基本介紹
- 中文名：天然纖維
- 外文名：Natural fiber
- 來自：自然界存在和生長的
- 目的：紡織價值
簡介,分類,植物纖維,動物纖維,人造纖維,其它纖維,常見的天然纖維,棉纖維,麻纖維,毛纖維,蠶絲,案例,鑑別,套用,歷史,
簡介
天然纖維來源於有機原料，根據原來的來源可以將天然纖維分為植物纖維（主要由纖維素組成）和動物原料纖維（主要由蛋白質組成）。
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）。
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套用。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套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。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。
天然纖維和化學纖維相比，具有長度、細度不均一；吸濕性、抗熔性較好；強力、伸長能力小；抗靜電性好等特點。
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，也可以供紡織套用。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，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。
天然纖維製品
天然纖維製品植物纖維
1.種子纖維：棉、木棉等；
2.葉纖維：劍麻、蕉麻等；
3.莖纖維：苧麻、亞麻、大麻、黃麻等。
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。
2.腺分泌物：桑蠶絲、柞蠶絲等。
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、後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。
2.纖維素酯纖維：醋酯纖維；
3.再生蛋白質纖維：大豆纖維、花生纖維等。
其它纖維
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。
2.特種合成纖維：芳綸、氨綸、碳纖維等。
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。
礦物纖維
化學纖維
常見的天然纖維
常見的天然纖維有棉、麻、毛、絲四種。
棉纖維
棉纖維中的組成物質主要是天然纖維素，它決定棉纖維的主要物理、化學性質。成熟正常的棉纖維纖維素含量約為94%。另外，還含有蛋白質、脂肪、蠟質糖類等。棉纖維若含有較多的糖分，在紡紗過程中容易繞羅拉、繞膠輥等，影響工藝過程的順利進行和產品質量。在紡紗前要進行降糖處理。棉纖維的蠟質有利於紡紗工藝順利進行，但蠟質影響纖維的吸濕性、染色性，因此在染整加工時須將蠟質去除。
麻纖維
麻纖維的主要組成物質是纖維素，但其纖維素的含量比棉纖維少。原麻纖維素含量一般只有60%~80%，視麻類品種而定，苧麻、亞麻含量高些，黃麻槿麻則低些。除纖維素外還有木質素、果膠、脂肪及蠟質、灰分和糖類物質等。
麻纖維的手感大都比較粗硬而不柔軟，尤其是黃麻、植麻等，因此麻類織物做成的服裝穿著時有刺癢感。大麻是麻類纖維中最細軟的一種，單纖維纖細而且末端分叉呈飩角絨毛狀，用其製作的紡織品無需經特殊處理就可避免其他麻類產品對皮膚的刺癢感和租硬感。
毛纖維
毛纖維的種類很多，有從綿羊身上取得的綿羊毛，山羊身上取得的山羊線、山羊毛駱駝身上取得的駱駝絨、駱駝毛，羊駝身上取得的羊駝毛，兔子身上取得的兔絨、兔毛以及從牛、馬、氂牛、鹿身上取得的牛毛、馬毛、氂牛毛和鹿絨等。紡織用毛類纖維中，用量最多。毛纖維的主要組成物質為不溶性蛋白質，稱為角蛋白。
羊毛的細度與它的各項物理性質都有密切的聯繫。一般來說，羊毛越細，其細度就越均勻，強度越高，天然捲曲多，鱗片密，光澤柔和脂肪含量高，但長度偏短。細度是決定羊毛品質好壞的重要指標。細度細有利於成紗強力和成紗條幹及成紗線密度，能織制精紡毛織物，使織物表面光潔，紋路清晰，手感滑爽。
蠶絲
蠶絲的主要組成物質是絲朊，也是一種蛋白質所以與羊毛纖維相似，但耐酸性較羊毛差，是較耐弱酸而不耐鹼。
蠶絲具有其他纖維所不能比擬的美麗光澤，優雅悅目。
案例
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。彩棉基本色調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，色素主要分布在纖維次生胞壁中。彩棉中纖維素含量占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
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。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。
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套用方面，日本、中國、泰國、高棉、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。彩色資源開發套用，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。
纖維內衣
纖維內衣原竹纖維
竹纖維有兩種:一種為天然竹纖維(也稱原竹纖維)，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。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苧麻相近，容易魚目混珠。
鑑別
鑑別方法：
①鑑別的方法有手感、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。在實際鑑別時，常常需要用多種方法，綜合分析和研究以後得出結果。
天然纖維
天然纖維②一般的鑑別步驟如下：
A. 首先用燃燒法鑑別出天然纖維和化學纖維。
B. 如果是天然纖維，則用顯微鏡觀察法鑑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. 在鑑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鑑別。
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，才可能保證鑑別結果可靠。
鑑別方法：
1、手感目測法：此法適用於呈散纖維狀態的紡織原料。
(1)、棉纖維比苧麻纖維和其它麻類的工藝纖維、毛纖維均短而細，常附有各種雜質和疵點。
(2)、麻纖維手感較粗硬。
(3)、羊毛纖維捲曲而富有彈性。
(4)、蠶絲是長絲，長而纖細，具有特殊光澤。
(5)、化學纖維中只有粘膠纖維的乾、濕狀態強力差異大。
(6)、氨綸絲具有非常大的彈性，在室溫下它的長度能拉伸至五倍以上。
2、顯微鏡觀察法：是根據纖維的縱面、截面形態特徵來識別纖維。
(1)、棉纖維：橫截面形態：腰圓形，有中腰；縱面形態：扁平帶狀，有天然轉曲。
(2)、麻（苧麻、亞麻、黃麻）纖維：橫截面形態：腰圓形或多角形，有中腔；縱面形態：有橫節，豎紋。
(3)、羊毛纖維：橫截面形態：圓形或近似圓形，有些有毛髓；縱面形態：表面有鱗片。
(4)、兔毛纖維：橫截面形態：啞鈴型，有毛髓；縱面形態：表面有鱗片。
(5)、桑蠶絲纖維：橫截面形態：不規則三角形；縱面形態：光滑平直，縱向有條紋。
(6)、普通粘纖：橫截面形態：鋸齒形，皮芯結構；縱面形態：縱向有溝槽。
(7)、富強纖維：橫截面形態：較少齒形，或圓形，橢圓形；縱面形態：表面平滑。
(8)、醋酯纖維：橫截面形態：三葉形或不規則鋸齒形；縱面形態：表面有縱向條紋。
(9)、腈綸纖維：橫截面形態：圓形，啞鈴形或葉狀；縱面形態：表面平滑或有條紋。
(10)、氯綸纖維：橫截面形態：接近圓形；縱面形態：表面平滑。
(11)、氨綸纖維：橫截面形態：不規則形狀，有圓形，土豆形；縱面形態：表面暗深，呈不清晰骨形條紋。
(12)、滌綸、錦綸、丙綸纖維：橫截面形態：圓形或異形；縱面形態：平滑。
(13)、維綸纖維：橫截面形態：腰圓形，皮芯結構；縱面形態：1~2根溝槽。
3、密度梯度法：是根據各種纖維具有不同密度的特點來鑑別纖維。
(1)、配定密度梯度液，一般選用二甲苯四氯化碳體系。
(2)、標定密度梯度管，常用的是精密小球法。
(3)、測定和計算，將待測纖維進行脫油、烘乾、脫泡預處理，做成小球投入平衡後，根據纖維懸浮位置，測得纖維密度。
4、螢光法：利用紫外線螢光燈照射纖維，根據各種纖維發光的性質不同，纖維的螢光顏色也不同的特點來鑑別纖維。各種纖維的螢光顏色具體顯示：
(1)、棉、羊毛纖維：淡黃色
(2)、絲光棉纖維：淡紅色
(3)、黃麻（生）纖維：紫褐色
(4)、黃麻、絲、錦綸纖維：淡藍色
(5)、粘膠纖維：白色紫陰影
(6)、有光粘膠纖維：淡黃色紫陰影
(7)、滌綸纖維：白光青天光很亮
(8)、維綸有光纖維：淡黃色紫陰影。
5、燃燒法：根據纖維的化學組成不同，燃燒特徵也不同，從而粗略地區分出纖維的大類。幾種常見纖維的燃燒特徵判別對照如下：
(1)、棉、麻、粘纖、銅氨纖維：靠近火焰：不縮不熔；接觸火焰：迅速燃燒；離開火焰：繼續燃燒；氣味：燒紙的氣味；殘留物特徵：少量灰黑或灰白色灰燼。
(2)、蠶絲、毛纖維：靠近火焰：捲曲且熔；接觸火焰：捲曲，熔化，燃燒；離開火焰：緩慢燃燒有時自行熄滅；氣味：燒毛髮的氣味；殘留物特徵：松而脆黑色顆粒或焦炭狀。
(3)、滌綸纖維：靠近火焰：熔縮；接觸火焰：熔融，冒煙，緩慢燃燒；離開火焰：繼續燃燒，有時自行熄滅；氣味：特殊芳香甜味；殘留物特徵：硬的黑色圓珠。
(4)、錦綸纖維：靠近火焰：熔縮；接觸火焰：熔融，冒煙；離開火焰：自滅；氣味：氨基味；殘留物特徵：堅硬淡棕透明圓珠。
(5)、腈綸纖維：靠近火焰：熔縮；接觸火焰：熔融，冒煙；離開火焰：繼續燃燒，冒黑煙；氣味：辛辣味；殘留物特徵：黑色不規則小珠，易碎。
(6)、丙綸纖維：靠近火焰：熔縮；接觸火焰：熔融，燃燒；離開火焰：繼續燃燒；氣味：石蠟味；殘留物特徵：灰白色硬透明圓珠。
(7)、氨綸纖維：靠近火焰：熔縮；接觸火焰：熔融，燃燒；離開火焰：自滅；氣味：特異味；殘留物特徵：白色膠狀。
(8)、氯綸纖維：靠近火焰：熔縮；接觸火焰：熔融，燃燒，冒黑煙；離開火焰：自行熄滅；氣味：刺鼻氣味；殘留物特徵：深棕色硬塊。
(9)、維綸纖維：靠近火焰：熔縮；接觸火焰：熔融，燃燒；離開火焰：繼續燃燒，冒黑煙；氣味：特有香味；殘留物特徵：不規則焦茶色硬塊。
套用
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，飲用水淨化技術（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。
歷史
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後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套用到上世紀60～70年代，後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。我國的綠色粘膠絲技術（Lyocell），從2000年起開始逐步產業化。
