第三节 常用化学纤维及其性能
化学纤维可根据原料来源的不同，分为人造纤维和合成纤维。
一、人造纤维
人造纤维是用纤维素和蛋白质等天然高分子化合物为原料，经化学加工制成高分子浓溶液，再经纺丝和后处理而制成的纤维。目前生产的人造纤维主要有黏胶纤维、醋酯纤维和铜氨纤维等。
（一）黏胶纤维
1.纤维来源
黏胶纤维以木材、棉短绒和芦苇等含天然纤维素的材料经化学加工而成。
2.主要品种
（1）按性能分。普通黏胶纤维和富强纤维(高湿模量黏胶纤维)。
（2）按形态分。短纤维和长丝。黏胶短纤维常称人造棉，根据长度和粗细又可分为棉型、毛型和中长型；黏胶长丝又称人造丝，分有光、无光和半无光三种。
3.结构与成分
（1）结构。纵向平直，表面有沟槽，横截面为具有锯齿形的皮芯结构。
（2）成分。主要组成物质是纤维素，分子式与棉纤维相同，聚合度低于棉纤维。
4.主要性能
（1）普通黏胶纤维的性能。
①手感和光泽。由黏胶短纤维纺制的面料具有棉织物的手感，光滑、舒适；由黏胶丝纺织的面料光泽强，如丝纤维一般光滑。
②吸湿性和透气性。黏胶纤维的吸湿性和透气性比棉纤维好，是所有化学纤维中吸湿性和透气性最好的。
③染色性能。由于黏胶纤维吸湿性较强，所以黏胶纤维比棉纤维更容易上色，色谱全，色泽鲜艳，牢度好。
④湿强度。由于黏胶纤维聚合度、结晶度较棉纤维低，所以纤维强力低于棉纤维，而且纤维吸水后直径变粗、长度收缩，强度明显下降。因此普通黏胶纤维织物不耐水洗，尺寸稳定性差。
⑤弹性。黏胶纤维质地较软，手感柔软，因此保形性和弹性较差，织物易折皱且不易恢复。
⑥耐酸碱性。黏胶纤维低于棉纤维。
⑦耐热湿性。黏胶纤维耐热湿性差，在高温、高湿下容易发霉。
（2）富强纤维的性能。富强纤维俗称虎木棉、强力人造棉，是变性的黏胶纤维。与普通黏胶纤维相比，富强纤维具有以下特点：
①强度。富强纤维织物强度大，比普通黏胶纤维织物结实、耐穿。
②缩水率。富强纤维的缩水率是普通黏胶纤维的一半。
③弹性。用富强纤维制作的服装比较平整，耐折皱性比黏胶纤维好。
④耐碱性。由于富强纤维的耐碱性比黏胶纤维好，因此富强纤维织物在洗涤中对洗涤剂的选择不像黏胶纤维那样严格。
（二）醋酯纤维
1.纤维来源
醋酯纤维（简称醋纤）是用含纤维素的天然材料经化学加工而制得，属于纤维素衍生物，是一种半合成纤维。
2.主要品种
根据醋酯化程度不同，醋酯纤维可分为二醋酯纤维(二醋纤)和三醋酯纤维(三醋纤)两种。醋酯纤维一般是指二醋酯纤维。
3.结构与成分
（1）结构。纵向平直光滑，横截面形状为多瓣形叶状或耳状，无皮芯结构。
（2）成分。主要成分是纤维素醋酸酯。
4.主要性能
醋纤的主要成分是纤维素醋酸酯，因此不属于纤维素纤维，性质上与纤维素纤维相差较大，与合成纤维有些相似。
（1）吸湿性与染色性。醋纤的吸湿性与染色性差，醋酯纤维因纤维素的羟基被酯化，因而吸湿性比黏胶纤维低很多，而且染色性也较差。
（2）耐热性。醋酯纤维耐热性差，难以通过热定形的方式形成永久保持的褶裥，在高温时易熔化。
（3）强度。醋酯纤维强度低于黏胶纤维，湿态强力也较低，耐用性较差。
（4）弹性和弹性回复性能。醋酯纤维的初始模量低，较易变形，在低延伸度时有较高的弹性回复率，因此织物手感柔软，有弹性，悬垂性优良。
（5）耐酸碱性。醋酯纤维对稀碱和稀酸具有一定的抵抗力，但浓碱会使纤维皂化分解，在浓酸中会发生裂解。
（三）铜氨纤维
1.纤维来源
铜氨纤维是把棉短绒等天然纤维素原料溶解在氢氧化铜或碱性铜盐的浓氨溶液内，制成铜氨纤维素纺丝液，采用湿法纺丝制得。因此，铜氨纤维也是再生纤维素纤维。
2.结构与成分
（1）结构。铜氨纤维的横截面为结构均匀的圆形，无皮芯结构，纵向光滑。
（2）成分。铜氨纤维的成分与黏胶纤维相同，主要为纤维素，但铜氨纤维制造过程中，纤维素的破坏比较小，平均聚合度比黏胶纤维高。
3.主要性能
铜氨纤维可承受高度的抽伸，容易制成很细的纤维。因此铜氨纤维手感柔软，光泽柔和，有真丝感，可用于制作高级服装面料。
铜氨纤维与黏胶纤维相比，在干湿态强力、耐磨性、耐疲劳性、染色性等诸多性能方面要优于黏胶纤维，吸湿性与黏胶纤维相近。浓硫酸和热稀酸能溶解铜氨纤维，稀碱对其有轻微损伤，强碱则可使铜氨纤维溶胀直至溶解。铜氨纤维不溶于一般有机溶剂，而溶于铜氨溶液。
二、合成纤维
合成纤维（简称合纤）是以煤、石油、天然气中的简单低分子为原料，经人工聚合形成大分子高聚物，经溶解或熔融形成纺丝液，然后由喷丝孔喷出，凝固而成的纤维。合成纤维具有强度大，弹性好，不霉不蛀，摩擦易产生静电，易沾污等共同特点。常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、丙纶、氨纶等。
（一）涤纶
1.化学名称和商品名称
涤纶学名为聚对苯二甲酸乙二酯，是聚酯纤维的一种。我国商品名称为涤纶，其他国家有特丽纶（Terylene）、达克纶（Dacron）、特多纶（Tetoron）等商品名。目前涤纶应用最广泛，是世界上用量最大的合成纤维。
2.主要品种
涤纶的品种很多，主要有长丝和短纤之分；长丝又有普通长丝(包括帘子线)和变形丝；短纤又可分棉型、毛型和中长型等。
3.结构
普通涤纶纵向平滑光洁；横截面一般为圆形，为改善纤维的吸湿性能、染色性能和表观性能，也可加工成其他形状，如三角形、Y形、中空形和五叶形等。
4.主要性能
（1）弹性。涤纶的弹性比任何纤维都好。涤纶具有优良的弹性和回复性，接近羊毛，而且在干、湿状态下弹性能保持一样。面料挺括、不起皱，保形性好，尺寸稳定。
（2）强度和耐磨性。涤纶大分子的结晶度和取向度较高，所以强度较高，耐磨性、耐冲击性较好，其面料坚牢、挺括、不易变形，有免烫的优势。
（3）耐热性。涤纶具有很好的耐热性和热稳定性，有较高的熔点，因此可通过热定形工艺使涤纶服装形成永久性褶裥和造型。
（4）化学稳定性。在室温下，涤纶不会与弱酸、弱碱、氧化剂发生作用；但涤纶不耐强碱，遇碱容易水解，在高温时尤为显著。可利用浓碱腐蚀涤纶表面，使涤纶重量减轻，细度变细，产生真丝风格，称为碱减量处理。
（5）吸湿性与染色性。涤纶的吸湿性极差，涤纶服装穿着有闷热感，易产生静电使织物易起毛、起球和吸灰，但涤纶织物具有易洗快干的特点。由于吸湿能力差导致纤维染色困难，需采用特殊染料或设备工艺条件，在高温高压下染色。
（6）耐光性。涤纶的耐光性极好，仅次于腈纶，与棉纤维相似。所以涤纶纺织物适合做夏季服装的面料和窗帘装饰布等。
（7）起毛起球性。涤纶面料经常摩擦易起毛、起球。
（二）锦纶
1.化学名称和商品名称
锦纶学名为聚酰胺纤维。常见的商品名有尼龙（Nylon）、卡普纶（Caprolan）、阿米纶（Amilan）等。锦纶是最早的合成纤维品种，由于性能优良，原料资源丰富，因此一直是合成纤维产量最高的品种。
2.主要品种
纺织业中应用最广泛的是锦纶6和锦纶66。锦纶有长丝和短纤维之分。目前锦纶以长丝产品为主，普通锦纶长丝用于针织和机织产品，高弹丝用于针织弹力织物。锦纶短纤维产量小，主要与羊毛或其他毛型化纤混纺，以提高产品的强度和耐磨性。
3.结构
传统锦纶的纵向平直光滑，横截面为圆形，具有光泽。
4.主要性能
（1）密度。锦纶的密度较涤纶、黏胶等纤维要小，织物较轻，穿着轻便，适于做登山服、宇航服、降落伞等。
（2）强度和耐磨性。锦纶最突出的特点是强度高、耐磨性好，其耐磨性是棉的10倍、羊毛的20倍。因此，锦纶适宜制作绳索、袜子等经常受摩擦的制品。
（3）弹性。锦纶弹性好，回复性好，织物不易起皱。但纤维刚度小，与涤纶相比保形性差，织物外观不够挺括，在小负荷下容易变形。
（4）耐光性。锦纶的耐光性差，日光照射下易泛黄、发脆，强力降低，故锦纶织物洗后不宜久晒。
（5）耐热性。锦纶的耐热性较差，不如涤纶，在高温下易变黄，导致强力下降，烘干温度过高会产生收缩和永久的褶皱。
（6）耐酸碱性。锦纶耐碱不耐酸，特别是对无机酸的抵抗能力很差。
（7）吸湿性。锦纶的吸湿性较好，但不如天然纤维和黏胶纤维。
（8）起毛起球性。锦纶面料在经常摩擦之处易起毛、起球。因此，常将锦纶与其他纤维混纺，以提高织物的耐磨性。
（三）腈纶
1.化学名称和商品名称
腈纶学名为聚丙烯腈纤维。常见的商品名奥纶（Orlon）、阿可利纶（Acrilan）、开司米纶（Creslan）等。腈纶外观呈白色，卷曲、蓬松、手感柔软，酷似羊毛，多用来和羊毛混纺或作为羊毛的代用品，故又被称为“合成羊毛”。
2.主要品种
目前腈纶以短纤维产品为主，其中大多为毛型短纤维，用于纯纺或与羊毛或与其他毛型短纤维混纺，主要产品有腈纶膨体纱、毛线、针织品、仿毛皮制品。中长型腈纶常用来与涤纶混纺制成中长型织物。少量腈纶棉型短纤维，用于纯纺或混纺针织品制作运动衫。
3.结构
腈纶纵向为平滑柱状，有少许沟槽；横截面呈哑铃形，也可呈圆形或其他形状，无论纵向或截面都可看到空穴的存在。
4.主要性能
（1）密度。腈纶的密度较小，纤维质轻，体积蓬松，相同保暖性下比羊毛轻。
（2）强度和耐磨性。腈纶的强度不如涤纶、锦纶等合成纤维，耐磨性在合成纤维中较差，因此腈纶不适宜制作袜子、手套等经常受摩擦的物品。
（3）弹性。腈纶的弹性比羊毛、涤纶、锦纶差，反复拉伸后弹性下降更多，尺寸稳定性较差，因此腈纶服装在袖口、领口等处易于产生变形。
（4）耐光性和耐气候性。腈纶的耐光性和耐气候性突出，在服用纤维中最好，除用于服装外还适宜作帐篷、窗帘等制品。
（5）耐热性。腈纶具有特殊的热收缩性，将纤维热拉伸后骤然冷却，则纤维的伸长暂时不能恢复，若在松弛状态下高温处理，则纤维会相应地发生大幅度回缩，这种性质称为腈纶的热弹性。将这种高伸腈纶与普通腈纶混纺，经高温处理即成膨松性好、毛型感强的膨体纱。
（6）耐酸碱性。腈纶的化学稳定性较好，耐弱酸碱，但在浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸中会溶解，在冷浓碱、热稀碱中会变黄，在热浓碱中会立即被破坏。
（7）吸湿性与染色性。腈纶的吸湿性优于涤纶，但比锦纶差，易产生静电；由于空穴结构的存在和第二、第三单体的引入，腈纶的染色性较好。
（8）起毛起球性。无论是纯纺还是混纺，腈纶织物都易起毛、起球，这是降低腈纶美观性和舒适性的重要因素，使腈纶一直无法成为高级成衣用料，也无法取代羊毛在服装材料中的地位。
（四）丙纶
1.化学名称和商品名称
丙纶学名为聚丙烯纤维。常见的商品名称有赫克纶(Herculan)、霍斯塔纶(Hostalen)等。其生产工艺简单，成本低，是最廉价的合纤之一。由于丙纶性能优良，所以发展很快。
2.主要品种
丙纶主要有长丝和短纤维两种形式。长丝常用来制作仿丝绸织物和针织物；短纤维多为棉型，用于地毯或非织造织物。
3.结构
传统丙纶纵向光滑平直，截面多为圆形。
4.主要性能
（1）密度。丙纶密度较小，仅为0.91g/cm3，比水还轻，是服装用纤维中最轻的。
（2）吸湿性与染色性。吸湿性较差，在使用和保养过程中易起静电和毛球。但丙纶具有较强的芯吸作用，水汽可以通过纤维中的毛细管进行传递。由于分子中没有亲水性基团，因此丙纶的染色性较差，不易上染，且染色色谱不全。
（3）强度、弹性和耐磨性。丙纶的强度、弹性和耐磨性都较好，接近于涤纶，结实耐用，适合制作绳索、袜子、地毯等耐磨物品。
（4）耐热性。丙纶耐热性较差，软化点、熔点比其他纤维都低，较耐湿热，而不耐干热，因此在水洗、干洗和熨烫时温度都不能过高，否则会引起收缩、变形，甚至熔融。
（5）耐光性和耐气候性。丙纶对紫外线敏感，耐光性和耐气候性较差，尤其在水和氧气的作用下容易老化，纤维易在使用、加工过程中失去光泽，强度、延伸度下降，以至纤维发黄变脆，因此对丙纶通常要进行防老化处理。
（6）耐酸碱性。丙纶的化学稳定性优良，对无机酸和碱都很稳定，几乎不受化学试剂的腐蚀。
（五）维纶
1.化学名称和商品名称
维纶学名为聚乙烯醇缩甲醛纤维。常用的商品名称有维尼纶（Vinylon）和仓敷纶（Kuralon）等。维纶洁白如雪，柔软似棉，因而常被用作天然棉花的代用品，又称“合成棉花”。
2.结构
维纶纵向平直，有1～2根沟槽，截面大多为腰圆形，有明显的皮芯结构，皮层结构紧密，芯层结构疏松。
3.主要性能
（1）吸湿性与染色性。维纶的吸湿性是普通合纤中最高的，回潮率为4%～5%。但由于皮芯结构和缩醛化处理，维纶的染色性能较差，染色色谱不全，不易染成鲜艳的色泽。
（2）密度。相对密度小于棉，热导率低，故质量较轻，保暖性好。
（3）强度、弹性和耐磨性。维纶的强度、弹性和耐磨性均优于棉纤维，较棉制品结实耐用，但弹性恢复能力较差，织物容易起皱。
（4）耐热性。维纶耐干热性较好，接近涤纶；耐湿热性较差，在热水中明显变形并发生部分溶解，因此洗涤时水位不宜过高，熨烫时不宜喷水和垫湿布。
（5）耐日光性。维纶耐日光性较好，长期在日光下暴晒强度损失不大。
（6）化学稳定性。维纶的化学稳定性能好，放在一般有机酸、醇、酯及石油等溶剂中都不会溶解；而且有较强的耐腐蚀能力，不霉不蛀，长期放在海水中或埋于地下均影响不大。
（六）氨纶
1.化学名称和商品名称
氨纶学名为聚氨酯纤维，常用的商品名为莱卡（Lycra），也称斯潘德克斯（Spandex）。此外还有埃斯坦（Estane）和奥佩纶（Opelon）等商品名。氨纶以其卓越的高弹性，迎合了追求舒适随意、方便快捷、便于休闲运动的现代生活方式，因此面市以后很快就掀起了席卷全球的弹性浪潮。
2.结构
氨纶截面为圆形或蚕豆形，纵向平直光滑。
3.主要性能
（1）强度和耐磨性。氨纶的强度在服用纤维中最低，耐磨性较差，一般不单独使用。
（2）弹性。氨纶具有高弹性、高伸长，断裂伸长率可达450%～800%，使用氨纶织成的织物穿着舒适，无压迫感。
（3）耐晒性。氨纶具有较好的耐晒性，在日光照射下，稍微发黄，强度稍有下降。
（4）化学稳定性。氨纶有较好的耐酸碱性，而且能抗霉、防蛀，对大多数化学物质和洗涤剂稳定性较好，但氯化物和强碱会造成纤维损伤。
（5）耐热性。氨纶耐热性差，水洗和熨烫温度不宜过高，熨烫时采用低温快速熨烫。
（6）吸湿性。氨纶的吸湿性较差，回潮率较低。
（七）氯纶
1.化学名称和商品名称
氯纶学名为聚氯乙烯纤维。氯纶是最早开发的合成纤维，原料丰富，工艺简单，成本低廉，是目前最廉价的合纤之一，但由于产品的稳定性差等原因，其制品始终处于低谷。氯纶在国外有天美纶（Teviron）、罗维尔（Rhovyl）等商品名，由于我国的氯纶首先在云南研制成功，故又称滇纶。
2.结构
氯纶纵向平直光滑或有1～2根沟槽，横截面近似圆形。
3.主要性能
（1）吸湿性与染色性。氯纶吸湿性差，染色困难，对染料的选择性较窄，电绝缘性强。
（2）强度、弹性和耐磨性。氯纶的强度接近棉纤维，弹性和耐磨性优于棉纤维，但在合成纤维中较差。
（3）燃烧性能。氯纶具有难燃性，是服装用纤维中最不易燃烧的纤维，接近火焰时纤维部分收缩熔融，离开火焰后自动熄灭。因此，在国防工业中具有特殊用途。
（4）保温性。氯纶的保温性较好，比棉纤维和羊毛纤维都高。
（5）化学稳定性。氯纶的化学稳定性好，能耐酸碱和一般的化学试剂。
（6）耐热性。氯纶的耐热性差，在60～70℃时开始收缩，沸水中收缩率更大，因此氯纶织物只能在30～40℃水中洗涤，不能熨烫，不能接近暖气、热水等热源。