進入新世紀，資源與環境問題引起了人們越來越多的關注。在這一背景下，天然纖維素再次得到了重視。自然界纖維素年產量約1000億噸，大約只有2．5％是通過再生途徑制作成纖維等加以利用的。纖維素資源十分豐富，纖維素是可再生的自然資源，具有可持續性；纖維素具有環保性，可參與自然界的生態循環。作為紡織纖維，纖維素纖維具有優良的吸濕性、穿著舒適性，一直是紡織品和衛生用品的重要原料。所以纖維素纖維是新世紀最理想、最有前途的紡織原料之一。近年來，出現丁Modal、Tencel等新一代再生纖維素纖維，隨著新型再生纖維素纖維在生產中的大量應用，需要對其性能特點有進一步的認識，以便更好地用于生產，開發新產品。
 

　　1.再生纖維素纖維的發展
　　在再生纖維素纖維之中，粘膠纖維是僅遲于纖維素硝酸酯纖維的最古老的化學纖維品種之
　　一。1891年，克羅斯(Cross)、貝文(Bevan)和比德爾(Beadle)等首先制成纖維素黃酸鈉溶液，由于這種溶液的粘度很大，因而命名為"粘膠"。粘膠遇酸后，纖維素又重新析出。根據這個原理，在1893年發展成為一種制備化學纖維的方法，這種纖維被命名為粘膠纖維。到1905年，米勒爾(Muller)等發明了一種稀硫酸和硫酸鹽組成的凝固浴，實現了粘膠纖維的工業化生產。
　　一個世紀以來，粘膠纖維生產不斷發展和完善。在20世紀30年代末期，出現丁強力粘膠纖維；50年代初期，高濕模量類粘膠纖維實現工業化；到了60年代初期，粘膠纖維的發展達到了高峰，其產量占化學纖維總產量的80％以上。從60年代中期起，粘膠纖維的發展趨于平緩。
　　普通粘膠短纖維雖具有優良的服用性能和廣泛的適用范圍，但也存在一些嚴重缺點，主要是在濕態時劇烈溶脹，使纖維的斷裂強度顯著下降，在較小的負荷下就容易伸長(即濕模量很低)。因此，織物洗滌時受到揉搓力容易變形，干燥后強烈收縮，尺寸很不穩定。又由于普通粘膠短纖維不耐堿，經堿溶液處理后，強度和濕模量明顯下降，斷裂伸長上升，纖維素劇烈溶脹并有部分溶解。因此，普通粘膠短纖維與棉的混紡織物不能經受改善織物外觀的絲光處理。普通粘膠短纖維的另一缺點是，織物進行染色加工時必須采取松式，因為濕模量較低，如在張力下進行染色加工，織物在使用時劇烈收縮，因此，染色加工不便連續進行。
　　為了克服上述缺點，人們研制出高濕模量粘膠短纖維。這種纖維除具有高強力、低伸長和低膨化度外，其主要特點是具有較高的濕模量，因此有高濕模量粘膠纖維之稱。由于高濕模量粘膠纖維具有優良的物理機械性能，因此有人稱它為第二代粘膠纖維。主要有兩個品種：
　　(1)波里諾西克(Polynosie)纖維，亦稱為經典高濕模量纖維。·它的特點是濕態斷裂強度和濕模量特別高，但這種纖維生產工藝復雜，成本高，而且斷裂伸長較小，勾結強度和耐磨性能較差。我國的商品名稱為富強纖維。
　　(2)變化型高濕模量粘膠纖維，簡稱為高濕模量纖維(或稱為HWM纖維)。這類纖維的干強力和濕強力略低于波里諾西克纖維。但斷裂伸長較高，勾結強度特別優良，濕模呈低于波里諾西克纖維，但與棉大致相同。已基本克服上述普通粘膠短纖維的幾項嚴重缺陷，而且克服了波里諾西克纖維勾強較差、脆性較大的缺點。
　　Modal纖維是奧地利蘭精(Lenzing)公司生產的新一代再生纖維素纖維。是以中歐森林中的山毛櫸木漿粕為原料制成。Modal纖維采用高濕模量粘膠纖維的制造工藝，從其性能看它屬于變化型高濕模量纖維
　　Lyocell纖維采用的是一種全新的制造工藝，這是再生纖維素纖維生產中的一次重大突破。Lyocell纖維是以N-甲基氧化嗎啉(NMMO)一H20為溶劑，用干濕法紡制的再生纖維素纖維。1980年由德國Akzo-Nobel公司首先取得工藝和產品專利，1989年由國際人造纖維和合成纖維委員會(BISFA)正式命名。Tencel是英國Courtanlds公司生產的Lyocell纖維的商品名稱．在我國稱其為天絲。目前工業化生產的還有奧地利Lenzing公司生產的Lyocell纖維和德國Akzo-Nobel公司生產的Newcell纖維。Lyocell纖維采用的制造工藝生產周期知，生產過程無污染，所生產的纖維較普通粘膠纖維性能有很大優勢。
　　2.結構與性能
　　從生產工藝看，目前再生纖維素纖維基本可分為購類：一類是以粘膠纖維為代表的傳統型生產工藝，這其中包括普通粘膠纖維、高濕模量粘膠纖維、Modal纖維等；另一類是以Lyocell纖維為代表的新型溶劑法生產工藝，包括英國Courtanlds公司生產的Tencel、奧地利Lenzing公司生產的lyocell、德國Akzo-Nobel公司生產的Newcell纖維等。從大分子結構看，幾種再生纖維親纖維均是由纖維素大分于構成。它們的結構特征見表1。

　　Lyocell纖維與富強纖維的聚合度高于普通粘膠纖維和高濕模量粘膠纖維。Lyocell纖維有更集中的分子量分布。纖維的聚合度對纖維物理機械性質，尤其是對斷裂強度、勾強和疲勞強度有一定影響。一般情況下隨著纖維素聚合度的增加，纖維的強度有所增加。
　　超分子結構要素主要包括結晶度、晶粒大小、結構單元沿纖維軸的取向度等。每一結構要素對纖維的物理機械性能都有一定的影響。使用不同結構因素相結臺的方法，可以在很廣的范圍內改變和調節纖維的物理結構，從而改變纖維的物理機械性能。各種再生纖維素纖維的品種較多，各品種的物理機械性能差別較大，主要是使用不同的成形下藝，獲得具有不同結構的纖維，因而纖維的性質也各異。
　　Tencel纖維屬單斜晶系纖維素Ⅱ晶型。Tencel纖維的結晶度高于其他各種再生纖維素纖維。Tencel纖維比其他仟種再生纖維素纖維有更高的取向度和沿纖維軸向的規整性。Tencel纖維內部結構緊密，縫隙孔洞少。由于Tencel纖維取向度很高，纖維易于原纖化。
　　富強纖維的超分子結構特點是有較高的結晶度，晶粒大，有較高的取向度。由于富強纖維的大晶粒結構，纖維脆性較高，疲勞性能較差，勾強也較低。
　　高濕模量粘膠纖維超分子結構特點是聚合度、結晶度與取向度高于普通粘膠纖維小于富纖與Tencel纖維，結晶顆粒較富強纖維小，適中。
　　纖維的形態結構對其物理機械性能也有較大的影響。富強纖維的橫截面結構與普通粘膠纖維和強力粘膠纖維不同，為較圓滑的圓形或接近于圓形的全芯層結構。高濕模量粘膠纖維為圓滑的皮芯結構，皮層厚度大于普通粘膠纖維，Modal纖維也為皮芯結構。Tencel纖維有規整的圓柱形外觀，是以芯結構，但皮層很薄。
　　皮層的結構與芯層不同，皮層的結晶度較低，結晶粒子微小而眾多，取向度較高，側序低而且分布比較均勻；芯層的結晶度較高，結晶粒子比較粗大，取向度較低，側序高而且分布不太均勻。
　　纖維結構上的差異必然會反映在性能上，表2所示是幾種再生纖維素纖維的物理機械性能。
　　在幾種再生纖維素纖維中，富強纖維的斷裂強度最高，與滌綸纖維相近；在濕態下的強度損失較小，一般不入于30％；斷裂伸長率較低，由于較低的斷裂伸長率，織物經水洗后坐形較小。富強纖維有相當高的彈性回復率，使織物有較高的尺寸穩定性，也比較耐褶皺；初始模量與棉纖維相近，在小的或中等負荷下產生的變形不大。富強纖維的水洗收縮率與棉纖維相似，比普通粘膠纖維小一倍。富強纖維勾結強度較差，僅是棉纖維的一半，所以富強纖維的脆性較大。富強纖維的抗堿性是所有粘膠纖維中最高的，使其與棉的混紡織物能經受絲光處理。
　　
 

　　高濕模量粘膠纖維的強度高于棉與普通粘膠纖維，低于富強纖維與Tencel纖維；濕強損失小于30％；伸長與勾強小于普通粘膠纖維，高于富強纖維，與Telicel纖維相近；模量小于富強纖維，與棉相似，遠高于普通粘膠纖維；堿穩定性較差。
　　Modal纖維雖屬高濕模量纖維，但其性能有所不同。與高濕模量纖維相比，濕態下的強度損失約40％，斷裂伸長率較小，濕模量也略小，但比普通粘膠有明顯優勢。Modd纖維具有較好的抗堿性，可與棉混紡進行絲光處理。
　　Tencel纖維屬高強、高模、中伸型纖維。Tencel纖維干、濕強力都很大，干強與聚酯纖維接近，濕強約為干強的85％，濕強僅下降15％，這說明Tencel纖維能承受機械作用力及化學藥劑的處理，不易使織物造成損傷。Teneel纖維的斷裂伸長率在干、濕兩種狀態下變化也很小，濕態下的斷裂伸長率僅增加約10％，這對加工與使用都非常有利。Tencel纖維用堿液處理時容易出現原纖化，但新型Tencel纖維的這一性能有所改進。
　　3新型纖維素纖維的鑒別
　　再生纖維素纖維的化學組成相同，許多性能相近，這給鑒別造成一定的困難。但纖維生成和加工工藝有所不同，必然在性能上有所差異?？紤]到鑒別方法的實用性，這里僅對常用的一些鑒別方法進行探討。試樣選用目前流行的幾種再生纖維素纖維，并選棉纖維作為對照。
　　3．1顯微鏡觀察法
　　顯微鏡觀察法的試驗原理是根據纖維縱向和橫截面形態的差異，通過顯微鏡觀察來鑒別纖維。

　　3．2燃燒法來源:
　　燃燒法的試驗原理是利用纖維燃燒時及燃燒后的特征來區分纖維種類。

　　3．3溶解法來源:
　　溶解法的試驗原理是利用各種纖維在不同化學溶劑中、不同溫度下的溶解特性來確定其品種的。

　　3．4藥品著色法
　　藥品著色法的試驗原理是將纖維放在試劑中顯色，根據顏色的差別來鑒別纖維。試劑為I2-KI試劑。

　　3．5試驗結果分析與討論
　　顯微鏡觀察法對試樣縱向形態進行觀察，棉、粘膠纖維與Teneel纖維都有較明顯的結構特征，Modal纖維的縱向溝槽較少，約1個-2個，有可能與粘膠纖維、Tencel纖維混淆。只通過縱向形態區分有困難，通過橫截面形態區分較為容易，只是纖維截面切片制作需技術熟練?？偟恼f來用顯微鏡觀察法是可以鑒別以上四種纖維的。
　　由于化學組成相同，用燃燒法鑒別以上四種纖維較困難，這四種纖維只是在燃燒中的冒煙及灰燼方面略有不同。在燃燒過程中，Tencel纖維有較多的白煙產生，燃燒后灰燼也相對較多一些。而棉和粘膠的灰燼少呈灰白色，Tencel纖維與Modal纖維的灰燼呈黑色。但燃燒法可作為預備試驗，用于鑒別纖維素纖維。
　　溶解法鑒別以上四種纖維的試驗現象各有所不同，棉不溶于37％的鹽酸和60％的硫酸，Modal纖維溶解迅速，粘膠纖維在常溫下需攪拌4min后才溶解，而Tencel纖維則需加熱才溶解。因此可用溶解法來鑒別這四種纖維。
　　藥品著色法鑒別時，著色水洗后，除棉不染色，其余三種纖維均呈黑的藍青色，但經干燥后，粘膠、Modal、Tencel這三種纖維的顏色有所不同。因此，可用此方法來鑒別這四種纖維。但這種方法易受人為因素的影響，如水洗程度等，必須重復驗證。
　　綜上所述，鑒別這四種纖維最有效的方法為溶解法；顯微鏡觀察法雖比較直觀，但做纖維截面切片比較麻煩；藥品著色法需認真、仔細；用燃燒法鑒別這四種纖維是有困難的。
　　4結語
　　(1)再生纖維素纖維資源豐富、可再生、環保，加之新型溶劑性制造工藝的出現，必將成為21世紀最有前途的紡織纖維。
　　(2)再生纖維素纖維從普通粘膠纖維、高濕模量粘膠纖維到當今流行的Modal纖維和Tencel纖維，纖維性能得到了很大的改進。尤其是Tencel纖維，不僅性能優良，而且徹底改變了再生纖維素纖維傳統牛產中的環境污染問題。
　　(3)鑒別常見再生纖維素纖維最有效的方法為溶解法；顯微鏡觀察法與藥品著色法也各有一定優勢；但常用的燃燒法較難發揮作用。
　　

　　參考文獻

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