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天然纖維,是自然界存在和生長的、具有紡織價值的纖維。全世界天然纖維的產量很大,並且在不斷增加,是紡織工業的重要材料來源。

1 天然纖維 -天然纖維概念

 

天然纖維天然纖維製品

天然纖維是自然界原有的或經人工培植的植物上、人工飼養的動物上直接取得的紡織纖維,是紡織工業的重要材料來源。

2 天然纖維 -天然纖維的分類


天然纖維的種類很多﹐長期大量用於紡織的有棉﹑麻﹑毛﹑絲四種。

棉和麻是植物纖維,毛和絲是動物纖維。石棉存在於地殼的岩層中,稱礦物纖維,是重要的建築材料,也可以供紡織應用。棉纖維的產量最多,用途很廣,可供縫製衣服、床單、被褥等生活用品,也可用作帆布和傳送帶的材料,或製成胎絮供保溫和作填充材料。

麻纖維大部分用於製造包裝用織物和繩索,一部分品質優良的麻纖維可供作衣著。羊毛和蠶絲的產量比棉和麻少得多,但卻是極優良的紡織原料。用毛纖維製成呢絨,用絲纖維製成綢緞,縫製作衣著,華麗莊重,深受人們喜愛。在紡織纖維中中,只有毛纖維具有壓製成氈的性能。毛纖維也是纖制地毯的最好的原料。

3 天然纖維 -天然纖維運用領域簡介

一、植物纖維


  主要組成物質是纖維素,又稱為天然纖維素纖維。是由植物上種籽、果實、莖、葉等處獲得的纖維。根據在植物上成長的部位的不同,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;

天然纖維天然纖維製品


  3.莖纖維:苧麻、亞麻、大麻、黃麻等。

二、動物纖維


  主要組成物質是蛋白質,又稱為天然蛋白質纖維,分為毛和腺分泌物兩類。
  1.毛髮類:綿羊毛、山羊毛、駱駝毛、兔毛、氂牛毛等;
  2.腺分泌物:桑蠶絲、柞蠶絲等。

三、礦物纖維


  主要成分是無機物,又稱為天然無機纖維,為無機金屬硅酸鹽類,如石棉纖維。

四、 化學纖維


  用天然的或人工合成的高分子化合物為原料經化學紡絲而製成的纖維。可分為人造纖維、合成纖維、無機纖維。

五、人造纖維


  用纖維素、蛋白質等天然高分子物質為原料,經化學加工、紡絲、后處理而製得的紡織纖維。用失去紡織加工價值的纖維原料,經人工溶解或熔融再抽絲而製成,其原始的化學結構不變,纖維成分仍分別為纖維素和蛋白質,而形成的物理結構、化學結構變化的衍生物,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、富強纖維、銅氨纖維等;(其區別為用燒鹼、二氧化硫不同的溶液溶解)
  2.纖維素酯纖維:醋酯纖維;

天然纖維天然纖維製品


  3.再生蛋白質纖維:大豆纖維、花生纖維等。

六、合成纖維


  用人工合成的高分子化合物為原料經紡絲加工製得的纖維。
  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。

七、無機纖維

  以礦物質為原料製成的纖維,如:玻璃纖維、金屬纖維等。

4 天然纖維 -天然纖維和化學纖維的區別

鑒別方法:
①鑒別的方法有手感、目測法、燃燒法、顯微鏡法、溶解法、藥品著色法以及紅外光譜法等。在實際鑒別時,常常需要用多種方法,綜合分析和研究以後得出結果。
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纖維。
B. 如果是天然纖維,則用顯微鏡觀察法鑒別各類植物纖維和動物纖維。如果是化學纖維,則結合纖維的熔點、比重、折射率、溶解性能等方面的差異逐一區別出來。
C. 在鑒別混合纖維和混紡紗時,一般可用顯微鏡觀察確認其中含有幾種纖維,然後再用適當方法逐一鑒別。
D. 對於經過染色或整理的纖維,一般先要進行染色剝離或其它適當的預處理,才可能保證鑒別結果可靠。

5 天然纖維 -新型天然纖維

l、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、質地柔軟、穿著舒適、不用染色加工、能減少污染環境的一種生態環保纖維。目前,彩棉基本色調只有棕色和綠色兩大類,由於彩棉深淺不一,可顯現出多種顏色。彩棉雖然有許多優點,但存在可紡性差,顏色種類少,色澤不穩定、易變色等缺點。彩棉形態結構與白棉相似,纖維較細、生成的纖維素次生胞壁很薄,胞腔很大,色素主要分佈在纖維次生胞壁中。彩棉中纖維素含量佔85-90%,而白棉中纖維素含量在94%左右。其餘物質主要是蠟質,其含量是白棉的6-13倍,灰分含量是白棉的1.4-1.6倍,蛋白質含量是白棉的1.75-2.1倍,含氮物質也較多。彩棉中銅、鐵、鋅、鋁含量高於白棉,其它金屬含量低於白棉。彩棉中天然色素不穩定,在染整加工中遇酸和鹼、氧化劑易變色,加工中要注意變色問題。

天然纖維天然纖維


新疆中國彩棉(集團)股份有限公司自育品種和美國BC公司彩棉品質指標基本接近。目前國內培育的彩棉纖維長度接近於普通白色陸地棉品種,同時培育了長度達32mm、強度為27CN/tex以上的中長絨彩棉新品,並逐漸解決彩棉的質量和產量低的難點。
日前開發的產品有純彩棉、彩棉/白棉、彩棉/天絲、彩棉/Modal等混紡或交織、色織的針織和機織紡織品。

2、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、色調柔和、色澤豐富而艷麗,有些顏色採用染色加工難以達到的色澤。桑蠶彩色繭絲主要有黃紅繭系和綠繭系兩大類,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。黃紅繭系的顏色來自桑葉中的類胡蘿蔔素(-胡蘿蔔素、新生胡蘿蔔素)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部有很多空隙,最多達10%,是一種多孔蛋白質纖維,輕盈漂逸、吸濕性優良、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UV-B透過率小於0.5%,UV-A和UV-C透過率不足2%。 繭絲外層絲膠有很好的抗菌作用,用野蠶絲無紡布接種黃色葡萄球菌、綠濃桿菌、大腸桿菌、枯草桿菌等,使接種的細菌數減少99.9%。4、抗氧化功能好:生物在生命活動中,在不良環境中會不斷產生多種活性氧自由基 ,這些自由基氧化能力強,能破壞生物機體。彩色繭絲分解這些自由基的能力遠遠高於白繭絲,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。將彩色繭絲製成內衣,或者做化妝品有很好護膚養顏作用,免除這些活性基對人體的危害。
在天然彩色繭絲的開發應用方面,日本、中國、泰國、柬埔寨、越南、印度等進行了很多研究工作。中國地域廣大,大部分地區都適宜開發彩色桑蠶繭和野蠶繭資源。彩色資源開發應用,關鍵技術是品種選育和制絲技術。彩色蠶繭線色澤較穩定,在染整加工中變色較小,有一定的耐光牢度,是開發高檔紡織品的極優材料。

3、原竹纖維


目前生產的竹纖維有兩種:一種為天然竹纖維(也稱原竹纖維或天竹纖維),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-機械及化學加工過程中不破壞竹材的纖維素結構,只去除纖維素束內外的雜質(木質素、多戊糖、竹粉和果膠等),保留天然竹纖維素形態、分子結構和聚集態結構。原竹纖維的優點很多:有較高的強度,吸濕排汗性好,具有很好的抗菌性能和抗紫外線功能,製成服裝具有涼爽舒適性。但原竹纖維在纖維提取過程中保留著纖維束狀態,長度差異大,短者約2cm左右,最長的與竹節相近(約30cm左右),纖維纖度較粗,離散度大,手感稍有粗硬。目前,產量較低,還未實現工業化生產,價格偏高。由於原竹纖維性狀和結構與薴麻相近,容易魚目混珠。

6 天然纖維 -纖維素的研發歷史及產品應用

研發歷史

自然界存在的天然纖維主要有,棉花,麻類,蠶絲和動物毛。其中棉花和麻類的分子成份主要是纖維素,而蠶絲和毛類的分子成份主要是蛋白質(呈聚醯胺高分子形式存在)。
人類使用天然纖維的歷史可以追溯到遠古時代,據中國科學技術史記載,中國於4000-5000年前已出現蠶絲及麻類織物,3000年前出現毛布,2000年前出現棉類織物。
天然界除棉花、麻類外,樹木、草類也大量生長著纖維素高分子,然而樹木、草類生長的纖維素,不是呈長纖維狀態存在,不能直接當作纖維來應用。將這些天然纖維素高分子經過化學處理,不改變它的化學結構,僅僅改變天然纖維素的物理結構,從而製造出來可以作為纖維應用的而且性能更好的纖維素纖維,這個技術稱為人造纖維技術。人造纖維是化學纖維的一種,合成纖維是化學纖維的另一種。目前的人造纖維僅有「粘膠絲」(稱人造棉)一個種類,它的化學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」最早出現於19世紀未葉,1890年出現了將纖維素分子硝化改性后溶於乙醇或乙醚做成溶液,而後經噴絲板擠出成絲,在凝固浴中凝固成型的濕法紡絲「人造纖維」技術。1905年進一步改進成將纖維素分子直接溶於鹼性二硫化碳溶液,然後再濕法紡絲的技術,這種纖維稱為粘膠絲。之後又出現銅氨溶液技術。以二硫化碳為溶劑的紡絲技術和銅氨溶液技術一直應用到上世紀60~70年代,后因所用溶劑的環境污染問題,而漸漸被淘汰。上世紀80年代初,歐洲出現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,這種溶劑無毒而且可以回收,因此出現了對環境無污染的「綠色粘膠絲」新工藝(Lyocell)的研發,並於90年代初工業化。中國的綠色粘膠絲技術(Lyocell),從2000年起開始逐步產業化。

產品應用

  天然纖維主要用作衣物及各種紡織品。粘膠絲主要用於代替部分棉花,做各種織物及服裝等。粘膠絲纖維還可用做碳纖維的原料,來燒制高強度高模量碳纖維,還可以在成纖過程中將纖維素溶液紡製成「中空」的管狀纖維,用做污水處理,飲用水凈化技術(製作飲用「礦泉水」)中的膜分離材料。
天然纖維及人造纖維產業主要在紡織領域,研發各種適於市場需求的物美價廉紡織產品及服裝製品等,是紡織行業的主要目標之一。而天然纖維作為高分子來講,研究它的化學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。
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