第二节　再生纤维

再生纤维俗称人造纤维，是指以天然高分子化合物为原料，经化学处理和机械加工而再生制成的纤维。

一、再生纤维素纤维

再生纤维素纤维是从自然界中广泛存在的纤维素物质（如棉短绒、木材、竹、芦苇、麻秆芯、甘蔗渣等）中提取出纤维素后制成浆粕，再通过适当的化学处理和机械加工而制成。该类纤维原料来源广泛，成本低廉，在纺织纤维中占有相当重要的地位。

1.黏胶纤维　黏胶纤维是最早研制和生产的化学纤维。它是从纤维素原料中提取纯净的纤维素，将纤维素浆粕溶解在碱溶液中形成碱纤维素，再与二硫化碳反应生成纤维素磺酸酯，得到黏稠的纺丝溶液，经湿法纺丝与酸反应还原为纤维素加工而成。

黏胶纤维的组成物质是纤维素，分子式为[C 6 H 10 O 5]n。分子式中[C 6 H 10 O 5]为葡萄糖剩基，n为聚合度，普通黏胶长丝和短纤维的聚合度为300～500。

黏胶纤维的取向度低于棉、麻等天然纤维素纤维，非晶区比例高于天然纤维素纤维，而且缝隙、空洞既大又多，甚至还有直径为100nm左右的球形空泡，这也是黏胶纤维附着水能力比较强的主要原因。普通黏胶纤维的平均聚合度较低，内部晶粒较小。

黏胶纤维的截面为不规则锯齿形，纵向平直有不连续条纹。普通黏胶纤维的横截面具有皮芯层芯鞘结构。皮层较薄，组织结构细密，由取向性好的小晶粒组成。芯层结构的晶粒较大，且均处于取向性差的非结晶性基质内。

黏胶纤维的皮层和芯层在结晶度、取向度、晶粒大小及密度等方面具有差异。一般来说，皮层具有高强低伸的性能特征；芯层不仅吸湿稳定，且湿强损失小，强度与模量均高。黏胶纤维皮层在水中的膨润度较低，吸湿性较差，对某些物质的可及性降低。

2.铜氨纤维　通过铜氨溶液制备的再生纤维素纤维，商品名为铜氨纤维。

铜氨纤维是很细的纤维，其单纤维线密度为0.44～1.44dtex。与黏胶纤维不同，铜氨纤维的横截面为结构均匀的圆形，无皮芯结构。

铜氨纤维的平均聚合度比黏胶纤维高，可达450～550。因此，铜氨纤维的性能与风格比黏胶纤维优越，能加工风格良好的织物。

铜氨纤维的性能和黏胶纤维基本相近，但与黏胶纤维相比，又具有不同的特点。

（1）力学性质。铜氨纤维的强度比黏胶纤维稍高，干态强度2.6～3.0cN/dtex，湿态强度是干态强度的65%～70%。此外，铜氨纤维的耐磨性和耐疲劳性也比黏胶纤维好。

（2）光泽和手感。铜氨纤维单纤维很细，制成的织物手感柔软，织物光泽柔和，有真丝感。

（3）吸湿性和染色性。铜氨纤维在标准状态下的回潮率为12%～13.5%，吸湿性比棉纤维好，与黏胶纤维接近。但铜氨纤维的吸水量比黏胶纤维高20%左右。铜氨纤维对染料的亲和力较大，上色较快，上染率高。

（4）化学性质。铜氨纤维能被热稀酸和冷浓酸溶解，遇强酸会发生膨化并使纤维的强度降低，直至溶解。铜氨纤维一般不溶于有机溶剂，溶于铜氨溶液。

铜氨纤维一般制成长丝，用于制作轻薄面料和仿丝绸产品，如内衣、裙装、睡衣等。铜氨纤维也是高档服装里料的重要品种之一。铜氨纤维与涤纶交织面料、铜氨纤维与黏胶纤维交织面料是高档西服的常用里料。铜氨纤维制成的里料爽滑、悬垂性好。

3.莱赛尔（Lyocell）纤维　莱赛尔纤维是用N-甲基吗啉氧化物-水（NMMO-H2O）体系溶解纤维素，经纺丝得到的一种新型再生纤维素纤维。NMMO-H2O有机溶剂无毒，99.9%以上的溶剂可回收利用，所以天丝被称为“21世纪的绿色纤维”。目前，莱赛尔纤维最有名的注册商标为“Tencel®”，我国俗称天丝。

天丝纤维的截面呈圆形，结构均匀，无明显的皮芯结构，纤维表面较光滑。此外，莱赛尔纤维的结晶度为45%～54%，晶区取向因子为0.90～0.94，均比黏胶纤维高。

4.莫代尔（Modal）纤维　莫代尔纤维是20世纪80年代兰精公司以榉木制成的木浆为原料，经纺丝制成的具有高湿模量的再生纤维素纤维。

莫代尔纤维具有超柔软的触感、优良的吸湿性和较高的湿态强度，是制作毛巾、浴巾、床单类纺织品的最佳材料。利用纤维初始模量较高、耐磨性好、色泽亮丽的特点，可开发挺阔、悬垂性好的织物和针织内衣面料。莫代尔纤维具有绝佳的柔软舒适性和竹浆纤维的天然抗菌性、吸湿性、透气性，是针织内衣面料的首选原料。

莫代尔纤维、竹浆纤维与黏胶纤维的截面形态一样，均为锯齿形皮芯结构。莫代尔纤维截面形态更接近梅花形。莫代尔纤维、竹浆纤维的纵面形态均呈现沟槽特征，与黏胶纤维一样，如图1-11所示。

5.竹浆纤维　竹浆纤维是以3～4年生的健壮挺拔的优质青竹为原料，经高温蒸煮成竹浆，提取纤维素，再经制胶、纺丝等工序而制成的再生纤维素纤维，如图1-11所示。纺丝方法与普通黏胶基本相同。竹浆纤维的细度和白度与普通黏胶纤维接近，又被称为竹材黏胶纤维。

竹纤维可以纯纺，也可以与棉、麻、绢、毛、莱赛尔纤维、莫代尔纤维、涤纶等其他原料混纺，织制成机织物、针织物和非织造布，用于卫生材料用品、内衣、袜子、服装、装饰等领域。

竹浆纤维纵向表面光滑、均一，呈多条较浅的沟槽，横截面边沿是不规则锯齿形，内有很多大小不等的小孔洞。竹浆纤维的皮芯结构较为明显，而锯齿特征不及黏胶纤维。

竹浆纤维的结晶度与天然黏胶纤维相差不大，约为45%。

在20℃和相对湿度95%的大气条件下，竹浆纤维的回潮率可达45%，黏胶纤维为30%。竹浆的吸湿速度特别快，回潮率从9%上升到45%仅需6h。而黏胶纤维的回潮率从9%上升到30%需要8h以上。

竹浆纤维的耐热性好于黏胶纤维和棉纤维。

竹浆纤维对无机酸的稳定性比黏胶纤维小，温度升高时，酸的破坏作用特别明显。竹浆纤维在碱中的膨润和溶解作用较强。在相同条件下，碱对竹浆纤维的渗透性比普通黏胶纤维大，因此耐碱性差。

竹浆纤维具有良好的抗静电性能。

竹浆纤维具有天然抗菌性，能抵御外界病虫害。竹纤织物对200～400nm的紫外线透过率几乎为零，因而具有很好的紫外线屏蔽作用，保证人体不受紫外线伤害。

二、再生蛋白质纤维

再生蛋白质纤维是指用酪素、大豆、花生、牛奶、胶原等天然蛋白质为原料经纺丝形成的纤维。为了克服天然蛋白质本身性能上的弱点，通常与其他高聚物经接枝共聚或混纺成为复合纤维。

1.牛奶蛋白复合纤维　牛奶蛋白复合纤维又称酪素纤维，是以牛奶为原料，经脱水、脱油、脱脂、分离、提纯使之成为一种具有线型大分子结构的乳酪蛋白；再采用高科技手段与聚丙烯腈或聚乙烯醇等高聚物进行共混、交联、接枝或醛化，制备成纺丝原液；最后通过湿法纺丝成纤、固化、牵伸、干燥、卷曲、卷绕而成。牛奶蛋白与聚丙烯腈共混、交联、接枝得到的纤维称作腈纶基牛奶蛋白纤维；牛奶蛋白与聚乙烯醇共混、交联、接枝得到的纤维称作维纶基牛奶蛋白纤维；牛奶蛋白与纤维素共混制得的纤维称作黏胶基牛奶蛋白纤维。

牛奶蛋白纤维具有天然蛋白纤维的蚕丝光泽和亲肤性、羊绒的手感和保暖性以及合成纤维的易护理性，因此，其产品大多应用于与皮肤直接接触的服用材料。

腈纶基牛奶蛋白纤维的截面类似于腈纶的圆形或哑铃形，纵面沟槽直而均匀且有微小的蛋白质颗粒附着物；维纶基牛奶蛋白纤维的截面类似于维纶的腰圆形，纵面沟槽由断续的凹坑构成，如图1-12所示。

牛奶蛋白纤维耐碱性较差，耐酸性稍好；具有较好的耐光性；适用的染色剂种类较多，上染率高且速度快，染色均匀，色牢度好。

牛奶蛋白纤维具有天然的抗菌功效，不会对皮肤造成过敏反应；对皮肤具有一定的亲和性，制成的纺织品和服装具有良好的舒适性。

牛奶蛋白纤维表面光滑柔软，在纺纱过程中的抱合力差，容易黏附机件，为满足成纱的需要，必须采取添加抗静电剂等措施进行预处理，以提高其抗静电能力。

牛奶蛋白纤维耐热性差，在湿热状态下轻微泛黄，在120℃以上泛黄，150℃以上变褐色。因此洗涤温度不能超过30℃，熨烫温度不能超过120℃，最好是用低温（80～20℃）熨烫。牛奶蛋白纤维的化学稳定性差，耐碱性与其他蛋白质纤维类似，不能使用漂白剂漂白。同时它的抗皱性差，具有淡黄色泽，不易生产白色产品。

2.大豆蛋白纤维　大豆蛋白纤维是我国自主研发并在国际上率先实现工业化生产的具有完全自主知识产权的纤维。

大豆蛋白纤维具有纤细、光滑、柔软的特点和怡人的光泽、良好的悬垂性和吸湿透气性，蛋白质对人体具有保健作用，在内衣、睡衣领域大有开发潜力。

大豆蛋白与聚丙烯腈共混、交联、接枝得到的纤维称作腈纶基大豆蛋白纤维；大豆蛋白与聚乙烯醇共混、交联、接枝得到的纤维称作维纶基大豆蛋白纤维；大豆蛋白与纤维素共混制得的纤维称作黏胶基大豆蛋白纤维。

维纶基大豆蛋白纤维的横截面近似圆形，有表皮层，表皮层薄而结构较为紧密，芯层结构松散不匀，含有多而大小不一的孔洞和缝隙。纵面有沟槽和凹凸坑，表面附有小颗粒。

腈纶基大豆蛋白纤维的横截面近似豆瓣状，结构较紧密、均匀，含有一定量的微小孔洞和缝隙。

黏胶基大豆蛋白纤维的横截面呈扁平状、哑铃形或腰圆形，有皮芯结构，横截面上有细小微孔；纵向表面不光滑，有不规则的沟槽和海岛状的凹凸。

纤维截面中布满的大大小小的空隙和纵向凹凸坑、表面附有的小颗粒是大豆蛋白纤维与相应基体纤维形态的主要区别，如图1-13所示。

大豆蛋白纤维在标准大气条件下的平衡回潮率为：腈纶基5%～6%，维纶基6%～7%，黏胶基13%～14%。

大豆蛋白纤维的表面沟槽和纤维孔洞使纤维具有显著的毛细管效应，其导湿性优于竹浆纤维、莫代尔纤维等吸湿性好的纤维。

3.蚕蛹蛋白复合纤维　蚕蛹蛋白复合纤维由两种物质构成，具有两种聚合物的特性。蚕蛹蛋白黏胶共混纤维有金黄色和浅黄色两种，具有皮芯结构，外层是蛋白质，芯层是黏胶纤维素。

蛋白液与黏胶的混合纺丝液经酸浴凝固成形时，蛋白质主要分布于纤维的表面，形成了特定的皮芯结构。具体过程如下：蚕蛹蛋白纤维是以缫丝后的蚕蛹为原料，经过脱脂、碱液溶解、过滤、加入硫酸得到蛹酪素，蛹酪素经水洗、烘干后用于纺丝。纺丝时蛹酪素溶解液和黏胶溶解液在喷丝口同时喷出，并发生化学反应，形成蛹蛋白黏胶纤维，形态如图1-14所示

4.花生纤维和玉米纤维

（1）花生蛋白纤维是从花生粕饼中分离出花生蛋白质，溶解于一定比例的碱溶液，获得花生蛋白液。然后加入变性剂和引发剂、一定量的羟基高聚物，经过接枝、共混、共聚得到纺丝液，然后经纺丝、拉伸、定型等工艺而制成。花生蛋白纤维的理化性能与其他再生蛋白质纤维类似，手感舒适、透气光滑、保健性能好，不足之处是纤维的断裂强度相对较低，吸湿率很高，故纤维干、湿状态下的强度相差较大。花生蛋白纤维具有蚕丝般的轻柔与光泽，具有棉纤维的透气舒适，羊毛般的保暖、挺括；并具有染色性能好、吸湿适宜等优点。产品可与羊毛、丝、棉、麻及化学纤维混纺，具有吸湿、透气、柔软、光滑、保健等特点。花生蛋白纤维加工容易、原料丰富、成本低、无三废污染，属于环保型可再生的绿色纺织材料，具有广阔的市场前景，目前还没有进行大规模产业化生产。

（2）玉米蛋白纤维是用异丙醇从玉米残渣中提取玉米蛋白质，利用碱液溶解，经过滤、脱泡、共聚，最后用湿法纺丝方法制成。玉米蛋白纤维的化学组成、染色性能与羊毛相似。玉米蛋白纤维呈金黄色，不霉、不蛀，具有羊绒般手感、柔软、滑爽；又有蚕丝般的光泽，纤维细、轻，强伸度高，耐酸碱性能好，有优良的导湿性和放湿性。玉米蛋白纤维的飘柔性和悬垂性优于蚕丝，耐沸水收缩、耐干热，可针织、机织成各种超薄或加厚的高档服装面料。玉米纤维柔软细腻，具有丝质的光泽度和极佳的皮肤接触性。博洋家纺利用玉米蛋白纤维做高档被芯的填充物。

玉米蛋白纤维有广泛的应用价值，可制成纱、织物、非织造布，也可以与棉、羊毛或黏胶纤维等可分解性纤维混纺。它满足了人们对穿着舒适性、美观性的追求，是环保型可再生的绿色纤维，具有广阔的市场前景。

5.再生动物毛蛋白复合纤维　再生动物毛蛋白复合纤维是利用猪毛、羊毛下脚料等不可纺蛋白质纤维或废弃蛋白质材料经纺丝得到的纤维。此纤维性能良好，原料来源广泛，且充分利用了某些废弃材料，也有利于环境保护。由于天然蛋白质纤维力学性能较差，往往与其他高聚物材料如聚丙烯腈等接枝或与黏胶纤维等混纺。用这种纤维制成的纺织品手感丰满，性能优良，价格远低于同类羊毛面料，具有较强的市场竞争力。

再生动物毛蛋白复合纤维性能非常优越，纤维中有多种人体所必需的氨基酸，具有独特的护肤保健功能。无论蛋白质含量多少，各种氨基酸均匀分布在纤维表面，其氨基酸系列与人体相似，对人体皮肤有一定的相容性和保护作用。再生动物毛蛋白复合纤维制品吸湿透气性好，穿着舒适，具有良好的悬垂性和蚕丝般的光泽以及独特的风格，成为高档时装、内衣的时尚面料，具有良好的开发前景。

再生动物毛蛋白与丙烯腈复合纤维的形态结构SEM照片如图1-15所示。纤维横截面呈不规则锯齿形，而且随蛋白质含量的增加，纤维中的缝隙孔洞数量增加，体积变大，并存在一些球形气泡；纤维的纵向表面较光滑，随蛋白质含量增加，其表面光滑度下降，当蛋白质含量过高时，纤维表面就变得粗糙。

再生动物毛蛋白复合纤维具有较好的耐酸碱性，水解速度随酸浓度的增加而增大，再生动物毛蛋白复合纤维受到酸损伤的程度比纤维素纤维小。随碱液浓度的增加，纤维溶解性先增加后降低。再生动物毛蛋白纤维具有一定的耐还原能力，即还原剂对其丝素作用也很弱，没有明显损伤。

三、再生甲壳质纤维与壳聚糖纤维

甲壳质是指由虾、蟹、昆虫的外壳及从菌类、藻类细胞壁中提炼出来的天然高聚物。壳聚糖是甲壳质经浓碱处理脱去乙酰基后的化学产物。由甲壳素和壳聚糖溶液再生改制后形成的纤维分别被称为甲壳质纤维和壳聚糖纤维。

甲壳质又称甲壳素、壳质、几丁质，是一种由α-乙酰基-α-脱氧-β-D-葡萄糖通过糖苷键连接起来的带正电的天然直链多糖，化学名称是（1，4）-α-乙酰基-α-脱氧-β-D-葡萄糖，简称为聚乙酰氨基葡萄糖。

壳聚糖是甲壳质大分子脱去乙酰基的产物，又称脱乙酰甲壳质、可溶性甲壳质、甲壳胺，化学名称为“聚氨基葡萄糖”。甲壳质、壳聚糖和纤维素结构十分相似，可视为纤维素大分子C2位上的羟基（—OH）被乙酰基（—NHCOCH2）或氨基（—NH2）取代后的产物。

甲壳质纤维和壳聚糖纤维是优异的生物工程材料，可用作医务创可贴及手术缝合线。直径为0.21mm的手术缝合线断裂强力可达900cN，10天左右即可被降解并由人体排出。这两种纤维还可制成各种抑菌防臭纺织品，具有一定的保健作用。甲壳质纤维与超级淀粉吸水剂结合制成的妇女卫生巾、婴儿尿不湿等具有卫生和舒适的特点。甲壳质纤维还可为功能性保健内衣、裤袜、服装及床上用品、医用非织造物提供新材料。

四、海藻纤维

海藻纤维原料来自天然海藻中所提取的海藻多糖。海藻纤维含有对人体有益的氨基酸、维生素、矿物质等成分，可广泛应用于衣物及家用纺织品、医用非织造布、室内装饰及生物吸收材料等领域，制成的织物具有抗菌润颜、消炎止痒、美容等保健作用。

海藻纤维有两类：纯海藻纤维和纤维素海藻纤维。用于制备海藻纤维的海藻酸钠是从海藻中提取后经消化、钙析、脱钙后得到的精制品。

纯海藻纤维是将海藻酸钠在室温下溶于水，经高速搅拌制成5.0%左右的海藻酸钠水溶液，经过滤、脱泡后得到纺丝溶液。纺丝溶液经计量泵、喷丝头进入凝固浴，经过含有二价金属阳离子（一般为CaCl2，Mg2+除外）的凝固浴进行凝固，经拉伸、水洗、烘干等过程得到纯海藻纤维。

纤维素海藻纤维有黏胶法纤维素海藻纤维和溶剂法纤维素海藻纤维两种。黏胶法纤维素海藻纤维是将海藻酸钠溶解于稀碱中形成一定黏度的透明黏稠液，然后与黏胶纺丝液短时间充分混合后直接送往纺丝机，经纺丝、精练、烘干制得黏胶纤维素海藻纤维。纺织用海藻纤维通常用从海藻中提取出来的海藻酸钠精制品与纤维素共混纺丝得到。溶剂法纤维素海藻纤维是将海藻粉末制成小于9μm的微细颗粒，将其加在纤维素的N-甲基吗啉-N-氧化物溶液中，或在纤维素溶解前加入，形成由纤维素、海藻、N-甲基吗啉-N-氧化物/水组成的纺丝液，通过干湿法纺丝加工得到。其强度与普通莱赛尔纤维相近，具有较好的可纺性。