新型纤维的种类与发展方向

蔡继权

（杭州市化工研究院有限公司  浙江杭州  310023）

摘  要：研究种类繁多的新型纤维，扩大其在产业上的应用，研发相关的纺织印染助剂和后续的纺织品整理工艺，已经成为纺织与印染业的发展方向。新型纤维的蓬勃发展呼唤纺织印染助剂和整理技术的进一步创新。

关键词：新型纤维；种类；发展；绿色；生态；循环；纳米复合纤维

随着人们对生活质量和环保意识的提高，传统纤维存在一些缺陷，不能满足人们的某些需求，而纺织机电一体化、数字化、智能化的推进和高新工艺技术的应用，使得纺织产业重新焕发光彩，出现了新颖化、多元化和环保型的新型纺织纤维。纤维是纺织品的原料，纤维的性状影响纺纱、织布、印染和纺织成品。根据纺织纤维的特性设计纺纱织布工艺，研讨随着纺织纤维的发展进而研发应用相关印染助剂与后续纺织品的整理工艺，有重要的现实意义。

新型纤维是指纤维成分、形状、性能等方面区别于传统纤维的纤维。新型纤维种类繁多，研究新型纤维的现状与种类，研发应用绿色、生态、保健、可降解的新型纤维，扩大新型纤维在航天、航空、交通运输、医学、化工等产业上的应用，研制应用相关的纺织印染等助剂，已经成为纺织与印染业的发展方向。

1．新型纤维蓬勃发展

1.1 天然植物纤维

天然彩棉是利用生物技术培育的新型纤维，具有色彩自然、手感柔和，无需染色、漂白，不会在衣服中残留有害金属离子和酸碱等有害物质。世界主要产棉国都致力于彩棉的研究，我国四川、甘肃、河南、海南、新疆形成研究育种基地，已培育出15个系列、棕、绿、紫、灰、橙等45种色泽的品种。生产的彩棉，色彩鲜艳而棉花属性没有改变。已利用彩棉纯纺或与白棉、化纤短纤、各种功能性纤维、罗布麻等生产各种混纺纱、生产机织或针织面料；但色谱尚不完善，色牢度较差，纤维线密度细、产量较低，尚需努力。

天然竹纤维以竹子为原料，采用物理方法及多段漂白精制而成浆粕及纤维，纤维细度、白度与普通精炼粘胶接近，强力达到国家标准，韧性、耐磨性较高，可纺性能优良。竹纤维横截面均布满了大大小小的空隙，可以在瞬间吸收并蒸发水分。运用天然竹纤维生产的纺织产品特点是凉爽、柔滑、光泽好。竹纤维具有优良的反弹性、悬垂性、耐磨性、抗菌性，特别是吸湿性、放湿性、透气性居各纤维之首。夏季穿上用竹纤维面料制作的服装，使人感到特别的清凉。

木棉属单细胞种子纤维，是最轻、最细的天然纤维。其中空度高达85%，线密度为0.9dtex～3.2dtex，密度约为3.9g/cm3，平均长度为25mm～35mm，表面光滑，无天然卷曲，耐酸碱、强度低，有光泽，呈微黄色，防菌、防蛀、防霉；但抱合力和可纺性差，加捻效率低，只能少量混纺，开发舒适保暖的内衣类高档织物。

牛角瓜纤维又称水晶棉纤维、树棉纤维，是近年发现的原创性纤维，它是一种灌木果实，状似牛角，每年能收获多次纤维，长度为20.0mm～40.5mm，平均长度为34.75mm，密度约为棉纤维的一半，线密度约为0.93dtex。与木棉相似，其可纺性差，有较强的抗菌能力，中空度达80%，宜少量混纺，用于制作保暖内衣等，用途受限。

麻类新纤维，传统麻纤维有苎麻、亚麻和黄麻等。当今麻类纤维采用新型脱胶技术，能改善其线密度和可纺性，改善麻纤维带来的刺痒感，充分发挥麻类优良的吸湿、排湿功能和抗菌、抑菌作用。如：由大麻无毒改进的汉麻，其放湿性优于苎麻，色洁白，可减少静电集聚，耐热性好，不易起毛、起球；圣麻以黄麻为原料，采用特殊的专利技术，使其纤维具有干湿强度高、透气、抑菌、防霉等特征，制成的织物滑爽、悬垂性好，深受用户欢迎；此外，还有剑麻、罗布麻等，产量很低。

圣麻纤维是河北吉蒿化纤有限公司自主研发的一种新再生纤维素纤维。它以天然黄麻为原料，通过蒸煮、漂白、制胶、纺丝、后处理等工艺提取纤维素。圣麻纤维既克服了原麻纤维长度整齐度差、细度不匀率大、纤维刚性大、抱合性差等缺点，改善了可纺性，又克服了麻纤维固有的条干不匀、亲肤性差、织物表面粗糙等方面的不足，并保留了麻纤维良好的吸放湿性和透气性、天然的抑菌防霉灭螨驱螨性、染色均匀性和较高的初始模量。可生物降解，是一种绿色环保生态纤维。

菠萝叶纤维是从菠萝叶片中提取的特细纤维，长度为0mm～100mm，直径为真丝的四分之一，特点是滑爽、柔软、强度较低，不能单独纺纱，只能混纺制成织物，吸湿透气，滑爽如绸，抑菌防臭，宜做高档服装和床上用品。

1.2 动物纤维

动物纤维除传统的绵羊毛、蚕丝外，新动物纤维有山羊绒、兔毛、牦牛毛、绢丝、紬丝等，但可纺性都比较差，纺纱时需要添加和毛油、抗静电剂等表面活性剂，生产成本较高，产品以混纺为主。其中，山羊绒、兔毛产品属高端产品，主要用于秋冬毛衣、大衣和西装。改性羊毛通过羊毛变形处理，使羊毛纤维直径变细0.5～1µm，手感变柔软、细腻，吸湿性、耐磨性、保温性、染色性能等均有提高，光泽变亮。通过给长毛兔喂食含铁、铜等元素的饲料，我国培育出了长13种颜色兔毛的兔子。

我国还发现了一种不吃桑叶专吃栗树叶吐绿色丝的天蚕，由中国科技大学和安徽农科院联合研究的“天蚕的质基因导入家蚕的染色质遗传工程”项目己获得成功，可以获得天然绿色家蚕丝。天然绿色家蚕丝由生物高分子蛋白链组成，即使在极高的温度下也能保持结构稳定，可制耐高温丝基电子纺织物，制作嵌入在服装、包装或其他物体中的便携、灵活的新一代电子设备。这里主要介绍蛋白质再生纤维。

牛奶蛋白纤维由牛奶中提取的蛋白质酶素制成，它不仅集合天然纤维和合成纤维的优点，更具有这前两代纤维所无法比拟的生物保健功能，含有多种氨基酸和天然保湿因子，手感柔软、光滑，抗菌率达80%，纤维密度小、有弹性和丝一样的光泽，抗日晒牢度优，抗起毛、起球。

大豆蛋白纤维用大豆制成豆粕羟基和氰基高聚合物纺丝而成，可生物降解，密度小、手感柔软、抗皱性好、悬垂性优。

玉米类蛋白纤维以玉米、红薯、甜菜等淀粉提炼的乳酸为原料制成，具有蓬松、柔软和吸湿等特点。

蚕蛹蛋白纤维是以30%的蚕蛹蛋白与70%的粘胶共混制成的一种复合纤维，兼有真丝和粘胶丝两种纤维的特性，可生物降解，具有导湿、透气、抗紫外线等护肤保健功能。

蛋白质再生纤维的缺陷是易产生静电，纤维的抱合力差，一般易起毛、起球，适宜混纺，开发针织类产品。

1.3 再生纤维素新纤维

再生纤维素新纤维是在粘胶纤维基础上发展形成的。粘胶纤维是我国最早的再生纤维素纤维，其原料是棉短绒制成的浆粕。主要缺点是生产中对环境有污染，能耗、水耗大，湿模量低，遇水易收缩变形，湿强度低；但其可纺性好，常用于混纺。与粘胶纤维相似的再生纤维还有铜胺纤维、醋酯纤维等，醋酯纤维主要用作香烟的过滤嘴等。目前国内主要的再生纤维素新纤维有莱赛尔（Lyocell）纤维、莫代尔（Modal）纤维、丽赛（Richce1）纤维、竹浆纤维、珍珠纤维等。

莱赛尔纤维用“溶剂纺丝法”生产，生产过程全封闭，溶剂循环使用，无环境污染。产品综合棉、涤纶、粘胶纤维的优点，具有高强力、高模量、柔软、悬垂性好、吸放湿能力强等优点。

莫代尔纤维的截面不规则似腰圆形，有皮芯层，纵向有1～2根沟槽，因而具有许多优良性能。它将天然纤维的豪华质感与人造纤维的实用性合二为一，既具有棉的柔软、丝的光泽、麻的滑爽，又具有比普通粘胶纤维高许多的湿强度、吸水透气性和上染率，织物颜色明亮而饱满，并可与其他纤维（如羊毛、羊绒、棉、麻、丝、聚脂纤维等）混纺。

丽赛纤维是一种高湿模量纤维素纤维，具有断裂强度高，断裂伸长小，湿干强度比佳，初始模量大，耐碱性好，上浆、上染速率高，可自然降解等优点。丽赛纤维织物光泽好，极富弹性、悬垂性和滑爽感，耐穿、耐洗、耐褶皱，具有良好的舒适感和身体亲和性。

竹浆纤维又称“会呼吸的纤维”，是由我国自行开发研制并产业化的新型再生纤维素纤维，采用粘胶生产工艺，先制成竹纤维浆粕，再纺丝加工生产的一种纤维。竹浆纤维可根据要求做成棉型短纤维、毛型短纤维，制成纯纺纱或与其他天然纤维、化学纤维混纺成纱线。竹浆纤维天然抗菌并不会因为反复洗涤、日晒而失去抗菌性。其织物具有与其他纤维不同的独特风格，强力高，耐磨性、吸湿性、悬垂性俱佳，手感柔软，穿着舒适凉爽，染色性能优良，光泽靓丽，是夏季针织和贴身纺织品的首选原料，还可用于生产洗浴用品、床上用品、无纺布、卫生材料等具有特效功能的产品。

珍珠纤维是将超细珍珠粉或贝壳粉共混于粘胶液中制成，产品具有滑爽、润肤、抗紫外线等保健功能。

壳聚糖生物质纤维是将水生甲壳类生物的甲壳素通过湿法纺丝制得超纯的100%壳聚糖生物质纤维，并加工成片状，能促进生物器官再生的纺织品，可用于再生医疗领域。

1.4 差别化纤维

差别化纤维一般指将传统纤维，如以石油为原料的合成纤维、天然纤维、再生纤维，通过物理或化学方法改善其性能，提高其一项或多项功能，使之有更好的性能或性价比，或者针对某一种纤维为目标进行仿造或超越，提高其使用价值。

异形纤维：通过改变纤维的横截面改善性能，如中空型纤维可改善保暖、柔软和吸湿效果；三角形可增加纤维的反光、闪光特性，使纤维具有仿丝效果；扁平形可使纤维具有仿麻、仿丝效果等。

细特纤维：降低纤维线密度可增加成纱中纤维根数；增加比表面积以改善其可纺性；降低纺纱的线密度，充分发挥纤维表观效果和色彩，提高柔软性，适用仿丝织物、高密仿绒类织物、桃皮绒面料等。

易染纤维：某些纤维的可染性差，使染料适应性差、染色不鲜艳，可通过改性加以解决，扩大其产品用途，如开发阴离子可染涤纶、常压常温可染涤纶、酸性染料可染腈纶、可染彩色涤纶、易染丙纶等。

高收缩纤维：通过对纤维高收缩改性，可使一般纤维收缩率达到20%以上，该纤维可用于开发膨体纱产品、拉舍尔毛毯等高收缩织物。

抗静电纤维：通过纤维抗静电改性，可减少或消除纺、织、染后加工中静电的影响，保障正常生产，清除隐患，确保安全。

高吸湿、放湿性纤维：多数合成纤维，如涤纶、丙纶等吸湿、放湿性能较差，影响服装舒适性，通过对纤维截面进行多孔性或多沟槽形改造，可增大纤维的吸湿、放湿功能，如杜邦Coolmax纤维截面有四条细微凹槽，具有导汗、快干、凉爽、舒适等功能。

高强度高模量纤维：聚苯二甲酰对苯二胺纤维、芳香族聚酰胺共聚纤维、杂环族聚酰胺纤维、碳化硅纤维等。生物质纳米纤维密度仅为钢丝的1/5，强度却达5倍以上，热膨胀系数是玻纤的1/50。表面疏水化技术使纳米纤维与树脂的相容性提高，分散均一，强度和热尺寸稳定性提高，用该纳米纤维增强聚丙烯或聚乙烯的汽车用复合新材料，其模量可提高4.5倍。

活性炭柔性织物纤维：将棉T恤衫浸泡于氟化物溶液中干燥、高温烘烤和活化后纤维表面转化成活性炭柔性织物纤维，并形成稳定的高性能电容器，可为手机或笔记本电脑充电。

吸收电磁波的家电专用导电纤维：这种家电专用导电纤维表面包覆了极薄的导电聚合物膜，既保持纤维的柔软性和风格，还兼有优良的耐磨性、耐热性和耐湿性，可自由控制导电范围，已在家电清洁布、手套、大衣和裙子等领域应用。

芯鞘型纤维：以聚丙烯为芯材、聚乙烯为鞘材的芯鞘型纤维，经纺丝、拉伸、卷曲、切断等工序，制得在热作用下可自行伸长的聚烯烃系纤维及新型生理卫生巾用非织造布，实现了柔软性和伸缩性等物性共存。

测定皮肤与美白用特种芯鞘型纤维：新一代DNA“皮肤薄片”测定与皮肤的形成和新陈代谢相关的遗传因子，新一代DNA美白薄片测定与产生黑色素相关的遗传因子，以评价化妆品的保湿效果和美白安全性。

固沙与绿化用聚乳酸纤维：聚乳酸（PLA）纤维是一种可节约石油资源的生物质降解纤维，可制造PLA防沙移动材料，用于固沙和绿化。

可消除放射性铯的新纤维：依靠放射线在尼龙上切断表面分子后附着，具有吸铯特性的分子制成能有效消除放射性铯污染的绿色尼龙新纤维，用于消除核辐射的污染；也可采用惰性聚四氟乙烯纤维制成能简易而有效地测定低浓度放射性铯或锶水污染的滤材。

防辐射纤维：有防紫外线的多种涂层纤维，防X射线的复合纤维，防高频微波辐射的金属涂塑纤维，防不带电荷、具有很强穿透力的中子辐射复合纤维。一般均需加工成机织物、非织造布或紧密针织品。

超吸附纤维：超吸附纤维的吸附性能比活性炭纤维高数倍，指具有超吸附速率和吸附容量的纤维或非织造物。当它吸水时具有高度的膨润和密封特性、有效的阻水性、非常好的湿态完整性和强度保持率，被吸附物难以从干湿态纤维中迁移出来。致冷该纤维制成的服装穿着在接触热应力时温度下降6℃左右，用作消防服内衬。

1.5 功能性纤维

泛指原创性有特殊功能的纤维。

银纤维：金属银杀菌的机理就是阻断细菌的生理过程。在温暖潮湿的环境里，银离子具有非常高的生物活性——这意味着银离子极易同其他物质相结合，使得细菌细胞膜内外的蛋白质凝固，从而阻断细菌细胞的呼吸和繁殖过程。环境越温暖潮湿，银离子的活性就越强，因此，镀银纤维十分适合应用于服装领域。在服装以及医用纺织物上使用镀银纤维，既能抗静电、阻挡医用纺织物上的污染物、抗菌杀菌，又能调控体温与湿度、保护皮肤，甚至还可祛除身上发出的难闻气味。这种含镀银纤维的纺织品拥有十分广阔的市场前景，已经有玛莎百货（Marks & Spencer）、阿迪达斯、彪马（Puma）和斯派德（Spyder）等著名服装厂商开始生产带有镀银纤维的产品。强生公司也应用镀银纤维开发新一代绷带产品。

纳米银离子复合纤维：纤维外表面设有纳米级银离子层，能穿刺细菌细胞外表，使内部变性，让细菌无法代谢和繁殖，防止细菌滋生和感染。纳米银离子复合纤维能提升塑变强度，使材料抵抗较高塑性变形能力，使材料热膨胀系数提升，因而纳米银离子复合纤维的应用更广泛。

导电纤维：导电纤维指在标准环境下（温度为20℃，相对湿度为65%），质量比电阻不大于108Ω•g/cm3的纤维，导电纤维能消除和防止静电的产生，性能远大于抗静电纤维，其纺织品具有防爆和屏蔽微波的功能，在军工、国防领域应用较多。导电纤维（Antron Ⅲ等）是化学纤维中混入石墨或金属粉（如铜、镍、银等）导电性添加剂而使纤维获得一定的导电和抗静电性能。导电纤维的电阻率介于碳纤维和金属纤维之间（实际上是半导电纤维），可用作无尘服、带电作业服、抗静电防爆作业服、地毯和工业用材等。这些导电纤维大都颜色较深，若选用白色的金属化合物，则可制得白色导电纤维，用作白制服和医院用服等。导电纤维分为无机和有机两种。无机导电纤维通常有铜、铝、镍、银、金和不锈钢等。有机导电纤维按导电成分在纤维中分布可分为表面披覆型、复合型和均匀分布型三种。常用基体纤维有涤纶、锦纶6、锦纶66、维纶等。有机导电纤维一般都与棉、羊毛、粘胶、涤纶等纤维混纺使用，强调混和均匀。无机导电纤维和导电纳米复合纤维可直接织入织物中，开发可穿戴类纺织品或服装。

光导纤维：光导纤维是利用折射率不同的两种透明材料，通过特殊复合技术制成的复合纤维，这种纤维具有导光性能。用高纯二氧化硅或高透明度的聚合物（聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯）为芯材，用透明含氟树脂及聚酰胺12等为鞘材制成的光导纤维，能使光在芯部沿其界面折射传导，可用作光通信、数据传递、各种光照明和数字显示。光导纤维广泛用于通信、光电、医学、激光、国防、航天及交通等领域。将少量高取向、质量浓度为0.1%以下的碳纳米管的水、乙醇或甲乙酮溶液混入聚酯膜中，就可制成光透过率达85%以上的透明导电膜。

保温、调温、导热纤维：指利用纤维内植胶囊，根据外部环境变化产生固态、液态相变，吸收或排放热量来调温、保温的纤维。现在使用较广的有远红外线保暖纤维，如以碳化锆微粒聚合物制成皮芯复合保温放热纤维和以导电性碳纤维制成的保温纤维，以及将磷脂聚合物固化在纤维表层、减少肌肤水分蒸发的保温、保湿纤维等。东邦公司Sunburner纤维是依靠自身吸湿能力而散热的纤维，其散热量是羊毛的3倍、棉花的6倍，还具有抗菌、除臭、调节pH值、吸湿、抗静电、阻燃等功能。将多层碳纳米管分散于聚乙烯中，包覆甲基丙烯酸亚乙基缩水甘油酯，然后再与聚苯硫醚混合制得复合材料，其导热性约为铜的10倍以上，应用于环保型汽车部件。

水溶性载体纤维：在维纶生产工艺中改变醛化工艺，可制成水溶性维纶。它常用作载体纤维与其他纤维混纺成纱。如在较低温度下进行水溶维纶后加工，可改善其可纺性；如提高成纱的线密度，可纺制特细纱或将可纺性差的纤维纺成纱，开发无捻纱或低捻纱、空芯纱或绣花底布等。

低熔点纤维：利用低熔点涤纶、丙纶等纤维为粘合剂，进行新型粘合纺纱，用于开发非织造布、一次性医疗用品等。

抗菌、抑菌、防臭类纤维：有含银类纤维、竹炭类纤维、椰炭纤维、咖啡炭纤维、甲壳素纤维等多个品种。

夜光纤维：夜光纤维是利用稀土材料为发光体，经特种工艺制成的一种纤维。其具有在光照时能捕获激发态电子，在停止照射后能持续发光跃迁的功能，只要收集可见光时间达10min，便能将光能储蓄在纤维中，在黑暗中持续发光10h以上，并可连续无限次循环使用。夜光纤维制品可用于航空、航海、交通运输、建筑及广告等产业。

低剂量的多壁碳纳米管：可渗透到种子壳中，能刺激和加速植物细胞生长，可增产55%～64%，已被广泛应用于医药、甜料、染料和香水的商业生产。

导电纳米涂料：应用于棉花、非织造布和聚丙烯纺织品等中，形成质轻而又柔软的系列功能性纺织品，可改进太阳能电池、传感器和各种微电子产品的性能。应用于个人健康与环境监控（通过将布料传感器嵌入制服中，就可实时监测穿着者的心率、体温和运动轨迹）；通过在涂覆纺织品上实现多层一体化，制成更小、更轻量的微电子设备。

电磁屏蔽粉末纤维：将由镀镍（或铜）的粉末纤维制成的浸润液涂覆在塑料片材上后制成多层结构的复合材料，具有各向异性的放热特性和电磁屏蔽性等特点，常用于电子设备和部件中。

1.6 高性能纤维

耐腐蚀纤维：即含氟纤维，在聚合物结构中含有氟原子的特种纤维。目前工业化生产的主要有聚四氟乙烯纤维、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纤维、聚偏氯乙烯纤维、乙烯-三氟氯乙烯共聚纤维等。聚四氟乙烯纤维在1954年首先由美国工业化生产。它的耐腐蚀性是现有合成纤维中最高的，连能溶解黄金的王水也对它毫无作用。它适于作各种耐腐蚀性气体、液体的滤材和密封材料；在高氧浓度下难燃，所以使用温度范围极宽；其耐气候性好，在户外放置15年也不会出现老化现象，适用作宇航服等。该纤维的导电率和导热率低，是高温、高湿下良好的电绝缘和绝热材料。它的耐脆性和耐弯曲磨耗性在合成纤维中也最好，但到目前为止，仍无理想的溶剂适用于它，因此，不适宜作纺织材料。

耐高温纤维：耐高温纤维可在200～230℃条件下使用，在高温下不软化，仍能保持一般力学性质的特种纤维，又称耐热纤维。其中，耐高温寿命最长的是聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（也称芳纶1313），熔点400℃，在260℃加热1000小时后强度保持率为65%，绝缘性、耐辐射性和耐化学腐蚀性都很好。聚酰亚胺纤维耐辐射性最好，可在250℃下长期使用，经伽马射线或高速中子流作用后，仍可保持其物理、机械和电气性能，可用作航天和核动力站所需的各种织物及层压制品、降落伞和电气绝缘材料等。此外还有聚苯砜酰胺纤维、聚酰胺酰亚胺纤维、聚苯并咪唑纤维等。

直径100nm的耐热间位芳酰胺纳米纤维制作的非织造布，耐热性和尺寸稳定性优良，耐氧化性亦佳，用于锂离子电池隔膜，可提高电动汽车及静态储能用的锂离子电池的功率安全性、容量及能量密度，且降低自燃等风险。

阻燃纤维：具有阻燃特性的纤维。包括：酚醛纤维、芳香族聚酰胺表面化学处理纤维、金属螯合纤维、聚丙烯腈预氧化纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、硅酸铝纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维、氮化硼纤维等。

耐燃纤维、碳纤维和石墨纤维：将聚丙烯腈纤维等作为原料在一定的张力、温度下，经过一定时间的预氧化、炭化和石墨化处理等过程，可制成耐燃纤维（Pyromex等）、碳纤维（Torayca）和石墨纤维（M40）。一般认为在300～350℃热处理得到的是耐燃纤维，在1000～1500℃热处理可得含碳量为90%～95%的碳纤维，若经过2000℃以上高温处理则可以制得含碳量高达99%以上的石墨纤维。

含碳量高于90%的高强度、高模量碳纤维是航天器材的重要结构材料。碳纤维具有元素碳的各种优良性能，如密度小、耐热性好、热膨胀系数小、导热系数大、耐腐蚀性和导电性良好等。同时它又具有纤维般的柔曲性，可进行编织加工和缠绕成型。碳纤维的最优良性能是它的强度超过一般增强纤维，它和树脂形成的复合材料的强度比钢和铝合金还高3倍。碳纤维复合材料应用在宇宙飞船、导弹和飞机上，可以显著减轻重量，提高有效载荷，改善性能，是航天工业的重要结构材料。由于成本降低，碳纤维已逐步扩大用在民用工业，如汽车工业和运动器材等方面，高级网球拍和钓鱼竿就是用碳纤维做的。

最抗燃的纤维：一种改性聚丙烯腈纤维极限氧指数（LOI）达43%，耐碱性、抗紫外光和耐溶剂性好，而且不熔融、不熔滴、不产生有害烟雾，号称最抗燃的纤维。纤维纤度主要为2.2和3.1dtex，短纤维长度为3.8～8.9cm，它可与羊毛、棉花或粘胶纤维等混织，混入30%该纤维便可有足够的抗燃性。可加工成非织造布、纺织品和复合材料，应用于冶金工业防电弧和电焊飞溅物的工作服、军队和消防员的头套及内外衣等，还可加工成防火板、隔热板、复合材料和内装饰织物等用于公共建筑内饰材料、公交工具防护材料、滤材及建筑材料等中。

高弹性纤维：指断裂伸长率不小于400%、低模量和高弹性回复率的纤维，包括：聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纤维、聚丙烯酸酯类纤维、聚对苯二甲酸丁二醇酯纤维等。

氨纶纤维即氨基甲酸酯纤维。氨纶纤维断裂强度为0.5cN/dtex～0.9cN/dtex，断裂伸长率为400%～700%，回弹率为95%～98%，密度为1.2g/cm3。缺点是手感偏硬，不耐碱和高温。

超高分子量聚乙烯纤维：海洋作业中，传统使用的钢丝长期浸泡在海水中极易生锈，而且自重断裂长度短，而超高分子量聚乙烯纤维的自重断裂长度为336km，是钢丝的9倍。它的密度为0.97g/cm3，在水中漂浮，使用长度可不受限制，作为海洋用纤维材料是非常适宜的。该纤维有良好的耐疲劳性、耐磨损性，以及较高的强度，织成50～500g/m2的各种织物或非织造布，可用于防弹衣、帆布、防水服或过滤材料等。其抗张力性能优异，适宜制作绳、索、缆等。将这种纤维与热塑性树脂结合，可制软质盔甲或硬质复合材料，用于雷达防护罩、头盔、装甲兵器壳体等。此纤维与热固性树脂复合，适宜制作盾牌、耐压储罐、船体外壳、滑雪板、滑水板等。

聚醚酯纤维：原料便宜，工艺简单，耐热性和耐氯漂性优良。聚醚酯纤维分为普通弹性型，抗拉强度为0.45cN/dtex～0.89cN/dtex，断裂伸长率为300%～800%；中强弹性型，抗拉强度为2.67cN/dtex～3.56cN/dtex，断裂伸长率为800%～1000%。

PBT、PTT中弹性纤维：聚酯纤维新品种，具有中等弹性，上染率高、色牢度优、洗可穿、挺括、尺寸稳定性好、手感较柔软等特点。PTT是PBT升级产品，但断裂伸长率小于上述的高弹性纤维，为310%～520%。弹性纤维长丝可用于包芯纱或加工弹性类织物，如弹力运动服、弹力内衣和弹力牛仔服等。

纳米复合纤维：纳米复合纤维材料由高度取向的高强度纳米纤维单元包裹在较柔软的有机物基质中构成，并具有高度有序的多级螺旋缠绕结构。纳米复合纤维和石墨烯复合纤维两者均属纳米量级的复合纤维，先制成纳米晶粉或薄膜，然后根据其性能组成复合纤维。纳米复合纤维成本较高，但其产品具有极大的发展潜力。

2．新型纤维的发展方向

在全球可持续发展战略影响下，大家都在致力于研究既不影响生态环境，又能利用生态资源的新型纤维；并提出新型纤维材料必须经过毒理学测试，具有相应标志，符合环保、生态、人体健康要求。新型纤维已成为全球关注的发展方向。

首先，大力发展绿色纤维、生态纤维。绿色纤维指在生产、储存、销售等过程中无污染的天然纤维。生态纤维指生产过程中无污染环境、无有毒液、毒气、毒物排出的纤维，纤维本身能自然分解。采用绿色原料开发生态纤维，利用生物技术发展可降解纤维，选择节约资源、可回收利用纤维原料，已成为目前纺织材料新型化发展的趋势。生态化纺织材料的发展为保护生存环境、实现纺织工业可持续发展提供了保障，符合21世纪绿色环保型时代的要求。未来的新型纤维产业一定是绿色生态工业。绿色原料是开发新型纺织纤维材料的主要途径和研发热点。从食用的香蕉、小麦、大豆、玉米、牛奶、虾、蟹等到木材、昆虫、蜘蛛都成为了新型纤维材料的来源。现今的绿色原料包括原生态自然物质、以自然物质为基础的提炼物及原有纤维的再加工产物。

其次，纤维发展应重视环保和可循环利用，大力发展生物质纤维。可循环材料是所用的原料和能源在不断的循环中得到合理利用，节约生态资源。现代纺织要求材料可循环、再生，可持续发展；因此，循环材料的开发和利用应是未来新型材料发展的趋势。天然纤维材料是地球上巨大的再生性生物高分子资源，作为“从自然产生又回到自然”的资源循环型材料，具有不可替代的发展优势。人造纤维材料作为传统的纺织材料，其原料多为天然可再生的非石油资源，符合可持续发展的需求。合成纤维多为石油化合物，而石油属原生资源，且一般的合成纤维具有不可再生、无法自然分解，易造成环境污染。目前合成纤维如何进行回收再生是生态材料研究的重点，也是治理环境污染、节约资源和能源、促进合成材料循环使用的最积极的废弃物处理方法。世界各国都十分重视纤维的回收利用，已开发了有回收聚合物、纤维的原料再循环和回收单体的化学再循环系统。回归自然、适应环境是纺织材料总的发展趋势，我国也已开发涤纶回收利用技术，回收纤维经处理后可用于非织造布、服饰产品和充填物。因此，纤维发展应重视可循环再利用技术和生物质纤维。再生纤维素纤维、再生蛋白质纤维等再生纤维一般都能生态降解。丙纶纤维生产过程污染较大、不能生态降解，且纤维易产生静电、可纺性差、染色性和导湿性也不好，应限制或禁止生产；而对符合环保循环经济发展要求的生物质纤维必将持续发展。

再次，纳米复合纤维将成为今后发展的方向。纳米技术通过特定材料超微化等处理，使材料性质发生变异，再通过物理或化学方法（如氧化、还原、渗透、嫁接、空隙渗透、膨化、溶剂介入、涂层等方法），从而使纤维具有高强度、高模量、高弹性、高导电、高储能、高透光、高保暖、抗屏蔽、抗细菌、阻燃、防臭等特殊功能，这是今后高性能纤维的发展方向。高性能纤维具有比一般纤维更优异的耐高温、难燃性和化学稳定性，强度、模量都高得多，其发展与航天、航海、国防、军工等发展密切相关，世界各国都十分重视，比如石墨烯纳米复合纤维。

另外，应大力发展差别化纤维。对各种合成纤维，通过差别化改性成为仿真天然纤维，提高其使用价值和性价比，克服原回潮率低，吸湿、放湿性差等缺点。如涤纶差别化纤维，具有优异排汗导湿散热性能，可制成棉花般外观与触感的布料，既排汗又软又舒服；既是阳离子可染纤维容易低温染色，又是低起球特性长纤产品能与其他功能纤维混纺生产布料；表面半光泽，做出来的衣服有半透光感觉；另外，它的纤维横截面比圆形纤维的截面能屏蔽更多的紫外线，具有防护紫外线的作用。仪征化纤厂的“仪纶”，保持了涤纶抗皱、保形、易洗、快干等特点，改善了其导湿通气、染色性差、抗静电性差等缺点，综合性能超越天然棉纤维。随着化纤价格降低，今后天然纤维占市场比例将继续下降。

最后，化纤的发展仍大于天然纤维，而化纤长丝的发展又远大于短纤。因为纺织纤维已大量进入产业利用，在航天、航空、航海、汽车、军工、国防、交通运输和建筑产业均以化纤长丝为主。

3．结语

新型纤维种类繁多，研究新型纤维的现状与种类，研发应用绿色、生态、保健、可降解的新型纤维，扩大新型纤维在产业上的应用，研制应用相关的纺织印染助剂和后续的纺织品整理工艺，已经成为纺织与印染业的发展方向。

纺织纤维是纺织品的原料，纤维的性状是影响纺纱生产和后续纺织品印染整理的第一要素，必须根据纤维特性设定纺纱和印染整理工艺（包括混和方法、工艺流程、机械设备、重要器材和专件及生产环境）。研讨纺织纤维的种类与发展，开发新型纤维，具有重要的现实意义。

用于纺织的化学纤维增长率将大于天然纤维，化纤长丝产品将超过短纤。绿色纤维、生态纤维是纺织纤维发展的方向，应控制严重污染环境的纤维生产，强化不能生态降解纤维的回收和再利用。

应重点开发再生性纤维、差别化纤维和功能性、高性能纤维，引导纺织企业开发超天然纤维的化学纤维。普及、深化、扩大纺织纤维在新兴产业，如航天、航空、交通运输、医学、化工等产业的利用率。

作者简介：

蔡继权，教授级高级工程师，长期从事新产品研发和科技管理。

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