化學纖維是用天然高分子化合物或人工合成的高分子化合物為原料，經過製備紡絲原液、紡絲和後處理等工序製得的具有紡織性能的纖維。
纖維的長短、粗細、白度、光澤等性質可以在生產過程中加以調節。並分別具有耐光、耐磨、易洗易乾、不霉爛、不被蟲蛀等優點。廣泛用於製造衣著織物、濾布、運輸帶、水龍帶、繩索、漁網、電絕緣線、醫療縫線、輪胎帘子布和降落傘等。一般可將高分子化合物製成溶液或熔體，從噴絲頭細孔中壓出，再經凝固而成纖維。產品可以是連綿不斷的長絲、截成一定長度的短纖維或未經切斷的絲束等。化學纖維的商品名稱，中國暫行規定合成短纖維一律名“綸”（例如，錦綸、滌綸），纖維素短纖維一律名“纖”（例如，粘纖、銅氨纖），長絲則在末尾加一“絲”字，或將“綸”、“纖”、改為“絲”。
基本介紹
- 中文名：化學纖維
- 外文名：Chemical fiber
- 種類：再生纖維、合成纖維
- 優點：穩定、均勻
種類,按來源分,按形狀分,按用途分,化學纖維結構,相關信息,命名,製備,發展情況,紀念郵票,
種類
按來源分
（一）再生纖維
再生纖維網眼布面料粘膠纖維是以天然棉短絨、木材為原料製成的，它具有以下幾個突出的優點。
(1)手感柔軟光澤好，粘膠纖維像棉纖維一樣柔軟，絲纖維一樣光滑。
(2)吸濕性、透氣性良好，粘膠纖維的基本化學成份與棉纖維相同，因此，它的一些性能和棉纖維接近，不同的是它的吸濕性與透氣性比棉纖維好，可以說它是所有化學纖維中吸濕性與透氣性最好的一種。
(3)染色性能好，由於粘膠纖維吸濕性較強，所以粘膠纖維比棉纖維更容易上色，色彩純正、艷麗，色譜也最齊全。
粘膠纖維最大的缺點是濕牢度差，彈性也較差，織物易折皺且不易恢復；耐酸、耐鹼性也不如棉纖維。
富強纖維同普通粘膠纖維（即人造棉、人造毛、人造絲）比較起來，有以下幾個主要特點：
(1)強度大，也就是說富強纖維織物比粘膠纖維織物結實耐穿。
(2)縮水率小，富強纖維的縮水率是粘膠纖維的一半。
(3)彈性好，用富強纖維製做的衣服比較板整，耐折皺性比粘膠纖維好。
(4)耐鹼性好，由於富強纖維的耐鹼性比粘膠纖維好，因此富強纖維織物在洗滌中對肥皂等洗滌劑的選擇就不像粘膠纖維那樣嚴格。
(二）合成纖維
合成纖維是由合成的高分子化合物製成的，常用的合成纖維有滌綸、錦綸、腈綸、氯綸、維綸、氨綸、聚烯烴彈力絲等
滌綸由於原料易得、性能優異、用途廣泛、發展非常迅速，產量已居化學纖維的首位。滌綸的最大特點是質量穩定、強度和耐磨性較好，由它製造的面料挺括、不易變形，滌綸的耐熱性也是較強的；具有較好的化學穩定性，在正常溫度下，都不會與弱酸、弱鹼、氧化劑發生作用。
李蘇合成纖維
李蘇合成纖維缺點是吸濕性極差，由它紡織的面料穿在身上發悶、不透氣。另外，由於纖維表面光滑，纖維之間的抱合力差，經常摩擦之處易起毛、結球。
2．錦綸 錦綸是中國的商品名稱，它的學名叫聚醯胺纖維；有錦綸－66，錦綸－1010，錦綸－6等不同品種。錦綸在國外的商品名又稱“尼龍”，“耐綸”，“卡普綸”，“阿米綸”等。錦綸是世界上最早的合成纖維品種，由於性能優良，原料資源豐富，因此一度是合成纖維產量最高的品種。直到1970年以後，由於聚酯纖維的迅速發展，才退居合成纖維的第二位。
錦綸的最大特點是強度高、耐磨性好。
錦綸的缺點與滌綸一樣，吸濕性和通透性都較差。在乾燥環境下，錦綸易產生靜電，短纖維織物也易起毛、起球。錦綸的耐熱、耐光性都不夠好，熨燙承受溫度應控制在140℃以下。此外，錦綸的保形性差，用其做成的衣服不如滌綸挺括，易變形。但它可以隨身附體，是製做各種體形衫的好材料。
腈綸的外觀呈白色、捲曲、蓬鬆、手感柔軟，酷似羊毛，多用來和羊毛混紡或作為羊毛的代用品，故又被稱為“合成羊毛”。腈綸的吸濕性不夠好，但潤濕性卻比羊毛、絲纖維好。它的耐磨性是合成纖維中較差的，腈綸纖維的熨燙承受溫度在130℃以下。
腈綸固體紗
腈綸固體紗維綸潔白如雪，柔軟似棉，因而常被用作天然棉花的代用品，人稱“合成棉花”。維綸的吸濕性能是合成纖維中吸濕性能最好的。另外，維綸的耐磨性、耐光性、耐腐蝕性都較好。
氯綸的優點較多，耐化學腐蝕性強；導熱性能比羊毛還差，因此，保溫性強；電絕緣性較高，難燃。
氯綸的缺點也比較突出，即耐熱性極差。
氨綸纖維一般不單獨使用，而是少量地摻入織物中，如與其它纖維合股或製成包芯紗，用於織制彈力織物。
7. 聚烯烴彈力纖維，聚烯烴彈力纖維是採用熱塑性彈性體經熔融紡絲而成的，能耐220℃的高溫，具有耐氯漂及強酸強鹼處理，具有較強的抗紫外線降解等特性的新型彈力絲。
按形狀分
（1）長絲：化學纖維加工中不切斷的纖維。長絲又分為單絲和復絲。
單絲：只有一根絲，透明、均勻、薄。
復絲：幾根單絲併合成絲條。
（2）短纖維：化學纖維在紡絲後加工中可以切斷成各種長度規格的纖維。
（3）異形纖維：改變噴絲頭形狀而製得的不同截面或空心的纖維。
①、改變纖維彈性，抱合性與覆蓋能力，增加表面積，對光線的反射性增強。
②、特殊光澤。如五葉形、三角形。
③、質輕、保暖、吸濕性好。如中空。
④、減少靜電。
⑤、改善起毛、起球性能，提高纖維摩擦係數，改善手感。
（4）複合纖維：將兩種或兩種以上的聚合體，以熔體或溶液的方式分別輸入同一噴絲頭，從同一紡絲孔中噴出而形成的纖維。又稱為雙組分或多組分纖維。複合纖維一般都具有三度空間的立體捲曲，體積高度蓬鬆，彈性好，抱合好，覆蓋能力好。特點是：
①、結構不均勻。
②、組分不均勻。
③、膨脹不均勻。
（5）變形絲：經過變形加工的化纖紗或化纖絲。
①、高彈滌綸絲：利用合纖的熱塑性加工，50~300%的伸長率。
②、低彈滌綸絲：伸長率控制在35%以下。
③、腈綸膨體紗；利用腈綸的熱彈性。熱拉伸——高收縮，收縮可達45~53%，與低收縮纖維混合紡紗，經蒸汽處理。
按用途分
（1）普通纖維：再生纖維與合成纖維。
（2）特種纖維：耐高溫纖維、高強力纖維、高模量纖維、耐輻射纖維。
化學纖維結構
大分子結構
A′-A-A……-A-A-A-A……-A-A-A″鏈中A為單體，A′及A″為末端基團。由A、B兩種或A、B、C三種化學組成不同的單體構成的高聚物稱作二元或三元共聚物。用二元或三元共聚物製成的纖維又稱做二元或三元共聚纖維。高分子的特徵是分子量很高，但其分子量W是一系列不同分子量的平均值。大分子中重複單元稱為鏈節，可以由一個或一個以上單體組成。構成分子鏈的鏈節的重複數目稱聚合度DP。纖維的平均分子量是鏈節的分子量A與聚合度的乘積，即W=A×DP。
由化學結構不同的高聚物製備的化學纖維，其分子量也不相同。如聚醯胺 6分子量為16000～22000，是由130～180多個己內醯胺單體組成的，DP=130～180。丙綸的分子量為180000～300000，是由4000個以上丙烯單體組成的DP=4000～7000。化學纖維中大分子伸展的平均長度為200～400毫微米。分子量越高，纖維的強度也越高。
製造化學纖維的大分子的一般要求是：線形能伸直，支鏈儘可能少，沒有龐大的側基，大分子間無化學鍵具有一定規律的化學結構和空間結構。大分子的化學結構對纖維性能有一定的影響。例如：大分子中含有共軛體系的纖維，其熔點高；含有鹵素的纖維難燃；含有親水基團的纖維吸濕性好。
織態結構
纖維是高分子物質，在空間構型上常是一個方向的長度大於其他兩向長度好多倍。集合幾個這樣的大分子構成一個組織單元，既可能成為晶體，也可能是無定形區。大分子長度可以貫穿一個或數個晶體組織和無定形區。連線多個分子的單元組織的集合體，稱做超分子，又名織態結構。纖維的各種性質和特徵，既和大分子的化學結構有聯繫，也在較大程度上和它的超分子結構有關。表征纖維織態結構的因素有多種，重要的有：序態、結晶形態、側序分布和取向。
序態 纖維中相鄰大分子的聚集狀態稱為序態。這種序態可以由紊亂的無定形態直到三維有序的結晶態，兩者在纖維中常同時存在。晶區由許多更小的微晶體構成，微晶體中最小的重複單位為晶胞。晶體的存在和它的特徵可以從 X射線的衍射圖譜中得到證實和說明。纖維中結晶與無定形的分布形態及其對纖維巨觀性質的影響，是一個複雜而且尚不能十分肯定的問題，較有重要影響的學說有：
① 兩相結構：它的基本概念是一些大分子的長度可以遠超過晶區或無定形區各自的長度，足夠把若干個晶區和無定形區串連起來形成網路結構。粘膠人造纖維在溶液中的溶脹行為支持了這種論點，它是屬於分散的晶相和連續的無定形相所組成的例子。其他纖維如棉及苧麻等則屬於連續晶相和分散的無定形相的兩相結構。圖1 表示兩相結構的兩種模型，纓狀微胞模型中大分子可以穿過若干晶區和無定形區，而摺疊鏈纓狀微胞模型中大分子可以摺疊在一個晶區內，也可以穿過無定形區進入另一晶區摺疊。連結二個晶區的分子稱為縛結分子，它們的數量和形態對纖維的物理機械性質有重要的影響。
② 單相結構：認為實際上有一些纖維的結晶不夠規整，不能視作真正的結晶，屬於過渡態的蘊晶（準晶），它們與以島嶼形式分散在無定形基質中的兩相結構不同，兩相不能截然分開，故稱單相結構。它們的實際結晶度和密度都低於理想結晶性纖維的結晶度和密度。染料和水的吸附作用都發生在無定形區內。
結晶形態 晶區在整個纖維中的百分含量為結晶度，結晶度的大小與纖維性質有直接關係，對纖維的物理機械和熱學性質影響尤大。纖維中結晶有多種不同形態。例如在聚醯胺、聚烯烴纖維的初生纖維中常出現球狀晶。這種初生纖維經過拉伸以後，球狀晶常被破壞變成其他晶型。纖維中晶型可能是單晶，例如在聚乙烯中以摺疊鏈狀組成的單晶型；也可能是由條帶狀摺疊鏈盤旋成的串晶；還可能是柱狀晶。
纖維中的晶區大小並不均衡一致，常呈一定的分布。長度可由數十至一、二百埃，寬度則甚小。檢測晶體的X射線衍射譜上的衍射點的寬度直接與晶區的寬度相關。
側序分布 分子聚集成序垂直於大分子軸向的形狀稱為側序。側序最高的部分是微晶體，最低的部分是無定形。各種纖維的側序分布都不相同。有些纖維的晶相和無定形相不能截然分離，應看作是由無定形到結晶同時存在的連續相。用這樣的側序分布圖譜闡述它們的性質很容易理解。
通常測定側序分布的方法是將試樣置於逐漸增加濃度或溫度的溶劑內，依次測定各物理量，如溶脹、溶解、收縮、吸附或吸收等性質的變化。凡側序較低的部分首先受到溶劑的影響而發生相應的變化。圖3 是纖維側序分布的例子。
取向 以特定方向（如纖維軸向）為基準的纖維大分子作有序的排列狀態，稱為取向。纖維在成形拉伸過程中所形成的平行於軸向的取向稱單軸取向，纖維的性質在平行和垂直於軸向的兩個方向呈各向異性，例如偏振光在纖維上的折射率、用直接染料染色的纖維的光吸收率和聲波傳播速度都呈各向異性。根據光折射原理所測定的平行於纖維軸的折射率與垂直於纖維軸的折射率之差（即雙折射），是表示纖維取向度的一個重要指標。薄膜則可以兼有平行和垂直於軸的雙取向。
表征化學纖維性質的參數
屬於形態方面的有：纖度(見支數）、截面形狀、長度、捲曲和折皺、光澤；屬於機械性質方面的有：斷裂強度和繼裂伸長度、彈性模量、耐疲勞性、耐磨性；屬於物理方面的有：耐熱性、耐光性、導電性、難燃或抗燃性、比重；屬於化學方面的有：纖維和水、酸、鹼、有機溶劑以及微生物等的作用性能。各種化學纖維分子結構和織態結構不同，反映化學纖維各方面性質的參數也不相同。
相關信息
命名
製備
化學纖維的製備，通常是先把天然的或合成的高分子物質或無機物製成紡絲熔體或溶液，然後經過過濾、計量，由噴絲頭（板）擠出成為液態細流，接著凝固而成纖維。此時的纖維稱為初生纖維，它的力學性能很差，必須經過一系列後加工工序才能符合紡織加工和使用要求。後加工主要針對纖維進行拉伸和熱定形，以提高纖維的力學性能和尺寸穩定性。拉伸是使初生纖維中大分子或結構單元沿著纖維軸取向；熱定形主要是使纖維中內應力鬆弛。濕紡纖維的後加工還包括水洗、上油、乾燥等工序。紡制長絲時，經上述工序即可卷繞成筒；紡制短纖維時還須增加捲曲、切斷和打包等工序。用來生產紡織品的原料中，以棉、麻、絲、毛（羊毛）的歷史最悠久。但是天然資源畢竟有限，棉花的產量約有50千克/公頃，養蠶吐絲也要種桑樹，增產羊毛則要發展畜牧業。因此，化學家開始研究，利用價格更便宜、來源更豐富的原料來紡紗織布，它們便是化學纖維。
化學纖維紡絲
化學纖維紡絲發展情況
隨著全球化纖生產進一步向中國轉移，中國已經成為世界最大的化纖生產國。中國化纖產量占據全球總量的60%以上。我國化纖工業持續快速發展，綜合競爭力明顯提高，全面完成了規劃的各項目標任務，有力推動和支撐了紡織工業和相關產業的發展，在世界化纖產業中的地位與作用進一步提升。
2012年，我國化纖產量累計為3876.2萬噸，同比增加500.2萬噸，增長14.82%。化纖及其製品已經形成完整的產業配套基礎，國際市場競爭優勢明顯。
2013年，我國化纖行業實現利潤總額259.8億元，同比增長18.3%。行業平均利潤率為3.6%，比2012年提高0.3個百分點。2013年化纖產量繼續保持增長，全年共完成產量4122萬噸，同比增長7.9%。其中，滌綸3341萬噸，同比增長6.6%，增速下降了2.8個百分點；氨綸產量增長最快，增速達27.3%。2014年化纖行業利潤總額277.30億元，同比增長6.7%。2012-2014年利潤總額持續增長。2014年化纖行業毛利率10.06%。2010-2014年我國化纖行業毛利率增長較平穩，起伏波動較小。
據中國產業調研網發布的中國化纖行業現狀調研及未來發展趨勢分析報告（2016-2020）顯示，“十三五”期間，隨著世界經濟的復甦和發展，在國際紡織品服裝市場需求繼續保持增長趨勢的帶動下，化纖工業作為紡織品服裝的原料產業也將繼續保持增長態勢，我國化纖及其製品憑藉較為明顯的國際競爭優勢，國際市場還有繼續擴大的空間。
同時，隨著國內人民生活水平進一步改善和全面建設小康社會進程的加快推進，也將直接拉動化纖產品消費的增加。由此可見，未來我國化纖行業前景依然看好。
紀念郵票
國家在1978年發行《化學纖維》特種郵票從幾個側面反映了中國自1949年以來30年間化纖工業的成就。
化學纖維第一圖：《原料》。主圖是一個原液釜，背景為相應的廠房和設施剪影，各種原料通過一系列複雜的化學變化，在原液釜中形成具有一定粘度的原液，最後脫去氣泡並進行過濾，供下步抽絲使用。
第二圖：《抽絲》。主圖為噴絲頭噴出的細絲被“品”字形的收集輥收集和卷繞。背景是抽絲車間的剪影。
第三圖：《紡織》。絲束經過牽伸，再經過以紗錠和織梭圖案為代表的紡織加工工藝，就成為經、緯紗分明的坯布。背景上鋸齒形的廠房，便是紡織車間。
第四圖：《印染》。主圖是紅、黃、藍三個長方形色塊，代表三種原色，經過染色或印花，白色的坯布就變成五彩繽紛的色布或花布。
第五圖：《成品》。圖案中，花色精美的布匹堆滿貨架，一套鮮艷的衣裙已赫然成形。至此，化纖紡織品的工藝流程結束。
郵票按化學纖維紡織品生產的工藝過程，用連續的圖案描繪了中國化纖工業所達到的水平，這在中國郵票史上還是第一次。主流程線條粗獷有力，簡潔地勾勒出具有代表性的圖案，背景處理也恰到好處，取捨得當，起到很好的補充和烘托作用。深暗寧靜的背景底色與鮮明有力的主圖色調相互配合，具有較強的概括力和裝飾效果，各枚郵票均不用框線，加強了圖案的連續性，使整套郵票渾然一體。
化學纖維5連印 用天然的或合成的高分子化合物做原料，經過化學方法加工而得的一切纖維，總稱化學纖維。新中國成立初期，中國只有一家化纖廠——丹東化纖廠，年產粘膠纖維230噸。20世紀50年代末，中國才第一次從民主德國引進了一套化纖設備，建成了年產6000噸的保定化纖廠，並相繼又自己設計建成了南京、杭州等一批人造纖維廠。20世紀60年代，中國主要發展粘膠纖維（即人造纖維），合成纖維發展較慢，只有蘭州從國外引進了人造毛生產設備，保定從日本引進了維尼綸生產設備。從20世紀70年代開始，中國化纖工業進入全面發展時期。國家投資100億元，引進了四套大化纖生產線，建起了上海金山石化總廠、遼陽石油化纖公司等大型化纖企業。進入20世紀80年代後，中國又建成了儀征化纖聯合公司。到1986年，中國已成為世界化纖生產大國，產量突破100萬噸，居世界第四位，化纖生產的發展速度，在世界上也是首屈一指的。
