纤维发展介绍

更新时间:2023-06-28 12:28:51 阅读：评论：0

紡織知識－纖維發展介紹

歷史悠久的天然纖維

● 眾所周知，氣候是影響纖維製品應用的重要因素。在天氣寒冷或氣溫變化大的地區，羊毛與其他獸毛是主要的衣服原料，熱帶地區則會發展麻或竹等植物纖維，至於蠶絲，因需由種桑、養蠶、結繭到繅絲，過程複雜且產量少，價格昂貴，一向是宮廷貴族、巨賈豪門階級專用，但也因其稀有高貴而促成東、西陸地貿易─絲路的暢通。

● 而由於蠶絲是棉、麻、絲、毛四大天然纖維中唯一的長纖維，其良好的手感及強度適用於衣著，且又具有高度光澤，故深受人們喜愛與收藏，是人類長期研究模仿天然纖維的第一目標。

● 1885年法國卡當尼伯爵(Graf Halaire de Chardonnet)發明了光亮燦爛的人造絲，帶動人造纖維的相繼問世。1892年出現黏液嫘縈，1924年醋酸纖維，皆以纖維素為原料。1935年義大利弗雷第(Ferretti)改良德國人從脫脂乳製造纖維的方法，製出類似羊毛的蛋白質纖維，此後以石油及天然氣為原料的尼龍、聚酯等合成纖維更如雨後春筍般相繼發明並快速地商業化，直到18世紀棉花的工業化，才使羊毛等其他天然纖維產量迅速下降。

● 棉花是3千年前最先在印度生產應用，後來才逐漸傳入中國、義大利及其他各國。棉花在13世紀傳至紡織業發達的英國，原先因為纖維太短，紡紗困難，直至18世紀英、美相繼發明紡紗機器及軋棉機後，棉紡迅速工業化，棉花產量與消費量成為各類纖維之首。

百年來蓬勃發展的人造纖維

● 而近幾十年來，合成纖維的研究發展更超越了蠶絲的特性，除了高速假撚加工改變原絲伸縮與蓬鬆程度外，更於下列製程中加入許多科技:修冰箱

1.聚合階段：加入其他不同成分來改善或增進纖維性能。

2.紡絲階段：改變紡嘴形狀使纖維具不同斷面形狀，製成異形斷面、多成分或超細丹尼，

因而發展出許多高機能性纖維。

3.紡絲技術：開發液晶紡絲、固相紡絲或靜電紡絲法，以獲得高性能纖維。

● 這些採用高科技技術開發出來的新型纖維，除了使用於紡織領域外，已經大量應用在其他產業或工程中，作為補強或新材料，例如，碳纖維除運用於運動器材的網球拍、高爾夫球桿外，更大量應用在火箭、太空梭等航太工程領域。

● 隨著環保意識抬頭，棉花採收前灑大量落葉劑、人造纖維製程排放廢液廢氣、人纖紡織品無法生物分解等缺點，使得近年來有機棉或製程溶劑完全回收再利用如Lyocell、生物可分解纖維如PLA(聚乳酸纖維)等「綠色纖維」大受歡迎。

纖維基本分類

● 纖維依取得方式，可分為兩大類，即天然纖維與人造纖維(或稱化學纖維)，細分如下：

一、天然纖維：纖維材料由自然界取得，可直接應用於紡織流程加工：

(一) 植物纖維(Vegetable Fiber)：依取用植物部位的不同再分為五種：

1. 種子纖維(Seed Fiber)：棉花(Cotton)、木棉(Kapok)

2. 韌皮纖維(Bast Fiber)：亞麻(Linen)、黃麻(Jute)、大麻(Hemp)、苧麻(Ramie)等

3. 葉脈纖維(Leaf Fiber)：馬尼拉麻(Manila Hemp)、瓊麻(Sisal)、紐西蘭麻(New Zealand Hemp)、鳳梨纖維(Piña)等

4. 果實纖維(Fruit Fiber)：椰子纖維(Coir)

5. 其他：燈心草(Rush)

(二) 動物纖維(Animal Fiber)：

1. 毛類纖維(Wool & Hair Fiber)：綿羊毛(Sheep Wool )、駱駝毛(Camel Wool)、駝羊毛(Alpaca)、開士米毛(Cashmere Hair)、馬海毛(Mohair Hair)、山羊毛(Goat Hair) 等

2. 蠶絲(Silk)：家蠶絲(Cultivated Silk)、野蠶絲(Tussah Silk)

幸运果实>芦荟盆栽

(三) 礦物纖維(Mineral Fiber)：石棉(Asbestos)

二、人造纖維：纖維原料雖可由自然界取得，但經人為化學處理再製成纖維形狀。jdtab

(一) 再生纖維(Regenerated Fiber )：不改變由自然界取得纖維原料的物性

1. 無機再生纖維(Inorganic Regenerated Fiber)：玻璃纖維(Glass Fiber)、金屬纖維(Metal Fiber)、岩石纖維(Rock Fiber)、礦渣纖維(Slag Fiber)等

2. 有機再生纖維(Organic Regenerated Fiber)：

(1) 蛋白質纖維(Protein Fiber)：酪素纖維(Cain Fiber)、花生纖維(Groundnut Fiber)康熙雍正乾隆是什么关系、大豆纖維(Soybean Fiber)、玉米纖維(Maize Fiber)、聚乳酸纖維(PLA Fiber)等

(2) 纖維素纖維(Cellulo Fiber)：黏液嫘縈(Visco Rayon)、銅氨嫘縈(Cuprammonium Rayon) 、新溶媒纖維素纖維Lyocell

(3) 其他：甲殼素纖維(Chitin Fiber)等

(二) 半合成纖維(Semi Synthetic Fiber)：已改變由自然界取得纖維原料的物性。

1. 醋酸纖維(Acetate Fiber)：

2. 三醋酸纖維(Triacetate Fiber)：

(三) 合成纖維(Synthetic Fiber)：藉由自然界取得的單體分子原料，以聚合紡絲方式形成纖維

1.縮合聚合物(Condensation Polymer)：

(1) 聚醯胺纖維(Polyamide Fiber)：尼龍6(Nylon 6)、尼龍6.6(Nylon 6.6)、尼龍11(Nylon 11)

(2) 聚酯纖維(Polyester Fiber)：PET、PBT、PTT

2.加成聚合物(Addition Polymer)：

(1) 聚丙烯腈纖維(Polyacrylonitrile Fiber)：PAN(或稱Acrylic Fiber)

(2) 聚乙烯纖維(Polyethylene Fiber)：PE

(3) 聚丙烯纖維(Polypropylene Fiber)：PP

(4) 聚乙烯醇纖維(Polyvinylalcohol Fiber)：PVA

(5) 聚氯乙烯纖維(Polyvinylchloride Fiber)：PVC

(6) 聚四氟乙烯纖維(Polytetrafluoroethylene Fiber)：PTFE

(7) 聚氨基甲酸酯系纖維(Polyurethane Fiber)：PU

● 以上所列之縮合與加成聚合物均可歸類於有機合成纖維，至於碳纖維、玻璃纖維等則歸類於無機合成纖維。又近年來高機能纖維蓬勃發展，包括聚乳酸(Poly lactic acid)、PBO纖維（p-phenylene-2,6-benzobisoxazole）、高強力聚酯、聚醯胺、聚烯烴、對位及間位芳香族聚醯胺、碳纖、高係數聚乙烯(HMPE)、聚苯硫(PPS)、酚系聚合物纖維、聚醚基酮(PEEK)、P84等特殊纖維相繼推出，相關之纖維性能分列如下表。

各類高機能纖維性質一覽表

	張力(g/d)	伸長率%	密度g/cm3	耐熱溫度℃	LOI值	回潮率%
PBO 纖維	42	3.5	1.56	650	68	2.0
對位芳香族聚醯胺	18-28	2.4	1.45	550	29	4.5
間位芳香族聚醯胺	5.3	22	1.38	400	29	4.5
碳纖維	23	1.5	1.76	-	-	0
聚四氟乙烯(PTFE)	2	19	2.1	327	30	0
玻璃纖維	15	4.8	2.6	-	-	0
PBI	3.1	30	1.4	-	-	0
鋼絲	4	1.4	7.8	-	-	0
超高分子量高強力PE纖維	30-40	2-5	0.98	180	18	1.5
超高密度PP	17	2.8	0.97	165	18	0
聚苯硫(PPS)	4-5	25-40	1.34	285	40	0.2
PET菩提偈	9.5	13	1.38	260	17	0.4
Nylon	9.5	19	1.34	254	15	4

纖維性質功能介紹

● 紡織纖維是一種高分子聚合物，須具備一些共通的物理、化學性質，才能達到實用的價值。又這些高分子的物理及化學性質明顯的受到纖維微細結構的影響，因此應先對微細結構有基本的概念。

● 一般纖維係由單體(Monomer)如乙烯CH2=CH2，聚合成高分子(Polymer)，高分子聚集成微纖(Fiberil)，微纖再形成纖維(Fiber)：

單體 → 高分子鏈 → 微纖做学习的主人 → 纖維

● 能形成纖維的單體，其結合的原子只限於碳、氫、氧、氮、矽、氯、氟、磷、硫等數種，這些原子結合成分子、單體、高分子，要形成纖維則須具備下列四條件：

1.平均分子量要大，以提高抗張強度

2.鏈的對稱性須良好，使結晶性提高

3.具有適度的融點及玻璃轉移溫度

4.單體極性要大，極性基須能平均分佈，提高分子間作用力

● 單體的聚合只限於鏈狀高分子構造，且須有配向整齊排列的結晶區和雜亂無章狀態的非結晶區組合才能形成纖維。

● 結晶區的高分子化合物是極性高、融點高，且能互相凝集的分子鏈，有限制分子運動的作用，故結晶區較多的聚合物，融點較高、質硬而機械強度大；非結晶區較多的聚合物質柔軟韌性大，融點較低。結晶部份對高分子全部的重量百分比稱為結晶化度，纖維結晶化度增加對纖維性質的影響如下表：

增強的性質	降低的性質
融點	伸度
強度	衣服如何消毒吸濕性
抗張力	膨潤性
硬度	染色性
楊氏係數	化學反應性
密度	強韌性
尺寸安定性	柔軟性
	黏彈性
	可塑性