第一节　天然纤维

一、天然短纤维

（一）植物纤维

植物纤维的主要组成物质是纤维素，还有果胶、半纤维素、木质素、脂蜡质、水溶物、灰分等。根据纤维的生长部位不同，植物纤维可分为四大类：种子纤维、韧皮纤维、叶纤维和维管束纤维。

1.种子纤维　种子纤维来源于热带、亚热带和温带气候生长的植物种子中的纤维状物质，主要包括棉纤维和木棉纤维。

（1）棉纤维。棉是一年生草本植物。中国、印度、埃及、秘鲁、巴西、美国等为世界主要棉纤维产地。我国的产棉区集中在黄河流域、长江流域、华南、西北和东北等地区。

按照棉的色泽，棉纤维可分为白色棉和彩色棉。白色棉又分为白棉、黄棉和灰棉。白棉是正常成熟的棉花，色泽呈洁白、乳白或淡黄色，是棉纺厂使用的主要原料。黄棉和灰棉属于低级棉，棉纺厂很少使用。

彩色棉又称有色棉，分为两类。一类是自然生长的含有色素的野生或原始彩色棉，另一类是运用转基因技术或“远缘杂交”等现代生物工程技术人工培育出来的彩色棉。原始天然彩棉的种植和使用历史比白棉早。远在几千年前，秘鲁土著民族就曾种植和使用过彩棉。我国明清时代在江南地区生产的以棕棉织物为代表的“紫花布”（棕棉开的是紫色花）因以南京为集散地大量出口到欧洲，又称为“南京布”。人类有计划地进行彩棉的育种和研究工作始于20世纪60年代。我国目前已培育出37个质量比较稳定的天然彩棉品种，占世界41个天然彩棉品种的90%。我国生产的彩色棉有浅绿色、绿色、浅棕色和棕色四种。由彩色棉加工的纺织品不需要染色，生产过程绿色无污染。另外，彩色棉的抗虫害、耐旱性好。不足之处是，彩色棉的纤维素含量少于白棉，产量较低；彩色棉纤维长度偏短，强度偏低，可纺性差；彩色棉色素不稳定，加工和使用过程中易发生色泽变化。

棉纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素、蜡质、果胶、蛋白、灰分等组成。纤维素是由许多㹤-D-吡喃葡萄糖基以（1，4）-㹤-苷键连接的天然线性高分子。纤维素的化学式为（C6H10O5）n, n为聚合度。棉纤维的聚合度为6000～15000。X-射线法测得的棉纤维结晶度为65%～72%。纤维素大分子中的苷键对酸十分敏感，对碱则相当稳定。因此，纤维素耐碱不耐酸。半纤维素是一群复合聚糖的总称，其分子链短，大多有短的侧链。侧链的糖基是由两种或两种以上单糖组成的多聚糖。木素由木脂素和木质素组成，是支撑植物生长的主要物质。果胶、木素和半纤维素一起作为细胞间质填充在细胞壁的巨原纤之间。蜡质俗称棉蜡，是棉纤维表面保护纤维的物质，具有防水作用。细胞腔中原生质、细胞核等蛋白质在干涸后附着在内腔壁面上。此外，高聚物生物聚合中依赖于某些金属元素的整合，这些金属元素在处理中形成的氧化物等，称为灰分。

成熟白棉与彩棉的化学组成见表1-1。彩棉的纤维素含量小于白棉，半纤维素含量较高，这是造成彩棉纤维短、可纺性差的原因。彩棉的蜡质含量较白棉高，使彩棉纤维拒水性很强，未经处理的彩棉毛效为0。彩棉的果胶含量较白棉低，因此细胞壁之间的抱合力较低，强度差，易于起毛。

表1-1　成熟白棉与彩棉的化学组成比较

彩棉和白棉纤维的形态结构如图1-1所示。

（2）木棉。木棉纤维的纵向呈薄壁圆柱形，表面有微细凸痕，无扭曲；纤维截面为圆形或椭圆形，纤维的中空度高，胞壁薄，接近透明。木棉纤维表面有较多的蜡质，使纤维光滑、不吸水、不易缠结，并具有驱螨虫效果。

木棉纤维具有独特的薄壁、大中空结构，如图1-2所示。

木棉纤维的结晶度为33%，棉纤维的结晶度为54%。木棉纤维的结构较棉纤维松散，孔隙率较棉纤维高。

木棉纤维由纤维素、木质素、蜡质、灰分等组成，其表面富含蜡质，因而光滑不吸水，不易弯曲，亦可防虫。表1-2为木棉和棉纤维的化学组成及其性能比较。

表1-2　木棉和棉纤维的化学组成及其性能比较

木棉纤维中，纤维素含量远比棉纤维少，而木质素含量较多。高含量木质素使木棉纤维具有天然抗菌性、吸水快干、天然无机物含量高和优良的吸附性能。木质素的存在也导致木棉纤维具有较大的扭转刚度。在木棉纤维的纺纱过程中，可考虑去除部分木质素，以避免其在纺纱中的退捻现象。

木棉纤维具有良好的化学性能，耐酸性好，常温下稀酸和醋酸等弱酸对其没有影响。木棉纤维溶解于30℃的75%硫酸溶液和100℃的65%硝酸溶液，部分溶解于100℃的35%盐酸溶液。木棉纤维的耐碱性能良好，常温下NaOH对木棉没有影响，在适当条件下用NaOH对木棉纤维进行处理，可改善其力学性能。

2.韧皮纤维

（1）麻。韧皮纤维来源于麻类植物茎秆的韧皮部分，纤维束相对柔软，商业上称为“软质纤维”。韧皮纤维多属于双叶子草本植物，主要有苎麻、亚麻、黄麻、汉（大）麻、槿（洋）麻、红麻、罗布麻等。

所有麻纤维均为纤维素纤维，基本化学成分是纤维素，此外还有果胶质、半纤维素、木质素、蜡质等非纤维物质（统称为“胶质”），它们均与纤维素伴生在一起。各组成物质的比例因韧皮纤维的品种而异。韧皮纤维的非纤维素成分含量较棉纤维高，其中，半纤维素、木质素对纤维素力学性能和染色效果有较大影响。

麻纤维大分子的聚合度在10000以上，其中亚麻的聚合度大于30000，较其他纤维素纤维有更长的大分子链、更高的干湿态强度。麻纤维的结晶度和取向度很高，麻纤维的强度高、伸长小、柔软性差，呈现硬而脆的特点。

各种麻纤维的化学成分见表1-3，其纤维素含量均在75%左右。

表1-3　韧皮麻纤维的化学成分

所有韧皮纤维的单纤维都为单细胞，外形细长，两端封闭，有胞腔。截面呈椭圆或多角形，径向呈层状结构。麻纤维的形态如图1-3所示。

（2）香蕉纤维。香蕉纤维存在于香蕉茎的韧皮中。将香蕉茎秆用切割机切断，手工将茎秆撕成片状，用刮麻机制取香蕉纤维。目前，香蕉纤维还没有得到大规模的开发与利用。印度采用手工剥制的香蕉纤维生产手提包和装饰品、绳索和麻袋等包装用品。我国的香蕉资源非常丰富，在广东、广西、福建、海南、四川、云南等地都大面积种植，开发和利用香蕉纤维具有很大的资源潜力。

香蕉纤维的化学组成为纤维素、半纤维素、木质素、灰分和水溶性物质，其中纤维素含量为58.5%～76.1%，半纤维素含量为28.5%～29.9%，木质素含量为4.8%～6.13%，灰分为1.0%～1.4%，水溶性物质为1.9%～2.16%。香蕉纤维的纤维素含量低于亚麻和黄麻，纤维的光泽、柔软性、弹性和可纺性略差。

香蕉纤维的结晶度约为44%，取向角14°，略低于亚麻。

香蕉纤维具有麻类纤维的特点，可溶于热硫酸，耐碱，耐丙酮、氯仿和甲酸。

3.叶纤维　叶纤维来源于植物的叶脉和叶鞘部分，纤维束相对较硬，又称为硬质纤维。叶纤维多属于单子叶草本植物，主要有剑麻、蕉麻、菠萝叶纤维等。

（1）剑麻。剑麻是热带多年生草本植物，因其叶片形似宝剑而得名。剑麻纤维具有色泽洁白、质地坚韧、强度高、耐海水腐蚀、耐酸碱、耐摩擦以及耐低温等优点。传统的剑麻产品有白棕绳、钢丝绳芯、编织地毯、麻袋以及特种高级纸张等。剑麻纤维可替代化学纤维用于环保型包装材料，还可用于光缆外的屏蔽材料和电子工业用的绝缘材料。

剑麻的结晶度为58%～61%，取向因子为0.883。

（2）蕉麻。蕉麻又称马尼拉麻、菲律宾麻等，属芭蕉科芭蕉属，是多年生宿根植物。蕉麻纤维由蕉麻叶鞘中抽取。每个叶鞘分为三层，最外层纤维最多，中间层有许多含有空气的细胞间隙，有少量纤维；内层纤维最少。

蕉麻纤维表面光滑，直径较均匀，纵向呈圆筒形，尖端为尖形。横截面为不规则卵圆形或多边形，中腔圆大，细胞壁较薄，如图1-4所示。细胞间由木质素和果胶黏结，极难分离。

（3）菠萝叶纤维。菠萝叶纤维又称菠萝麻纤维、凤梨麻纤维，由菠萝叶片中提取。菠萝叶纤维的化学组成与麻类似，见表1-4。

表1-4　菠萝叶纤维与剑麻的化学组成比较

菠萝叶纤维的纤维素含量较低，木质素和半纤维素含量也较低，蜡质含量相对较高。

菠萝叶纤维表面比较粗糙，有纵向缝隙和孔洞，有天然转曲。单纤维细胞纵向呈圆筒形，两端细尖。单纤维截面为卵圆形，有中腔。菠萝叶纤维的结晶度约为73%，取向因子为0.972。

4.维管束纤维　维管束纤维取自植物的维管束细胞。目前对维管束纤维的开发和利用主要是各种性能优异、风格独特的竹原纤维。

竹原纤维是利用特种材料将竹材中的木质素、果胶、糖类物质等去除，再通过机械、蒸煮等物理方法。从竹干中直接分离出来的纯天然竹纤维。竹原纤维是我国自主研发的新型天然植物纤维，可在棉纺设备上纺制成竹原纤维纱线，并应用于建筑材料、汽车制造、环境保护等领域。

竹原纤维的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素，总量占纤维干质量的90%以上；其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等。纤维素含量为40%～53%，半纤维素为18%～24%，木质素为23%～33%。竹干外侧的纤维素明显多于内侧，木质素是竹干内侧多于外侧。竹中的蛋白质、淀粉、脂肪、果胶等与竹纤维的色泽、气味、抗虫性能、抗菌性能有密切关系。

竹原纤维是一种天然多孔的中空纤维。天然竹纤维的单纤维细长，呈纺锤形，两端尖；纵向有横节，粗细分布很不均匀；纤维内壁比较平滑，胞壁甚厚，胞腔小，纤维表面有无数细小微细沟槽，有的壁层上有裂痕。竹原纤维的横截面为不规则的椭圆形或腰圆形，有中腔，且截面边缘有裂纹。在横截面上还有许多近似于椭圆形的空洞，其内部存在许多管状腔隙。

竹子具有独特的抗菌性，在其生长过程中无虫蛀、无腐烂、不需使用杀虫剂和农药。因此，竹原纤维与苎麻、亚麻等麻类纤维同样具有天然的抗菌性能。竹原纤维的天然抗菌性对人体安全，不会引起皮肤的过敏反应。表1-5为竹纤维、苎麻和亚麻纤维的抗菌性能测试结果。

表1-5　竹纤维、苎麻和亚麻纤维的抗菌性能测试结果

（二）动物纤维

1.毛　毛纤维是重要的纺织工业原料。天然动物毛的种类很多，主要有绵羊毛、山羊绒、马海毛、骆驼绒、兔毛、牦牛毛等，具有弹性好、吸湿性好、保暖性好、不易沾污、光泽柔和等特点。

（1）分子结构。毛纤维是天然蛋白质纤维，主要组成物质为角朊蛋白质。羊毛角朊由近20种α-氨基酸组成，以二氨基酸（精氨酸、松氨酸）、二羟基酸（谷氨酸、天冬氨酸）和含硫氨基酸（胱氨酸）等含量最多。多种α-氨基酸通过肽键—CO—NH—连接形成羊毛大分子。

毛纤维角蛋白大分子主链间能形成盐式键、二硫键和氢键等结构，使毛纤维大分子间横向稳定连接，呈现稳定的空间螺旋形态，如图1-5所示。

羊毛角朊大分子的空间结构可以是直线状的曲折链（β型），也可以是螺旋链（α型）。在一定的湿热条件下，拉伸羊毛纤维，使二硫键断裂，大分子的螺旋链伸展成曲折链。当外力去除后，大分子的曲折链结构被固定下来，从而使羊毛被拉伸变细。

（2）形态结构。羊毛纤维具有天然卷曲，纵面有鳞片覆盖，如图1-6所示。毛纤维的横截面形态因线密度而变化。细羊毛的横截面近似圆形，长短径之比为1～1.2；粗羊毛的截面呈椭圆形，长短径之比为1.1～2.5；死毛截面呈扁圆形，长短径之比达3以上。

（3）组织结构。羊毛纤维截面从外向里由鳞片层、皮质层和髓质层组成。细羊毛无髓质层，结构如图1-7所示。

①鳞片层结构：鳞片层的主要作用是保护羊毛不受外界条件的影响而引起性质变化。另外，鳞片层的存在使羊毛纤维具有特殊的缩绒性。

②皮质层结构：皮质层在鳞片层的里面，决定了羊毛的物理化学性质。根据皮质细胞中大分子排列形态和密度，可分为正皮质细胞、偏皮质细胞和间皮质细胞。

绵羊细毛中正皮质细胞和偏皮质细胞常分布在截面的两侧，即具有双侧结构。偏皮质细胞由水湿到干缩的收缩率明显大于正皮质细胞，因而羊毛纤维两侧的收缩率不平衡，使纤维产生卷曲，如图1-8所示。在双侧分布中，正皮质细胞总在卷曲的外侧，偏皮质细胞在卷曲的内侧。当正皮质层、偏皮质层的比例差异很大或呈皮芯分布时，卷曲就不甚明显甚至没有卷曲。

③髓质层结构：髓质细胞一般分布在毛纤维的中央部位，一般填充空气，故保暖性较好。细绒毛没有髓质细胞。髓质细胞的细胞壁极薄，一般加工中其细胞壁均破裂，形成中心连续孔洞。髓质层的存在使羊毛纤维的强度、弹性、卷曲、染色性等变差，纺纱工艺性能也随之降低。

（4）化学性质。羊毛纤维的主要组成物质是角朊蛋白质，组成其大分子的单基是α-氨基酸剩基。由于同时存在酸性基和碱性基，所以羊毛是两性的，它既能与酸反应又能与碱反应。羊毛具有以下化学性质。

羊毛在热水中处理后，再用冷水迅速冷却，可以增加羊毛的可塑性，这种方法在毛整理中称为毛的热定型。

羊毛比较耐酸，但对碱非常敏感，很容易被碱溶解，使羊毛中胱氨酸的二硫键被破坏分裂成新键。这是羊毛重要的化学性质。

羊毛对氧化剂非常敏感。生产上采用氧化法或氯化法对羊毛的鳞片进行破坏，达到防止缩绒的目的。

（5）摩擦性能和缩绒性。羊毛表面有鳞片，鳞片的根部附着于毛干，尖端伸向毛干的表面而指向毛尖。羊毛沿长度方向的摩擦系数因滑动方向不同而不同。滑动方向从毛尖到毛根，为逆鳞片摩擦，摩擦系数大；滑动方向从毛根到毛尖，为顺鳞片摩擦，摩擦系数小，这种现象称为定向摩擦效应。定向摩擦效应是毛纤维缩绒的基础。顺鳞片和逆鳞片的摩擦系数差异愈大，羊毛的缩绒性愈好。

毛纤维在湿热及化学试剂作用下，经机械外力反复挤压，纤维集合体逐渐收缩紧密，并相互穿插纠缠，这称为羊毛的缩绒性。利用羊毛的缩绒性，把松散的短纤维结合成具有一定强度、一定形状、一定密度的毛毡片，这一作用称为毡合。毡帽、毡靴都是通过毡合作用制成的。

缩绒性使毛织物具有独特的风格，显示出优异的弹性、蓬松、保暖、透气和细腻的外观。但缩绒性使毛织物在穿用洗涤中易产生尺寸收缩和变形，并产生毡合、起毛、起球等现象，影响穿着的舒适性和美观性。现代各种毛织物和毛针织物在织造染整加工达到性能和外观的基本要求后，均要进行“防缩绒处理”，以降低毛纤维的后续缩绒性。

毛纤维防缩绒处理有氧化法和树脂法两种。氧化法又称降解法，即用化学氧化剂使羊毛鳞片损伤，以降低定向摩擦效应，减少纤维单向运动和纠缠能力。常用的氧化剂有次氯酸钠、氯气、氯胺、氢氧化钾、高锰酸钾等，其中以含氯氧化剂用得最多，故又称氯化。树脂法又称添加法，是在羊毛上涂以树脂薄膜或混纺入黏结纤维，以减少或消除羊毛纤维之间的摩擦效应，或使纤维的相互交叉处黏结，限制纤维的相互移动，失去缩绒性。常用的树脂有脲醛、密胺甲醛、硅酮、聚丙烯酸等。

2.改性羊毛　羊毛是宝贵的纺织原料，一直以来只能用作春秋、冬季服装，未能在夏季贴身服装领域找到用武之地。最近，澳大利亚联邦科学和工业研究机构（CSIRO）的研究证明，羊毛不仅具有通过吸收和散发水分来调节衣内空气湿度的性质，还具有适应周围空气湿度、调节水分含量的能力。

要使羊毛具有凉爽的特殊效果，使之成为夏令贴身穿着的理想服装，必须解决羊毛的轻薄化、防缩、机可洗及消除扎刺感等问题。对羊毛的改性主要有拉伸细化、防缩和卷曲。

（1）拉细羊毛。随着毛纺产品轻薄化的发展趋势和适应四季可穿的消费需求，消费者对于直径小于18μm的细羊毛需求日益增长。但这种细羊毛只有澳大利亚能供应，且产量极少。为此，澳大利亚联邦科学和工业研究机构（CSIRO）成功研制了羊毛拉伸技术，1998年投入工业化生产并在日本推广。羊毛拉伸技术可使羊毛长度伸长，细度变细约20%，如直径为21μm的羊毛可拉伸细化至17μm左右。拉伸羊毛具有丝光、柔软的效果，其价值成倍提高，但拉细后羊毛的断裂伸长率下降，需对羊毛加工工艺做相应调整。此外，羊毛在物理拉伸过程中，外层鳞片受到部分破坏，鳞片覆盖密度低，加之拉伸过程中皮质层的分子间发生拆键和重排，在染色过程中造成染料上染快但易产生色花现象。

羊毛拉伸细化技术是近几年纺织原料生产中取得的重要成就之一，具有普通羊毛所无010

法比拟的高附加值。日本、澳大利亚目前已具有年产100t的中试生产线，尽管技术路线不尽相同，但原理基本相同。即毛纤维在高温蒸汽湿透条件下拉伸拉细，使其有序区（结晶区）大分子由α螺旋链变为β曲折链，由原来的三股大分子捻成基原纤、（9+2）根基原纤捻成微原纤、原纤结晶结构转变成平行曲折链的整齐结晶结构，使无定形区（非晶区）大分子无规线团结构转变成大分子伸直的曲折链的基本平行结构，并借分子间范德华力、氢键、盐式键等横向结合定形。由于分子间结合能增大，定形效果较好，即使在水蒸气中也不会解定形而仍然保持平行伸直链结构，羊毛形态也变成伸直、细长、无卷曲的纤维，改变了羊毛纤维原有的卷曲弹性和低模量特征，可纺线密度变小，适于生产接近丝绸的更轻薄型面料。

拉伸后的羊毛具有轻薄、滑爽、挺括、悬垂性良好、有飘逸感、呢面细腻、光泽明亮、反光并带有一定色度等特点，产品穿着无刺感和粘贴感，成为新型的高档服装面料。

（2）丝光羊毛和防缩羊毛。羊毛纤维的直径变细至0.5～1μm后，手感变得柔软、细腻，吸湿性、耐磨性、保温性、染色性能均有提高，这种羊毛称为丝光羊毛和防缩羊毛。丝光羊毛与防缩羊毛同属一个家族，两者都是通过化学处理将羊毛的鳞片剥除，而丝光羊毛比防缩羊毛剥取的鳞片更为彻底。两种羊毛生产的毛纺产品均有防缩、机可洗效果，丝光羊毛的产品有丝般光泽，手感更滑糯，被誉为仿羊绒的羊毛。

消除羊毛缩绒性可以从改变羊毛的定向摩擦效应和伸缩性能两方面入手。

剥鳞片减量法是采用氧化剂或碱剂，如次氯酸钠、氯气、氯胺、亚氯酸钠、氢氧化钠、氢氧化钾、高锰酸钾等，使羊毛鳞片变质或损伤，羊毛失去缩绒性，但羊毛内部结构及纤维力学性质没有太大改变。这种处理方法以含氯氧化剂用得最多，该法在使羊毛失去缩绒性的同时，羊毛吸收染料或发生化学反应的能力也有所提高。这种处理羊毛的方法统称为羊毛的氯化。

增量法（树脂加法处理）是利用树脂在纤维表面交联覆盖一层连续薄膜，掩盖了毛纤维鳞片结构，降低了定向摩擦效应，减少了纤维的位移能力，达到防缩绒的目的。经过丝光柔软处理后的羊毛，细度可减少1.5～2.0μm。这种改变不受水洗、干洗和染色的影响，是永久性的。通过增量法可以使毛纤维的鲜艳度和舒适性得到改善，同时还使其具有可机洗、可与特种纤维混用的性能，为设计的新颖性提供了可能。

（3）超卷曲羊毛。纤维卷曲对于纤维纺纱和产品风格具有重要意义。但高卷曲的细羊毛只占羊毛年产量的40%左右。缺乏卷曲的羊毛纺纱性能相对较差，限制了羊毛品质档次的提高。国际羊毛局以及国内不少单位都相继开发了以机械加工为主的卷曲和超卷曲加工方法。羊毛纤维外观卷曲形态的变化使羊毛可纺性提高，可纺线密度降低，成纱品质更好，故又称为膨化羊毛。膨化羊毛编织成衣在同等规格下可节省羊毛约20%，并提高服装的保暖性，手感更蓬松柔软，服用更舒适，为毛纺产品轻量化及开发休闲服装、运动服装创造了条件。我国已有毛纺企业引进这项专利设备与技术投入工业化生产。

工业化增加羊毛卷曲的方法有机械法和化学法两类。化学法是采用液氨溶液，使之渗入具有双侧结构的毛纤维内部，引起纤维超收缩而产生卷曲，再经过定形作用使羊毛卷曲状态稳定下来。国际羊毛局开发的羊毛超卷曲加工方法属于机械法。即将毛条经过一种罗拉牵伸装置进行拉伸，然后让它在自由状态下松弛。经过松弛后再在蒸汽中定型使加工生产的卷曲稳定下来。这种方法只适用于具有双侧结构的细羊毛，否则将不能获得满意效果。这是因为在羊毛拉伸时，具有双侧结构的羊毛正偏皮质层同时受到拉力作用，并在允许的范围内使一部分二硫键、盐式键发生断裂。由于正偏皮质细胞中二硫键的交联密度不同，在不受约束的情况下，为了重新达到力学平衡就形成了更多的卷曲。最后通过定型作用在卷曲状态下重新建立被破坏的大分子间连接，这样就保住了更多的卷曲。

（4）彩色羊毛。世界最大产毛国澳大利亚将身长蓝色毛的绵羊经配种繁殖了苏赛克斯种的彩色绵羊，这群羊繁殖数代后，羊毛没有褪色且毛质优良。科学家分析，羊毛的颜色是由羊体内主导基因决定的。找出主导基因则有望培育繁殖彩色绵羊，将会在彩色纤维家族增添天然彩色羊毛。

此外，稀有动物纤维已有天然色彩的毛，如羊绒类的青绒、紫绒，骆驼绒的驼色，牦牛绒的咖啡色。因这些稀有动物毛颜色深暗不一，又不能人为地改变色彩，故其天然色未被很好地利用。

二、天然长纤维

1.蚕丝　蚕丝纤维是由蚕吐丝而得到的天然蛋白质纤维。蚕分为家蚕和野蚕两大类。家蚕即桑蚕，结的茧是生丝的原料。野蚕有柞蚕、蓖麻蚕、天蚕、柳蚕、栗蚕等，其中柞蚕结的茧可以缫丝，其他野蚕结的茧不易缫丝，仅能作绢纺原料。

（1）桑蚕丝。桑蚕丝是高级纺织原料，有较好的强伸度，纤维细而柔软，平滑，富有弹性，光泽好，吸湿性好。采用不同的组织结构，丝织物可以轻薄似纱，也可以厚实丰满。丝织物除制作服装外，在工业、医疗及国防上也有重要地位。柞蚕丝具有坚牢、耐晒、富有弹性、滑挺等优点。柞丝绸在我国丝绸产品中占有相当地位。

蚕丝主要由丝素和丝胶两种蛋白质组成。此外，还有一些非蛋白质成分，如脂蜡物质、碳水化合物、色素和矿物质（灰分）等。

蚕丝大分子是由多种α-氨基酸剩基以酰胺键（肽链）连结而成的长链大分子。在桑蚕丝中，甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸的含量占90%以上，其中甘氨酸和丙氨酸的含量约占70%，且它们的侧基小，因而桑蚕丝素大分子的规整性好，呈β-曲折链形状，有较高的结晶性。丝素的肽链间联结情况如图1-9所示。

（2）柞蚕丝。柞蚕丝与桑蚕丝略有差异。桑蚕丝素中甘氨酸含量多于丙氨酸，而柞蚕丝素中丙氨酸含量多于甘氨酸。此外，柞蚕丝含有较多支链的二氨基酸，使其分子结构规整性较差，结晶性也较差。

蚕丝是由两根单丝平行黏合而成，各自中心是丝素，外围为丝胶。蚕丝的横截面呈半椭圆形或略呈三角形，如图1-10所示。

包覆在丝素外面的丝胶，按对热水溶解性的易难，依次分为丝胶Ⅰ、丝胶　Ⅱ、丝胶　Ⅲ和丝胶　Ⅳ四个部分。丝胶的四个组成部分形成层状的结构。丝胶　Ⅲ和丝胶　Ⅳ不仅结晶度高，而且微晶取向度也高，取向方向可能与纤维轴平行。丝胶　Ⅳ的突出特点是在热水或碱液中最难溶解。在精炼时，残留一些丝胶　Ⅳ，对丝织物的弹性和手感是有益的。

茧丝一般很细，强度很低，而且单根各段粗细差异过大，不能直接用作丝织物的原料，必须把几根茧丝错位合并，胶着在一起，制成一条粗细比较均匀的生丝，才有实用价值。缫丝就是把蚕茧煮熟的绪丝理出后，根据所需线密度的要求，在一定工艺条件下缫制成生丝。

生丝是由数根茧丝依靠丝胶黏合构成的复合体。生丝的横截面不均匀，没有特定形状。大部分生丝的横截面呈椭圆形，占65%～73%，呈不规则圆形的占18%～26%，呈扁平形的约占9%。

在显微镜下观察生丝，丝素呈透明状，丝胶呈暗黑色。丝条纵向有各种疵点，如糙颣、环结、丝胶块、裂纹等，这些都影响丝绸的外观。

桑蚕丝纤维的分子结构中，有酸性基，也有碱性基，呈两性性质。其中酸性氨基酸含量大于碱性氨基酸含量，因此，桑蚕丝纤维的酸性大于碱性，是一种弱酸性物质。

在丝绸精炼或染整工艺中，常用有机酸处理以增加丝织物光泽，改善手感，但同时丝绸的拉伸和断裂强度也稍有降低。碱会影响丝素的膨胀溶解。氢氧化钠等强碱对丝素的破坏最为严重，即使在稀溶液中也能侵蚀丝素。碳酸钠、硅酸钠的作用较为缓和。在进行丝的精炼时一般多选用碳酸钠。

天然彩色蚕茧是一种具有颜色的桑蚕丝。生产天然彩色蚕茧有两种途径。一是在普通家蚕饲养过程中，在食物中添加经过处理的生物有机色素，从而改变家蚕绢丝腺的着色性能，生产出五颜六色的天然彩色蚕茧。二是通过遗传手段，由野蚕系列的彩色蚕茧与白色品种蚕茧正反交，经过多代选育或经过转基因培育而成。这种蚕茧的天然彩色色素由蚕的主导基因控制，饲养过程中对蚕本身及饲料没有进行任何色素处理。目前，杏黄色桑蚕丝已批量生产，绿色、粉红色等也已开始培育。

2.蜘蛛丝　蜘蛛丝属于蛋白质纤维，可生物降解且无污染。蜘蛛丝具有很高的强度、弹性、伸长率、韧性及抗断裂性，同时还具有质轻、抗紫外线、密度小、耐低温等特点，尤其具有初始模量大、断裂功大、韧性强的特性，被誉为“生物钢”。

蜘蛛丝由多种氨基酸组成。含量最多的是丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸，还包括亮氨酸、脯氨酸和酪氨酸等。中国的大腹圆蜘蛛牵引丝的蛋白质含量约为95.88%，其余为灰分和蜡质物。

蜘蛛丝的结晶度很低，几乎呈无定形状态，其中牵引丝的结晶度只有桑蚕丝结晶度的35%。

蜘蛛牵引丝的强度与钢相近，低于对位芳纶，但明显高于蚕丝、橡胶及一般合成纤维；伸长率则与蚕丝及合成纤维相似，远高于钢及对位芳纶；尤其是其断裂功最大，是对位芳纶的三倍之多，因而其韧性很好，再加上其初始模量大、密度小，所以是一种非常优异的材料。蜘蛛丝的干丝较脆，而湿丝则有很好的弹性，拉伸至其长度的300%时才发生断裂。蜘蛛丝在常温下处于润湿状态时，具有超收缩能力，可收缩至原长的55%，且伸长率较干丝大。

蜘蛛丝是一种蛋白质纤维，具有独特的溶解性，不溶于水、稀酸和稀碱，但溶于溴化钾、甲酸、浓硫酸等，同时对蛋白质水解酶具有抵抗性，不能被其分解，遇高温加热时，可以溶于乙醇。蜘蛛丝的主要成分与蚕丝丝素的氨基酸组成相似，有生物相容性，所以它可生物降解和回收，同时不会对环境造成污染。蜘蛛丝所显示的橙黄色遇碱则加深，遇酸则褪色。

蜘蛛丝在200℃以下表现出热稳定性，300℃以上变黄；而一般蚕丝在110℃以下具有热稳定性，140℃开始变黄。蜘蛛丝具有较好的耐低温性能，在-40℃时仍有弹性，而一般合成纤维在此条件下已失去弹性。

蜘蛛丝摩擦系数小，抗静电性能优于合成纤维，导湿性、悬垂性优于蚕丝。