖維性狀和結(jié)構(gòu)與苧麻相近,容易魚(yú)目混珠。
纖維素
研發(fā)歷史
自然界存在的天然纖維主要有,棉花,麻類(lèi),蠶絲和動(dòng)物毛。其中棉花和麻類(lèi)的分子成份主要是纖維素,而蠶絲和毛類(lèi)的分子成份主要是蛋白質(zhì)(呈聚酰胺高分子形式存在)。
人類(lèi)使用天然纖維的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古時(shí)代,據(jù)中國(guó)科學(xué)技術(shù)史記載,我國(guó)于4000-5000年前已出現(xiàn)蠶絲及麻類(lèi)織物,3000年前出現(xiàn)毛布,2000年前出現(xiàn)棉類(lèi)織物。
天然界除棉花、麻類(lèi)外,樹(shù)木、草類(lèi)也大量生長(zhǎng)著纖維素高分子,然而樹(shù)木、草類(lèi)生長(zhǎng)的纖維素,不是呈長(zhǎng)纖維狀態(tài)存在,不能直接當(dāng)作纖維來(lái)應(yīng)用。將這些天然纖維素高分子經(jīng)過(guò)化學(xué)處理,不改變它的化學(xué)結(jié)構(gòu),僅僅改變天然纖維素的物理結(jié)構(gòu),從而制造出來(lái)可以作為纖維應(yīng)用的而且性能更好的纖維素纖維,這個(gè)技術(shù)稱為人造纖維技術(shù)。人造纖維是化學(xué)纖維的一種,合成纖維是化學(xué)纖維的另一種。目前的人造纖維僅有“粘膠絲”(稱人造棉)一個(gè)種類(lèi),它的化學(xué)成份是纖維素高分子。
以造紙漿粕的纖維素高分子為原料的“人造纖維”最早出現(xiàn)于19世紀(jì)未葉,1890年出現(xiàn)了將纖維素分子硝化改性后溶于乙醇或乙醚做成溶液,而后經(jīng)噴絲板擠出成絲,在凝固浴中凝固成型的濕法紡絲“人造纖維”技術(shù)。1905年進(jìn)一步改進(jìn)成將纖維素分子直接溶于堿性二硫化碳溶液,然后再濕法紡絲的技術(shù),這種纖維稱為粘膠絲。之后又出現(xiàn)銅氨溶液技術(shù)。以二硫化碳為溶劑的紡絲技術(shù)和銅氨溶液技術(shù)一直應(yīng)用到上世紀(jì)60~70年代,后因所用溶劑的環(huán)境污染問(wèn)題,而漸漸被淘汰。上世紀(jì)80年代初,歐洲出現(xiàn)了可溶解纖維素高分子的“N-甲基嗎啉氮氧化合物”的新溶劑,這種溶劑無(wú)毒而且可以回收,因此出現(xiàn)了對(duì)環(huán)境無(wú)污染的“綠色粘膠絲”新工藝(Lyocell)的研發(fā),并于90年代初工業(yè)化。我國(guó)的綠色粘膠絲技術(shù)(Lyocell),從2000年起開(kāi)始逐步產(chǎn)業(yè)化。
產(chǎn)品應(yīng)用
天然纖維主要用作衣物及各種紡織品。粘膠絲主要用于代替部分棉花,做各種織物及服裝等。粘膠絲纖維還可用做碳纖維的原料,來(lái)燒制高強(qiáng)度高模量碳纖維,還可以在成纖過(guò)程中將纖維素溶液紡制成“中空”的管狀纖維,用做污水處理,飲用水凈化技術(shù)(制作飲用“礦泉水”)中的膜分離材料。
天然纖維及人造纖維產(chǎn)業(yè)主要在紡織領(lǐng)域,研發(fā)各種適于市場(chǎng)需求的物美價(jià)廉紡織產(chǎn)品及服裝制品等,是紡織行業(yè)的主要目標(biāo)之一。而天然纖維作為高分子來(lái)講,研究它的化學(xué)改性及高分子資源的綜合利用,是天然纖維資源另一方面的研究課題。 轉(zhuǎn)載本網(wǎng)專(zhuān)稿請(qǐng)注明:"本文轉(zhuǎn)自錦橋紡織網(wǎng)"
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