再生纤维素纤维：无污染天然材料的理想选择

再生纤维素纤维的主要组成物质都是纤维素大分子，与棉、麻相同，所以其许多物理化学性能也与棉、麻类似。例如，适用的染料与棉相同，而且容易染色，色谱全；其次吸湿性好，抗静电性好，穿着舒适性好，适合制作内外衣、床品等日用纺织品。在崇尚天然材料的当今社会，再生纤维素纤维常常成为仅次于天然纤维的首选材料。

1.普通黏胶纤维 用化学方法制得的再生纤维素纤维的内部结构不同于自然生长出的棉、麻纤维，大分子的聚合度和取向度一般都比较低，普通黏胶纤维的聚合度一般低于200，大分子之间的缝隙孔洞较多、较大，这些结构特征使其具有一些特殊的物理化学性能：水分子和染料分子容易进入纤维内部，在标准温湿度条件下，普通黏胶纤维的回潮率可达13%；普通黏胶纤维表现出明显的吸湿膨胀现象，吸湿后截面增长达60%～80%，导致吸湿后织物变硬、变厚，经纬向尺寸减小；吸湿后强度下降约60%，见表2-14。

表2-14　普通黏胶纤维、强力黏胶、波里诺西克纤维的力学性能

普通黏胶纤维的横截面为不规则的锯齿形，纵向有沟槽，见图2-47。普通黏胶纤维有明显的皮芯结构，皮层较薄，皮层大分子的结晶颗粒小，呈现均匀的微晶结构，取向度较高；芯层大分子的取向度较低，结晶颗粒较大，结晶度较高。

习惯将普通黏胶纤维的棉型纤维叫作人造棉，毛型纤维叫作人造毛，长丝型纤维叫作人造丝。

近年大量使用的竹浆纤维的制造工艺与普通黏胶纤维相同，唯一不同的是其纤维素高聚物来源于天然的竹子，所以，竹浆纤维沿袭了天然竹子的抑制细菌繁殖的特性和凉快的皮肤触感，此外，它具有普通黏胶纤维的一切特性，纵横向形态也类似，往往强度还略低于普通黏胶纤维。

2.强力黏胶纤维 再生纤维素纤维的皮层和芯层厚度比例可通过工艺进行控制，强力黏胶纤维就是利用特殊的纺丝工艺制造的厚皮层或全皮层结构纤维，其粒晶微细而均匀，取向度适中，其湿强度、干强度、抗疲劳性能都较普通黏胶纤维有明显提高，见表2-15。强力黏胶纤维大多用作产业用纺织品，如轮胎帘子线、传送带、绳索等。强力黏胶纤维的外观轮廓比较圆滑。

3.高湿模量纤维 改变纺丝技术，还可制得全芯层结构的高湿模量纤维（国内曾叫作富强纤维），它具有较高的结晶度和取向度，较大的晶粒尺寸，使高湿模量纤维的湿强度和湿模量都较普通黏胶纤维有大幅度提高，见表2-4。高湿模量纤维的截面形态也比较圆滑，见图2-48。

图2-48　再生纤维素纤维的截面形态

Modal纤维（莫代尔）、波里诺西克纤维是国外不同公司生产的高湿模量纤维，它们的干强接近于涤纶，湿强要比普通黏胶提高许多（干强为3.56cN/dtex，湿强为2.56cN/dtex），光泽、柔软性、吸湿透湿性、染色性、染色牢度均优于纯棉产品，并具有更好的形态与尺寸稳定性，用它所做成的面料具有柔软的触感和悬垂感以及极好的耐穿性能。

4.莱赛尔纤维（Lyocell，天丝） 黏胶纤维的生产对环境污染大、流程长、劳动力和投资成本相对较高，半个世纪以来，人类一直在寻找更为有效的技术路线。20世纪80年代，荷兰阿克苏·诺贝尔公司开发出用溶剂法纺制纤维素纤维即“莱赛尔”纤维的生产技术（发明专利），英国的考陶尔兹公司和奥地利的兰精（Lenzing）公司先后得到阿克苏·诺贝尔公司的短纤生产许可证。考陶尔兹公司获得Tencel短纤生产许可证后，经过几年研究，于1989年研制成功第一个全新的无污染再生纤维素纤维，并于1993年开始批量生产。考陶尔兹公司独家注册的商标名为“Tencel”，并给“Tencel”一个正式学名“Lyocell”，后来被国际再生纤维与合成纤维标准化局（BISFA）认定为这类纤维的统一学名。目前，除Tencel短纤外，还有奥地利兰精（Lenzing）公司生产的Lyocell短纤，荷兰阿克苏·诺贝尔公司生产过Newcell长丝。Lyocell也是奥地利兰精公司的商品名，它在中国注册的商品名是“天丝”。近5年中国的山东、河北等地也开始规模化生产莱赛尔纤维。

Lyocell纤维是将有机溶剂N-甲基吗琳-N-氧化物（NMMO）的水溶液与木浆中的纤维素混合，加热到完全溶解，过滤后纺丝得到的再生纤维素纤维。溶剂无毒，对人体无害，在溶解过程中不会产生任何衍生物和化学作用，并且98.5%的溶液可循环再利用。另外，废弃的Tencel纤维在泥土中能够完全分解，大大降低了对环境的伤害及污染。所以，它被称作“21世纪的新型绿色环保纤维”。

莱赛尔纤维中分子排列比棉和普通黏胶纤维更加紧密，其干湿强力都很高，干强远超过其他纤维素纤维，与聚酯纤维接近，湿强约为干强的85%，比普通黏胶纤维的湿强高很多。所以，莱赛尔纤维能承受更强的机械作用力及化学药剂的处理，织物不易被损伤。莱赛尔纤维无明显湿膨胀现象，织物尺寸稳定，可广泛用于高档纺织品。莱赛尔纤维具有纤维素纤维的一切特性：良好的吸湿性、舒适性、染色性及生物降解性等。Lyocell纤维的截面为圆形，见图2-48，其织物具有独特的光泽、柔软光滑的手感，普通型Lyocell纤维经原纤化整理后具有桃皮绒感（图2-49），且丰厚，富有弹力，具有悬垂感和挺括度。能与棉、毛、麻、腈、涤、锦等混纺或交织，可以环锭纺、气流纺、包芯纺，可开发出高附加值的机织、针织时装织物，运动服、休闲服织物，牛仔织物，装饰织物，产业用织物等。

图2-49　考陶尔兹公司的标准型Tencel和A100型Tencel纤维织物

5.醋酯纤维 纤维素与醋酸发生反应，生成纤维素醋酸酯，用该高聚物纺丝制成的纤维称作醋酯纤维。按醋酯化程度不同，分为二醋酯纤维和三醋酯纤维两类。二醋酯纤维的酯化程度低，能够溶解于丙酮，三醋酯纤维的酯化程度高，不溶于丙酮，但能溶解于三氯甲烷或二氯甲烷。醋酯纤维的截面形态见图2-50。(https://www.xing528.com)

醋酯纤维的性能与纤维素纤维差异较大，最明显的特征是光泽和手感接近真丝，在涤纶仿真丝技术进步以前曾经是很好的化纤仿真丝原料。醋酯纤维的模量仅为28.2～29cN/dtex，所以柔软、易变形，而且在低伸长下仍然有较高的弹性回复率。醋酯纤维还具有热塑性，即将其加热到一定温度以上，纤维及其制品的空间形态能够根据人为控制发生变化，并且降温后保持该形态不变。这些优良特性使醋酯纤维适合制作内衣、儿童衣物、妇女服装和装饰用品等。醋酯纤维还被广泛用于香烟过滤嘴、具有透析功能的人工肾、化工净化和分离等用途。醋酯纤维的缺点是耐磨性差、强度低、染色性较差。

二醋酯纤维在200～300℃软化，260℃熔融并分解。三醋酯纤维大约在300℃熔融分解。二醋酯纤维的强度为1.1～1.2cN/dtex，伸长为25%～45%，在标准大气条件下的回潮率仅为4.5%。

6.铜氨纤维 铜氨纤维的制造工艺是将纤维素溶于铜氨溶液制成铜氨纺丝液，从喷丝孔喷出，先经急流水高倍牵伸（牵伸倍数约为300倍），后进入稀酸浴（常用5%H2SO4）还原成铜氨纤维。铜氨纤维的聚合度达450～550，截面形态比黏胶纤维光滑，无皮芯结构，见表2-15。

图2-50　常见纤维素纤维的横截面形态

铜氨纤维的性能比普通黏胶纤维的优越，强度为2.6～3.0cN/dtex，湿强为干强的65%～70%，耐磨性和耐疲劳性比黏胶纤维好，单纤维线密度可达0.4～1.3dtex，所以铜氨纤维织物的手感柔软、光泽柔和、富有真丝感。在标准大气条件下，铜氨纤维的回潮率为12%～13%，上色快、上色率高。由于原料限制（铜氨溶液），铜氨纤维的产量一直不高。

各种再生纤维素纤维和天然纤维素纤维的组成物质相同，商品贸易中很难鉴别这些纤维原料及其纺织品，图2-50和表2-15所示的纤维横截面和纵向形态成为鉴别这些纤维的重要特征。

表2-15　常见纤维素纤维的纵向形态

续表