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第二章 天然纤维
第一节 纤维分类与形态结构特征
纤维
具有一定的长度和细度
具有一定的强度和可挠性
具有一定的化学稳定性
具有一定的服用性能
棉纤维（Cotton Fiber）的形态结构
将棉纤维放在显微镜下观察，可见：
纵向形态 :呈扁平带状，表面有天然转曲；
横截面形态 :呈腰圆形，中间有中腔。
常用纤维的形态特征
按品种分：
1.细绒棉（大陆棉）
长23-33mm，Nm7000-4500
2.长绒棉（海岛棉）
长33-45mm ，细度7000公支以上
3.亚洲棉（粗绒棉、中棉）
4.非洲棉（草棉）
特点 锯齿棉
皮辊棉
外观形态 松散
薄片状
长度 主体长度较短 ， 长度整齐度较差
主体长度较长 ， 短绒含量较高
杂质、疵点 含杂低 ，棉结束 丝多
含杂高，黄根多
加工效率 加工效率高
加工效率低
适宜加工品种 细绒棉
长绒棉 、低级棉、 留种棉
按初步加工分
按色泽分
1.白棉
正常成长，吐絮的棉花，主要纺织原料。
2.黄棉
棉铃受霜冻影响，一般是低级棉，少量 使用。
3.灰棉
发育中经吐絮后，雨水量多，纤维成长 受阻，质量差，很少用。
按地域分
2.长江流域
4.辽河流域
1.黄河流域
3.西北内陆
5.华南棉区
棉纤维（Cotton Fiber）
–棉花 属一年收获型草本植物。
–棉纤维 是由棉籽上的种子毛成熟后经采集轧制 加工而成。
棉纤维（Cotton Fiber）
. 棉纤维的主要性能
– 较好的吸湿性和染色性
– 较高的强力、较低的延伸性
– 耐碱不耐酸，可丝光处理
– 棉纤维耐热性好，熨烫温度可达190℃
– 耐日晒较好，但不如亚麻和羊毛
– 易霉变、弹性差、易褶皱
–木棉属被子植物门、双子叶植物纲、木棉科 植物。
–木棉纤维主要指木棉属的木棉种、长果木棉 种和吉贝属的吉贝种这3种植物果实内的绵 毛。 一株成年期的木棉树可产5-8kg的木棉 纤维。
–木棉纤维有白、黄和棕色3种颜色。
–木棉纤维附着于木棉蒴果壳体内壁，由内壁 细胞发育、生长而成 。
木棉纤维（Kapok）
第二节 天然纤维
. 木棉纤维（Kapok）
– 木棉纤维纵向外观呈圆柱型，表面光滑，不显转 曲；光泽好。截面为圆形或椭圆形，中段较粗， 根端钝圆，梢端较细，两端封闭，截面细胞未破 裂时呈气囊结构，破裂后纤维呈扁带状。中空度 高达90%
木棉纤维（Kapok）
–木棉纤维含有64%左右的纤维素，约
13%的木质素，此外还含有8.6%的水分、 1.4%～3.5%的灰分、 4.7%～9.7%的水 溶性物质和2.3%～2.5%的木聚糖以及
0.8%的蜡质。
木棉纤维（Kapok）
–木棉纤维长度 8～34 mm ， 纤维平均直径为 30～36μm ， 壁厚0.5～2μm ， 纤维细度0.9~ 3.2dtex ， 单纤维密度为0.29g/cm3
（棉1.53 g/cm3）。
–木棉纤维具有良好的化学性能， 其耐酸性好， 常 温下稀酸对其没有影响， 醋酸等弱酸对其也没有 影响， 且木棉纤维耐碱性能良好，常温下NaOH 对木棉没有影响。
木棉纤维是目前天然生态纤维中 最轻、中空度最高、最保暖的纤 维材质。它的细度仅有棉纤维的 1/2 ， 中空率却达到90%以上，是 一般棉纤维的2-3倍。
. 木棉纤维（Kapok）
– 可用于中高档服装、家纺面料
– 中高档被褥絮片、枕芯、靠垫等的填充料
纤维块体在水中可承受相当 于自身20～36倍的负荷而不 致下沉。在木棉褥上漂浮、 做日光浴，由于木棉纤维不 吸水，上岸后稍加晾晒木棉 褥就可用于夜间露宿。
– 旅游、娱乐用品
太空棉播种
超长太空棉
木棉花
麻纤维的形态结构
. 麻纤维（Bast Fiber & Leaf Fiber）
– 麻 较早成为人类衣着的纺织原料。
– 麻纤维 指韧皮纤维和叶纤维，是各种麻 类植物经脱胶等工艺获取的纤维总称。
– 分为白叶苎麻和绿叶苎麻， 白叶为好。
– 纤维比亚麻长而粗。
– 脱胶后的苎麻色白而富有光泽。
– 强度与模量在天然纤维占首。
– 用于服装和家纺装饰。
. 苎麻（Ramie）— 中国草
苎麻纤维
Ramie stalks with decorticated and degummed fibers.
Ramieplants during early growth.
苎麻纤维
⑵亚麻纤维
纵向形态： 同苎麻；
横截面形状：呈多角形，有较小的中腔。
. 亚麻（Flax）
– 色泽为银白色、淡黄色或灰色
– 强度和伸长率比棉高，湿强大于干强。 断裂伸长率非常低，弹性模量很高。
– 吸湿、放湿容易，速度快。
– 耐光性，导热性能好，适于夏季服用。
亚麻工艺纤维
亚麻
罗布麻
大麻：
A.抑菌保健
B.防紫外线、抗静电 C.舒爽
半纤维素：木糖或甘
的
麻纤维：主要成分为纤维素， 并含较 多的半纤维素和木质素，还有果胶、 水溶性物质、蜡质和灰分等。
）
糖
多缩戊糖
组成的多
（
等
总称
露糖
. 麻纤维主要性能
– 良好的吸湿放湿性
– 良好的导热性
– 较高的强度、较小的伸长
– 对霉菌病菌有抑制作用
– 耐碱不耐酸
– 纤维粗硬， 手感挺爽
– 弹性差， 易生褶皱
. 毛纤维（Animal Fiber）
– 纺织业常用的天然动物毛有绵羊毛、
山羊绒、 马海毛、兔毛、骆驼毛、耗 牛毛等，使用量最大的为绵羊毛，俗 称羊毛。
剪羊毛
牦牛绒酶脱色
洗羊毛
骆驼绒
山羊绒
羊毛（Wool）
– 国内绵羊毛
土种毛：未经改良的我国土种羊的羊毛
改良毛：经过改良和培育的细毛羊毛和半 细毛羊毛
– 国外绵羊毛
美利奴羊毛：纤维细匀、品质最好
林肯毛：
羊毛的形态
–纵向形态 鳞片包覆的圆柱形，天然
卷曲
–横向形态 圆形或椭圆形
羊毛的成分与结构
–成分：蛋白质纤维， 由多种氨基酸组成。
–结构：
鳞片层 表皮层
皮质层 是决定羊毛 物理、化学性质的基 本物质。
髓质层 最内层
羊毛的特性
–纤维较长， 一般为60～120mm。
–表面有鳞片，有益于纺纱抱合。 （缩绒性）
–导热性小， 保暖性好。
–具有自然卷曲，卷曲度越高，品质愈好。
–羊毛吸湿性好，标准状态可达15％左右。
–强力很低， 但弹性好，有身骨， 不易起皱
–羊毛纤维耐酸不耐碱，对氧化剂敏感。
–羊毛易受虫蛀，也易霉变。
山羊绒（Cashmere wool）
–从山羊身上梳取下来的绒毛。平均长 30～40mm，平均直径为15～16μm。强 伸度、弹性变形比绵羊毛好，有细、
轻、柔、软、保暖性好等优良特性。 既可作粗纺高级服装原料，也可作精 纺高级服装原料。
马海毛（Mohair）
– 即安哥拉山羊毛，直径为10～90μm，长约 120～150mm，表面光滑，光泽也强。卷曲少， 纤维强度较高，回弹性也高，不易收缩，也 难成毡。容易洗涤，适于作提花毛毯、长毛
绒、顺毛大衣呢。
– 由粗毛和绒毛组成，牦牛绒很细，平均直径约 为20μm，长约30mm。光泽柔和。牦牛毛平均直 径约70μm，长约110mm，外形平直，表面光滑， 刚韧而有光泽。牦牛绒手感柔软、滑腻，可与 羊毛、化纤、绢丝等混纺作精纺呢绒原料。牦
牛毛可作衬垫织物、帐篷及毛毡等用。
牦牛毛（Yak Hair）
. 骆驼绒(Camel Hair)
– 双峰驼毛的品质较好，单峰驼毛没有 纺纱价值。骆驼毛被中有细毛和粗毛 纤维，粗毛纤维构成外层保护毛被， 通称驼毛。细短纤维构成内层保暖毛 被，通称驼绒。骆驼绒主要由鳞片层 和皮质层组成。驼绒的强度大， 光泽 好，御寒保温性能很好。
– 纺织用兔毛来源于家兔和安哥拉兔。兔毛有绒毛 和粗毛，绒毛细度5～30μm ，截面呈近圆形或不 规则四边形；粗毛直径为30～100μm ，截面为 腰子形或椭圆形。兔毛长度集中在25～45mm之 间。比重较小， 约为1.10，吸湿性比其他纤维都 高， 纤维细而蓬松。轻、软、暖、吸湿性好是兔 毛的特点。兔毛卷曲少， 表面光滑，抱合差，强 度较低，多与羊毛等纤维混纺。
兔毛(Rabbit Hair)
羊驼毛(Alpaca)
– 羊驼是珍贵动物，属骆驼科，主要产自秘 鲁。羊驼毛为粗细毛混在一起， 粗毛长达 200mm，细毛50mm左右。比马海毛更为柔 软而富有光泽，手感特别滑糯， 羊驼毛多 用于冬季高档服装等。
骆马毛(Vicuna)
– 骆马是南美高原的野生动物， 属骆驼科， 性情凶猛， 须射杀后取毛。骆马平均直 径13.2mm ， 是动物纤维中最细的，柔 软， 光泽好。骆马毛是纺织纤维中最贵 的一种， 多用于高档时装。
美利奴绵羊(Merino)
绵羊毛形态
1.纵向：天然卷曲的圆柱状， 表面有鳞片
2.横向：近似圆形，可分为 鳞片层，皮质层和髓质层
毛纤维的物理性质
1.保暖
2.吸湿透气为天然纤维之最 。 纤维含亲水基团,
-COOH--, --NH2
3.弹性好：内因：二硫键-S=S-
外因：表面有卷曲
4.光泽柔和：每一根纤维表面鳞片有漫射现象 5.藏垢现象：灰尘藏到鳞片里，漫射
6.缩水：热水、碱性、机械外力强时缩水很大
7.不耐晒、不耐热,耐热性不如棉纤维好，熨烫温度 一般160－180℃
2．缩绒性 δu = x100%
羊毛在湿热条件下，经机械外力反复作用，
us
us
ua
ua
摩擦与缩绒性
1．方向性摩擦效应
逆鳞片的摩擦系数大于顺鳞片的摩擦系数。
纤维集合体逐渐收缩紧密、交编毡化的性能。
应用：粗纺织物的缩绒、短纤维的粘合。
内因:（a）表面鳞片的摩擦效应，
（b）天然卷曲
（c）高度的回复弹性
外因:（a）湿
（b）热： 45度 以上
（c）助剂作用
（d）机械外力
利与弊：利——织物手感丰满、风格独特，可用于加 工暖绒产品，如大衣呢等。
弊——尺寸不稳定、缩水大，可通过氧化法或 树脂法进行防缩处理。
耐热性
羊毛耐热性较差，在加工与使用过程中，要求干 热不超过70℃ 。在100℃-105℃时，毛纤维很快失水、 干燥而变的脆弱、泛黄、强度降低。
热塑性：
1.大分子 螺旋型与曲折链型，因 --S=S--的存在， 可在一定条件下相互转换
2.转换条件：湿、热，外力作用
3.降温后变形可保持
吸湿性
吸湿性好，回潮率一般在15%-16%。截面吸湿膨胀
率较高（18%）。在开水或水蒸汽中，纤维损伤明显。
毛纤维的化学性质
1、水：
羊毛角蛋白不溶解于冷水，但可使纤维膨 化，干燥后羊毛则会复原，但当处于110度以 上的水中时，羊毛会遭到破坏，200度时几乎 全部溶解。
2、酸：
弱酸或低浓度的强酸对羊毛不会构成破坏， 短时间在硫酸作用下也不会损坏，但长时间会 遭到破坏。
3、碱：
对角朊的作用是剧烈的，在煮沸的 NaOH溶 液中（3%以上浓度）使羊毛全部溶解，表现出 不耐碱。
4、氧化物：
对羊毛是有损伤的，当浓度不高时，注意控 制可用来漂白羊毛。
5、霉蛀性：
耐霉菌，但不耐虫蛀。
6、有机溶剂：
耐一般的有机溶剂。
. 蚕丝（Silk）—纤维皇后
– 蚕丝腺分泌液经吐丝结茧后得到的天然蛋 白质纤维。是天然纤维中唯一的长丝。
– 家蚕：桑蚕
– 野蚕：柞蚕、蓖麻蚕、木薯蚕、天蚕……
蚕丝（Silk）
桑蚕一生经过四眠 五龄成为熟蚕，然 后吐丝做茧。
桑蚕丝(Mulberry Silk)
–一个茧内约有800～1000m长度的蚕丝。
–一个茧内抽取的丝称为茧丝，几个茧一起 抽得的称为生丝。
. 桑蚕丝的成分和构造
– 蛋白质纤维，多种氨基酸
– 丝素（丝朊） 72-80%，丝胶18-25%
– 2根单丝平行粘和、内为丝素、外围丝胶
– 纵向平直光滑，单丝截面三角或半椭圆性
–质轻、细软、光滑、富有弹性
–耐光性差，导热性小
–酸和碱都会使蚕丝纤维水解
– 多用于夏衣、时装、内衣等
桑蚕丝的性能
–吸湿性能好， 8-9%
–纤细长丝，强力较高
–光泽柔和美丽，有丝鸣
柞蚕丝(Tussah Silk)
–柞蚕丝大多呈扁平带状。吸湿后干燥产生2.5％的 收缩， 常温下稍有卷曲(约4％)。化学性能也较桑蚕 丝为稳定， 对强酸强碱的盐类有较强的抵抗力。
野蚕丝
柞蚕丝(Tussah Silk)
–具有天然的淡黄色，光泽柔和， 比桑蚕丝 粗，强度比桑蚕丝高，有良好的吸湿透气性 能，耐酸耐碱性优于桑蚕丝，但光泽、光洁 度、柔软度不如桑蚕丝。既可用于轻薄的夏 季衣料，也可用于冬季防寒絮料，还可织制 中厚型室内装饰丝毯等。
–蓖麻蚕茧， 两端尖细，形如枣核，尾部封闭， 头部有一出蛾小孔，茧衣较厚，茧层松软，
一般不能缫丝，常用为绢纺原料。
–蓖麻蚕丝断面形状类似桑丝，但较扁平，茧 丝较细， 纤度约为1.7～3.3dtex ， 强度低于 桑蚕丝， 断裂伸长率相近。耐酸性与桑蚕丝 接近， 但耐碱性略强于桑蚕丝。
蓖麻蚕丝（Eri Silk）

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