壳聚糖纤维的性能特点：抑菌优异、断裂伸长率低、回潮率高

（一）线密度

线密度是纤维粗细的程度。纤维的粗细可用纤维的直径和截面积表示，但纤维的截面积不规则和不易测量。在化学纤维工业中，通常以单位长度的纤维质量，即线密度表示，其法定单位为特克斯，简称特，符号为tex，定义为1000m长的纤维在公定回潮率时的重量，其1/10为分特（dtex）。

工业化的壳聚糖纤维线密度一般在1.6dtex左右。以壳聚糖纤维作为水刺非织造材料的原料时，选择线密度较小的纤维，梳理的效果和成网的均匀性都会比较好，梳理强度也会相对较低，制得的非织造材料密度大、强度高、手感柔软[214，215]。

（二）力学性能

1.断裂强度

断裂强度是表征纤维品质的主要指标，即纤维在标准状态下受恒速增加的负荷作用直到断裂时的负荷值，提高纤维的断裂强度可改善制品的使用性质。工业化壳聚糖纤维的断裂强度在1.4～2.0cN/dtex，与常用的纤维相比断裂强度偏小，所以单一成分的壳聚糖纤维织物开发困难。

2.断裂伸长率

纤维拉伸时产生的伸长占原来长度的百分率称为伸长率。纤维拉伸至断裂时的伸长率称为断裂伸长率，它表示纤维承受拉伸变形的能力。断裂伸长率大的纤维手感比较柔软，在纺织加工中，可以缓冲所受到的力；但断裂伸长率也不宜过大，否则织物容易变形。

壳聚糖纤维的断裂伸长率是在7%～15%，工业化壳聚糖纤维的断裂伸长率在11%～15%，其断裂伸长率比涤纶、锦纶等合成纤维小。

3.初始模量

初始模量也称弹性模量或杨氏模量，为纤维受拉伸而当伸长为原来的1%时所受的应力，即应力—应变曲线起始一段直线部分的斜率，单位为牛顿/特克斯（N/tex），也常用cN/dtex表示。壳聚糖纤维的初始模量在70～95cN/dtex，几乎比所有常见合成纤维的初始模量都大，这表明壳聚糖纤维在小负荷下难以变形，其刚性非常大[216]。

（三）抑菌性能

纯壳聚糖纤维的抑菌机理较为复杂，主要的机理是壳聚糖质子化后，形成带正电荷的阳离子基团—NH3+和带负电荷的细菌之间发生电中和反应，损坏了细菌细胞壁的完整性，改变了微生物细胞膜的流动性和通透性，使细菌不能生长繁殖，起到抑菌作用。表3-33为海斯摩尔壳聚糖纤维1h抑菌性能。

抑菌实验结果表明，壳聚糖纤维在1h内金黄色葡萄球菌抑菌率差值≥95%、大肠杆菌抑菌率差值≥95%、白色念珠菌抑菌率差值≥45%，均大于国家标准，说明壳聚糖纤维有非常好的抑菌性能。

表3-33　壳聚糖纤维1h抑菌性能

（四）回潮率

化纤行业一般用回潮率来表示纤维吸湿性的强弱。纤维材料中的水分含量，即吸附水的含量，用回潮率表示，是指纤维所含水分的质量与干燥纤维质量的百分比。纤维吸湿性的强弱与纤维分子中亲水性基团的数量、纤维结构的微孔性及纤维之间的抱合性有关。

壳聚糖纤维的回潮率一般是在12%～18%。由于壳聚糖的分子链上分布着大量的氨基和羟基，而氨基和羟基是强亲水性的基团，而且壳聚糖纤维湿法纺丝而成，纤维结构中存在许多微孔结构，使壳聚糖纤维具有较强的透气、吸湿功能，从而降低了壳聚糖的刚度，有利于纤维后加工，提高最终产品的质量[217]。(www.xing528.com)

（五）摩擦性能

摩擦是指两个物体之间接触并发生或将要发生相对滑移的现象。从宏观形态来看，纤维的摩擦是纤维材料间相互碰撞和挤压的过程。纤维制成织物后，在使用过程中，与外界物体或织物间接触摩擦，会使织物表面的纤维露出而起毛，进而使织物起球，甚至使织物磨损，但纤维有一定的摩擦也会使织物里的纤维间缠结更紧密。

纤维的摩擦性能是用摩擦系数表示的。壳聚糖纤维的摩擦系数在1.5左右，纤维的摩擦性能较好，在制成织物后，有利于织物内部纤维的缠结，提高产品的质量[218]。

（六）卷曲性能

沿着纤维纵向形成的规则或不规则的弯曲称为卷曲。卷曲可以使短纤维纺纱时增加纤维之间的摩擦力和抱合力，使成纱具有一定的强力。卷曲还可以提高纤维和纺织品的弹性，使手感柔软，突出织物的风格，同时卷曲对织物的保暖性、抗皱性和表面光泽的改善都有一定的影响。

壳聚糖纤维的刚性大，不易形成卷曲，这会导致纺纱时抱合力小，给接下来加工成纺织品增加困难，所以要在后加工过程中用机械、物理和化学的方法，使壳聚糖纤维具有一定的卷曲度。

（七）电学性能

纤维在纺织加工和使用过程中，因摩擦而产生的静电不仅会严重影响正常生产的进行，还会对人的健康产生影响，所以消除纤维所带的静电是纤维加工过程中必须要考虑的问题。因为纤维制品的体积和截面不容易测量，所以人们一般用质量比电阻来表征纤维的导电性，在数值上它等于样长为1cm和质量为1g的电阻，单位为Ω/（g·cm）。表3-34为壳聚糖纤维和其他常见纤维的质量比电阻比较[206]。

表3-34　壳聚糖纤维和其他常见纤维的质量比电阻

从表3-34可看出，壳聚糖纤维的质量比电阻和天然纤维差别不大，远低于其他合成纤维。

（八）溶胀性

纤维在吸湿的同时伴随着体积的增大，这种现象称为溶胀。纤维在溶胀时，直径增大的程度远大于长度增大的程度，称为纤维溶胀的异向性。各种纤维吸湿后溶胀的程度是不相同的，吸湿性高的纤维溶胀比较大，图3-57是壳聚糖纤维和黏胶纤维在水中直径随时间的变化。从中可以看到，壳聚糖纤维的溶胀速度比黏胶纤维快，而且其直径增大的百分比也比黏胶纤维大，壳聚糖纤维的弹性会下降，摩擦系数会增大，伸长率也会增加，这在水刺加固中有利于纤维的缠结[219]。

图3-57　纤维吸水过程中纤维直径与时间的关系曲线

1—壳聚糖纤维　2—黏胶纤维