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纖維

2021-07-16 12:27:31

纖維(英語:fiber)是指由連續或不連續的細絲組成的物質。在動植物體內,纖維在維係組織方面起到重要作用。纖維用途廣泛,可織成細線、線頭和麻繩,造紙或織氈時還可以織成纖維層;同時也常用來制造其他物料,及與其他物料共同組成復合材料。

纖維可被分作天然纖維及人造纖維。

天然纖維

天然纖維是在動物、植物和地質過程中形成的。根據來源,天然纖維分為如下幾類。

  • 植物纖維:由纖維素和木質素排列組成。出自棉、麻、亞麻、黃麻、苧麻、劍麻等作物。用於造紙及織
  • 木纖維:出自樹木,用於造紙。主要的使用形式有磨木紙漿、預熱磨木漿、(未)漂白(亞)硫酸鹽紙漿等。
  • 動物纖維:主要由蛋白質組成。如蛛絲、蠶絲、、發、肌腱、羊腸線等。
  • 天然的礦物纖維,例如石棉,由非有機物質組成。石棉是自然存在的礦物中唯壹能形成長纖維結構的。另有些礦物呈短的束狀結構,如矽灰石、綠坡縷石和多水高嶺石。

人造纖維

人造纖維,又稱化學纖維,是指經加工過而制成的纖維,包括玻璃纖維、尼龍等。可以由天然原料加工而得,也可以通過化學方法合成。

種類

基於天然纖維素的人造纖維有很多種,包括人造絲(嫘縈)、莫代爾纖維以及新近產生的纖維素纖維。這壹類纖維又可以分為兩類,壹是由純纖維素或再生纖維素形成的,二是由纖維素乙酸酯等衍生物形成的。再生纖維素可用銅氨法制。

最常見的人造礦物纖維是玻璃絲和金屬絲,這兩種不是合成纖維。

  • 玻璃纖維,又叫玻璃絲,由壹種特殊的玻璃制成
  • 金屬纖維:銅銀金等易延展金屬可拉制纖維;鎳、鋁、鐵等較韌性金屬可通過擠壓或沈積等手段
  • 碳纖維,由碳化高分子形成,屬於合成纖維

聚合物纖維也是人造纖維中的壹類,通常從石化原料合成得。主要的聚合物纖維有:

  • 聚烯烴
    • 聚乙烯:可形成極長的鏈,即所謂超高分子量聚乙烯(HMPE)(例如Dyneema、Spectra)
    • 聚丙烯
  • 聚乙烯醇纖維
  • 聚氯乙烯纖維
  • 聚丙烯腈纖維(PAN):傳統用作布料,即腈綸。純的PAN纖維在低氧條件下灼燒可得到碳纖維。
  • 尼龍等聚酰胺
  • 聚對苯二甲酸乙二酯(PET,用作布料即滌綸)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)等聚酯
  • 芳香聚酰胺:高溫下會熱解,但不熔化。聚合鏈間有較強作用力。例如超美斯X-fiper,Twaron、Kevlar、Nomex
  • 彈性纖維,如聚氨酯(氨綸)
  • 酚醛樹脂:與碳纖維同為熱固性的樹脂基纖維,難以熔化

技術

復合擠出纖維(coextruded fiber)由兩種不同的聚合物共同形成,壹般兩種聚合物采用芯鞘型或並排排列。

為提高纖維性能,可以在纖維外層塗壹保護層,這樣的纖維叫塗層纖維(coated fiber)。如塗鎳可防靜電,塗銀可抗細菌,塗鋁以作為防雷達箔條。防雷達箔條以塗鋁的玻璃絲繩的形式儲存在飛機上,用時將繩切成小段噴出即可擋開雷達信號。

多數合成纖維的截面都是圓的,但有些特別的纖維截面做成了中空、橢圓、叁葉形、五星形等,這些改變了截面形狀的纖維具有能反射光等光學性質。表面顏色較亮的纖維容易透光,看起來顯得透明;較暗的纖維則會阻擋大部分的光。

合成紡織纖維通常做成彎曲的形狀,這樣織成的衣服體積會增大。

微纖維

微纖維指壹類極細的纖維。在織物中,指的是纖度不超過1旦的纖維。聚酯類纖維可拉至0.5鑒別纖維方法旦。在高技術纖維領域中,通常指可以過濾用的極細的玻璃絲或熔噴塑料纖維。壹些新型的設計把纖維通過擠出分裂成更細的纖維。

原纖

短的、形狀不規則的纖維叫做原纖fibril)。天然纖維素中含有原纖,在棉和牛皮紙中可以看到壹些小的原纖突出於主纖維束之外。

鑒別方法

燃燒法是最簡單便捷的纖維鑒別方法,各種纖維燃燒特性如下表:

纖維名稱接近火焰在火焰中離開火焰燃燒氣味燃燒後殘渣特征
棉纖維不熔不縮剛近火焰即燃,燃燒迅速,火焰呈黃色繼續燃燒,冒藍煙燒紙氣味細柔的少量絮狀物,呈黑或灰色
不熔不縮剛近火焰即燃,燃燒迅速,火焰呈黃色繼續燃燒,冒藍煙草木灰氣味少量細而柔的灰白色絮狀粉末
羊毛卷縮遇火冒煙,燃燒速度較慢,並起泡、卷縮慢慢熄火燒毛發的焦臭味有光澤的黑色球狀顆粒,松脆,手指按壓即碎。
蠶絲卷縮遇火縮成閉狀,燃燒緩慢,伴苻噝噝聲緩慢熄火燒毛發燒焦味黑褐色球狀灰燼,松脆,手撚即碎
粘膠纖維不熔不縮易燃,燃燒速度很快,火焰呈黃色繼續燃燒燒紙味光滑扭曲帶狀灰白色細粉末
醋酯纖維熔縮熔融燃燒繼續燃燒醋味硬而脆黑塊
人造蛋白纖維熔縮燃燒緩慢並有響聲自熄燒毛發味脆而黑的小珠狀
滌淪收縮熔融易點燃,燃燒時邊熔化邊冒黑煙,滴液, 黃色火焰繼續燃燒特殊的芳香味玻璃狀黑褐色硬球,用手指可撚碎
錦綸迅速熔縮成白色膠狀熔融燃燒,滴落並起泡,燃燒時沒有火焰難繼續燃燒芹菜味玻璃狀淡褐硬球,不易研碎

參見

參考文獻

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