第四节 新型化学纤维
新型化学纤维包括再生纤维新品种和合成纤维新品种。再生纤维新品种如天丝纤维、莫代尔纤维、大豆纤维、竹纤维等。新型合成纤维品种日新月异，品种繁多，主要有差别化纤维、功能纤维和高性能纤维等。
一、天丝纤维
天丝（Tencel）纤维是一种新型再生纤维素纤维，通过采用有机溶剂（NMMO）纺丝工艺，在物理作用下完成，整个制造过程无毒、无污染，故天丝被誉为21世纪的绿色纤维。“天丝”是英文单词“Tencel”的中文音译名。Tencel由英国Courtualds公司生产并注册专利。天丝有两种型号：一种为标准型（G100）为原纤化天丝，另一种为A100型，称非原纤化天丝。
（1）天丝纤维有较高的干强和湿强。纤维的湿态断裂强度约为干态断裂强度的85%，干、湿态断裂强度都很高，超过其他纤维素纤维，与涤纶接近。
（2）天丝大分子中有很多亲水性羟基，羟基容易与水形成氢键，所以天丝纤维具有良好的吸湿性。
（3）天丝纤维的高湿模量使天丝织物缩水率很低，沿长度方向的沸水收缩率为2.68%，而黏胶纤维为4.09%。用天丝纤维制成的织物具有较高的尺寸稳定性和抗皱性。
（4）天丝纤维的圆形截面和良好的纵向外观使其具有丝绸般的光泽，优良的手感、悬垂性和飘逸感。
（5）天丝纤维具有原纤化的特性。通过对原纤化的控制，可做成桃皮绒、砂洗、天鹅绒等多种表面效果的织物，形成全新美感，适合开发具有光学可变性的新潮产品。
二、竹纤维
竹纤维分为天然竹纤维和化学竹纤维两类。天然竹纤维主要是竹原纤维，即采用物理、化学相结合的方法制取的天然竹纤维。化学竹纤维又可以分为竹浆纤维、竹炭纤维。竹浆纤维是将竹片做成浆，然后将浆做成浆粕再湿法纺丝制成纤维，其制作加工过程与黏胶纤维基本相似；竹炭纤维是选用纳米级竹香炭微粉，经过特殊工艺加入黏胶纺丝液中，再经近似常规纺丝工艺纺制出的纤维产品。竹纤维的主要性能如下。
在2000倍电子显微镜下观察，竹纤维的横截面凹凸变形，布满了近似于椭圆形的孔隙，呈高度中空，毛细管效应极强，可在快速吸收和蒸发水分，在所有天然纤维中，竹纤维的吸放湿性及透气性好，居五大纤维之首。在温度为36℃，相对湿度为100%的条件下，竹纤维的回潮率超过45%，透气性比棉纤维强3.5倍，被美誉为“会呼吸的纤维”，还称其为“纤维皇后”。
竹纤维产品具有天然的抗菌、抑菌、杀菌效果，因为竹子里有一种独特物质，该物质被命名为“竹琨”，具有天然的抑菌、防螨、防臭、防虫功能。在显微镜下观察，细菌在棉、木等纤维制品中能够大量繁殖，而竹纤维制品上的细菌不但不能长时间生存，而且短时间内还能消失或减少，24h内细菌死亡率达75%以上。所以竹纤维毛巾即使在温暖潮湿的环境中也不发霉、不变味、不发粘。
竹纤维和棉的紫外线穿透率实验表明对于波长为200～400nm的紫外线，棉的穿透率为25%，竹纤维的穿透率不足0.6%，它的抗紫外线能力是棉的41.7倍。而这一波长的紫外线对人体的伤害最大，这是其他纺织品不可比拟的。而竹纤维面料对紫外线的反射率比麻织物、棉织物对紫外线的反射率低，竹纤维对紫外线有更强的吸收作用。
资源的广泛性和可利用性，主要表现在竹子生长期短，2～3年即可成材，而且一次种植长期经营。它能够快速生长和更新，能够代替棉花、木材等资源，可持续利用。竹纤维制成的产品可在土壤中自然降解，分解后对环境无任何污染，是一种天然的、绿色的、环保型的纺织原料。
《本草纲目》中有24处阐述了竹子的不同药用功能和方剂，民间更是有近千种竹子的药方。现代医学认为“竹元素”中的抗氧化化合物能有效地清除体内的自由基和酯类过氧化合物，并能阻断强致癌物质N-亚硝酸氨化合物，不仅能显著提高机体免疫能力，而且具有滋润皮肤、抗疲劳、抗衰老的生物功效。由于竹纤维产品天然的抗菌功能，因而制成的产品不需添加任何人工合成的抗菌剂，不会引起皮肤的过敏反应，是真正的绿色健康产品。
竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附能力，能吸附空气中甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质，并消除不良异味。
三、大豆蛋白纤维
大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类，是以榨过油的大豆豆粕为原料，利用生物工程技术，提取出豆粕中的球蛋白，通过添加功能性助剂，与腈基、羟基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定浓度的蛋白质纺丝液，改变蛋白质空间结构，经湿法纺丝而成。其生产过程对环境、空气、人体、土壤、水质等无污染。被专家誉为“21世纪健康舒适型纤维”。大豆蛋白纤维的主要性能如下。
大豆蛋白纤维的单纤断裂强度在3.0cN/dtex以上，比羊毛、棉、蚕丝的强度都高，仅次于涤纶等高强度纤维，而纤度已可达到0.9dtex。目前，利用1.27dtex的棉型纤维在棉纺设备上已纺出6tex的高品质纱，可开发高档的细特高密面料。大豆蛋白纤维的初始模量偏高，且易洗、快干。
大豆蛋白纤维与人体皮肤亲和性好，且含有多种人体所必需的氨基酸，具有良好的保健作用。在大豆蛋白纤维纺丝工艺中加入定量的具有杀菌消炎作用的中草药与蛋白质侧链以化学健相结合，药效显著且持久，避免了棉制品用后整理的方法开发的功能性产品药效难以持续的缺点。
以大豆蛋白纤维为原料的针织面料手感柔软、滑爽，质地轻薄，具有真丝与山羊绒混纺的感觉，其吸湿性与棉相当，而导湿透气性远优于棉，保证了穿着的舒适与卫生。由于它属于天然织物，又含有丰富蛋白质，因此其吸水性、透气性较一般针织品优越，与人体接触不会发生不良反应，更不会像一些化学纤维织物使穿着者有发痒等过敏反应。
四、牛奶蛋白纤维
牛奶蛋白纤维是纺织领域内一种新型的功能性纤维，是以牛乳作为基础原料，经过脱水、脱油、脱脂、分离、提纯等工艺制成乳酪蛋白，采用高科技手段，通过先进的纺丝工艺在纺丝时与纤维素纤维共混制成的。原料来源丰富，且由于生产过程中采用高科技工艺处理，不会对环境造成污染，因此牛奶蛋白纤维被誉为“21世纪的绿色纤维”。牛奶蛋白纤维的主要性能如下。
牛奶蛋白纤维的干断裂强度≥2.5cN/dtex；干断裂强力变异系数≤14%；干断裂伸长率为16.0%～25.0%；干断裂伸长率变异系数≤12%；线密度偏差率±4.0%；线密度变异系数≤3.5%；染色均匀度（灰卡）≥3～4级；回潮率为4%～6%。
牛奶纤维制品不使用甲醛偶氮类助剂或原料，纤维甲醛含量为零。
牛奶蛋白纤维富含对人体有益的十八种氨基酸，能促进人体细胞新陈代谢，防止皮肤衰老、瘙痒，营养肌肤；具有天然保湿因子，因此能保持皮肤水分含量，使皮肤柔润光滑，减少皱纹。
牛奶蛋白纤维具有广谱抑菌功能，持久性强，天然抑菌功能达99%以上，抗菌率达80%以上。
牛奶蛋白纤维具有羊绒般的手感，其单丝较细，密度轻，断裂伸长率、卷曲弹性、卷曲回复率最接近羊绒和羊毛，纤维膨松细软，触感如羊绒般柔软、舒适、滑糯；纤维白皙，具有丝般的天然光泽，外观优雅，抗日晒牢度、抗汗渍牢度达3～4级。
牛奶蛋白纤维断面为不规则圆形，断面中布满空隙，纵向有许多沟槽，蛋白质分子分布在纤维的表面，含有天然蛋白保湿因子和大量亲水基团，可迅速吸收人体汗液，通过沟槽快速导入空气中散发，使人的肌肤始终保持干爽状态，抗起毛、起球性达到3～4级。
纤维立体多隙的微孔结构和纵向表面的沟槽结构决定了纤维有冬暖夏凉的特性。
常温常压下染色，颜色鲜艳、柔和、有光泽，上染率高，耐洗色牢度（面料）原样变色3～4级；白布沾色4～5级；耐汗色牢度（面料）原样变色4级；白布沾色4～5级；染色后仍保持该产品原有性能，具有极好的服用安全性；比羊毛、羊绒防霉防蛀，强度高，耐穿耐洗，易储藏；水洗后易干，洗涤后仍可保持产品永久性能等。
五、细特纤维与超细特纤维
细特纤维和超细特纤维尚无明确定义，各国观点也不一致。在日本，单丝线密度0.33～1.1dtex的纤维称为细特纤维，低于0.33dtex的则为超细特纤维；在欧洲，单丝线密度小于0.1dtex的称为超细特纤维，0.1～1.0dtex的纤维称为细特纤维。我国一般把0.9～1.4dtex的纤维称为细特丝；0.55～1.1dtex为微细特丝；而0.55dtex以下的纤维为超细特丝。其优点如下。
（1）大大降低了丝的刚度，做成的织物手感极为柔软。
（2）纤维超细还可增加丝的层状结构，增大比表面积和毛细效应，使纤维内部反射光在表面分布更细腻，使之具有高雅光泽。
（3）有良好的吸湿散湿性。
（4）织物舒适、美观、保暖、透气，有较好的悬垂性和丰满度，在疏水和防污性方面也有明显提高。
六、阻燃纤维
阻燃纤维指纤维材料本身具有或者经处理后具有明显推迟火焰蔓延的性质的纤维。阻燃要求是使纤维制品在火焰中能降低其可燃性，减缓蔓延的速度，不形成大面积燃烧，而离开火焰后，能很快自熄，不再燃烧或阴燃。纺织品的阻燃性能，主要通过两种方法获得，一种方法是直接生产阻燃纤维，其织物具有永久阻燃性；另一种方法是对纺织品进行阻燃处理，该方法成本低，加工容易，但阻燃性能随使用年限和洗涤次数的增加而降低或消失。
阻燃纤维主要生产方法有两种：一类是纤维由阻燃单体与高聚物共聚或接枝而成；另一类是对一般大类纤维通过改性的方法制取阻燃纤维，是在聚合体中加入一定量的阻燃剂制成共混纤维或复合纤维。
七、抗菌防臭纤维
抗菌防臭纤维是在抗菌防臭后处理技术之上发展起来的。国际上自20世纪80年代开始出现通过化学纤维的高分子结构改性和共混改性的方法制取持久性抗菌防臭纤维的方法，其中以共混方式为主。与抗菌防臭后处理技术相比较，抗菌防臭纤维抗菌防臭效果好，耐久，纤维不附着树脂，所得织物手感好，工艺简单，无须后整理，成本低。抗菌防臭后整理虽然加工方便，但抗菌防臭效果不理想，经数十次洗涤后，织物抗菌防臭效果下降，难以满足消费者的要求。化学纤维的迅速发展，为纤维改性提供了十分广阔的天地，使人们开始将纺织品抗菌防臭处理的视角转向纤维改性。这种方法技术含量高，难度大，涉及工程领域广，尤其对抗菌防臭剂的要求较高，但因其明显的优点，深受客户的青睐。
抗菌防臭纤维一般有三种制造方法。一是纺丝中对纤维改性，即通过对纤维的改性来达到提高防臭后整理效果；二是纤维中掺加消臭剂，即将消臭剂掺入纺丝液中，经纺丝制取消臭纤维；三是复合消臭纤维，包括功能复合和结构复合。功能复合指在纤维中掺加消臭剂的同时，还加入抗菌剂、吸湿剂、阻燃剂等功能物质；结构复合是指构成纤维形态，有芯鞘、并列、镶嵌、海岛结构等多种复合形式。
（1）纳米除臭纤维。纳米催化杀菌剂包括纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米氧化锌等。日本可乐丽公司开发的一种名为“shineup”的新型光学除臭纤维就是在纤维内加入了纳米二氧化钛，通过化学附着反应和光触媒反应达到双重消臭效果。
（2）竹纤维。竹纤维是一种天然环保型绿色纤维，竹纤维中含有天然的抗菌物质，科研人员用实验证实竹沥具有广泛的抗微生物功能。用竹纤维制成的纺织品24h抗菌率可达7l%，竹纤维中的叶绿素和叶绿素铜钠具有较好的除臭作用。
（3）甲壳素纤维。甲壳素纤维具有天然的抑菌除臭功能，甲壳素纤维是从虾、蟹、昆虫等甲壳动物的壳中提炼出来的，是一种可再生、可降解的资源，它对危害人体的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色念珠菌等的抑制率可达99%，能有效地保持人体肌肤干净、干燥、无味和富有弹性。
（4）儿茶素处理的纤维。儿茶素又称茶多酚。它是从天然绿茶、柿子等植物中提取的精华（多酚类化合物），可防止细菌、病毒繁殖，使其失去活性，从而具有优越的抗菌作用。儿茶素作为一种天然提取物，对人体安全无毒，有优良的抗菌除臭效能，并能够起到延缓皮肤老化的作用，但其作为除臭剂处理纤维的工艺尚不成熟，有待进一步研究。
（5）稀土元素处理的纤维。稀土元素是指元素周期表中第三类副族中的钪、钒和镧系元素的总称，包括钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Cc、镨Pr、钕Nd、钜Pm、钫Sm、铕Eu等共17个元素稀土离子的多元配合物，能使织物具有耐久的抑菌性能。
（6）芳香纤维。所谓芳香纤维是与嗅觉有关的纤维。从技术上看，它包括发出香味的纤维和去除异味的纤维两类。随着芳香纤维投放市场所显示的巨大潜力，国内外都加紧了对它的研究。李克兢、汪家琛等研制出一种基于微胶囊技术的抗菌芳香型内衣；最近天津工业大学功能纤维研究所也研制出一种具有芳香气味的复合型纤维，其香气留存时间长，纤维手感柔软，物理性能较好，无毒，无皮肤刺激，可与各种合成纤维和天然纤维按适当比例混纺，适用于各种纺织品及各种非织造布。
（7）负离子纺织品除臭。负离子功能纺织品由日本最先研发成功。它集释放负离子功能、远红外线辐射、抗菌、抑菌、除臭、去异味、抗电磁辐射等多种功能于一体。该产品的形成是依赖在纤维生产过程中或在织物染整加工过程中添加了一种纯天然矿物添加剂（如电气石），其主要成分为一种典型的极性晶体结构的负离子素。
八、防紫外线纤维
据科学家预测到2050年大气平流层臭氧量将会减少20%左右，到那时紫外线将会给人类健康带来更大的危害。因此，世界各国都加强了开发防紫外线产品的工作。
防紫外线纺织品的作用机理有吸收作用和反射作用。紫外线遮蔽剂有吸收剂和反射剂（或称散射剂）两类。紫外线反射剂主要是利用无机微粒的反射和散射作用，起到防紫外线透过的效应；紫外线吸收剂主要利用有机物质吸收紫外光，并进行能量转换，以热能形式或无害低辐射将能量释放或消耗。
防紫外线纺织品的加工方法大致可分为以下两大类：一类是后整理法，即用紫外线遮蔽剂通过浸渍或涂层的方法将防紫外线的功能附加到纺织品上；另一类是利用防紫外线纤维生产纺织品。防紫外线纤维的纺丝方法可以采用共聚法、共混法，一般采用共混法生产的居多，主要有涤纶短纤维、POY、FDY、DTY等品种。有的涤纶防紫外线的阻挡率可达94%～98%。