一、简介

天然纤维是自然界存在和生长的、具有纺织价值的纤维。全世界天然纤维的产量很大，并且在不断增加，是纺织工业的重要材料来源。

 

二、结构

天然纤维是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的纺织纤维，是纺织工业的重要材料来源。尽管20世纪中叶以来合成纤维产量迅速增长，但是天然纤维在纺织纤维年总产量中仍约占50%。

 

自然界存在的天然纤维主要有，棉花，麻类，蚕丝和动物毛。其中棉花和麻类的分子成份主要是纤维素，而蚕丝和毛类的分子成份主要是蛋白质（呈聚酰胺高分子形式存在）。

 

人类使用天然纤维的历史可以追溯到远古时代，据中国科学技术史记载，我国于4000-5000年前已出现蚕丝及麻类织物，3000年前出现毛布，2000年前出现棉类织物。

 

天然界除棉花、麻类外，树木、草类也大量生长着纤维素高分子，然而树木、草类生长的纤维素，不是呈长纤维状态存在，不能直接当作纤维来应用。将这些天然纤维素高分子经过化学处理，不改变它的化学结构，仅仅改变天然纤维素的物理结构，从而制造出来可以作为纤维应用的而且性能更好的纤维素纤维，这个技术称为人造纤维技术。人造纤维是化学纤维的一种，合成纤维是化学纤维的另一种。人造纤维仅有“粘胶丝”（称人造棉）一个种类，它的化学成份是纤维素高分子。

 

三、分类

天然纤维的种类很多﹐长期大量用于纺织的有棉﹑麻﹑毛﹑丝四种。棉和麻是植物纤维，毛和丝是动物纤维。石棉存在于地壳的岩层中，称矿物纤维，是重要的建筑材料，也可以供纺织应用。棉纤维的产量最多，用途很广，可供缝制衣服、床单、被褥等生活用品，也可用作帆布和传送带的材料，或制成胎絮供保温和作填充材料。麻纤维大部分用于制造包装用织物和绳索，一部分品质优良的麻纤维可供作衣着。羊毛和蚕丝的产量比棉和麻少得多，但却是极优良的纺织原料。用毛纤维制成呢绒，用丝纤维制成绸缎，缝制作衣着，华丽庄重，深受人们喜爱。在纺织纤维中，只有毛纤维具有压制成毡的性能。毛纤维也是纤制地毯的最好的原料。

 

（一）植物纤维

主要组成物质是纤维素，又称为天然纤维素纤维。是由植物上种籽、果实、茎、叶等处获得的纤维。根据在植物上成长的部位的不同，分为种子纤维、叶纤维和茎纤维。

种子纤维：棉、木棉等；

叶纤维：剑麻、蕉麻等；

茎纤维：苎麻、亚麻、大麻、黄麻等。

 

（二）动物纤维

主要组成物质是蛋白质，又称为天然蛋白质纤维，分为毛和腺分泌物两类。

毛发类：绵羊毛、山羊毛、骆驼毛、兔毛、牦牛毛等；

腺分泌物：桑蚕丝、柞蚕丝等。

 

（三）人造纤维

用纤维素、蛋白质等天然高分子物质为原料，经化学加工、纺丝、后处理而制得的纺织纤维。用失去纺织加工价值的纤维原料，经人工溶解或熔融再抽丝而制成，其原始的化学结构不变，纤维成分仍分别为纤维素和蛋白质，而形成的物理结构、化学结构变化的衍生物，组成成分为纤维素醋酸酯纤维。

再生纤维素纤维：粘胶纤维、富强纤维、铜氨纤维等；（其区别为用烧碱、二氧化硫不同的溶液溶解）

纤维素酯纤维：醋酯纤维；

再生蛋白质纤维：大豆纤维、花生纤维等。

 

（四）其他纤维

合成纤维

用人工合成的高分子化合物为原料经纺丝加工制得的纤维。

普通合成纤维：涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶等；

特种合成纤维：芳纶、氨纶、碳纤维等。

 

无机纤维

以矿物质为原料制成的纤维，如：玻璃纤维、金属纤维等。

 

矿物纤维

主要成分是无机物，又称为天然无机纤维，为无机金属硅酸盐类，如石棉纤维。

 

化学纤维

用天然的或人工合成的高分子化合物为原料经化学纺丝而制成的纤维。可分为人造纤维、合成纤维、无机纤维。

 

四、鉴别

鉴别方法：

1、鉴别的方法有手感、目测法、燃烧法、显微镜法、溶解法、药品着色法以及红外光谱法等。在实际鉴别时，常常需要用多种方法，综合分析和研究以后得出结果。

 

2、一般的鉴别步骤如下：

首先用燃烧法鉴别出天然纤维和化学纤维。

如果是天然纤维，则用显微镜观察法鉴别各类植物纤维和动物纤维。如果是化学纤维，则结合纤维的熔点、比重、折射率、溶解性能等方面的差异逐一区别出来。

在鉴别混合纤维和混纺纱时，一般可用显微镜观察确认其中含有几种纤维，然后再用适当方法逐一鉴别。

对于经过染色或整理的纤维，一般先要进行染色剥离或其它适当的预处理，才可能保证鉴别结果可靠。

 

鉴别方法分类：

1、手感目测法：此法适用于呈散纤维状态的纺织原料。

棉纤维比苎麻纤维和其它麻类的工艺纤维、毛纤维均短而细，常附有各种杂质和疵点。

麻纤维手感较粗硬。

羊毛纤维卷曲而富有弹性。

蚕丝是长丝，长而纤细，具有特殊光泽。

化学纤维中只有粘胶纤维的干、湿状态强力差异大。

氨纶丝具有非常大的弹性，在室温下它的长度能拉伸至五倍以上。

 

2、显微镜观察法：是根据纤维的纵面、截面形态特征来识别纤维。

棉纤维：横截面形态：腰圆形，有中腰；纵面形态：扁平带状，有天然转曲。

麻（苎麻、亚麻、黄麻）纤维：横截面形态：腰圆形或多角形，有中腔；纵面形态：有横节，竖纹。

羊毛纤维：横截面形态：圆形或近似圆形，有些有毛髓；纵面形态：表面有鳞片。

兔毛纤维：横截面形态：哑铃型，有毛髓；纵面形态：表面有鳞片。

桑蚕丝纤维：横截面形态：不规则三角形；纵面形态：光滑平直，纵向有条纹。

普通粘纤：横截面形态：锯齿形，皮芯结构；纵面形态：纵向有沟槽。

富强纤维：横截面形态：较少齿形，或圆形，椭圆形；纵面形态：表面平滑。

醋酯纤维：横截面形态：三叶形或不规则锯齿形；纵面形态：表面有纵向条纹。

腈纶纤维：横截面形态：圆形，哑铃形或叶状；纵面形态：表面平滑或有条纹。

氯纶纤维：横截面形态：接近圆形；纵面形态：表面平滑。

氨纶纤维：横截面形态：不规则形状，有圆形，土豆形；纵面形态：表面暗深，呈不清晰骨形条纹。

涤纶、锦纶、丙纶纤维：横截面形态：圆形或异形；纵面形态：平滑。

维纶纤维：横截面形态：腰圆形，皮芯结构；纵面形态：1~2根沟槽。

 

3、密度梯度法：是根据各种纤维具有不同密度的特点来鉴别纤维。

配定密度梯度液，一般选用二甲苯四氯化碳体系。

标定密度梯度管，常用的是精密小球法。

测定和计算，将待测纤维进行脱油、烘干、脱泡预处理，做成小球投入平衡后，根据纤维悬浮位置，测得纤维密度。

 

4、荧光法：利用紫外线荧光灯照射纤维，根据各种纤维发光的性质不同，纤维的荧光颜色也不同的特点来鉴别纤维。各种纤维的荧光颜色具体显示：

棉、羊毛纤维：淡黄色

丝光棉纤维：淡红色

黄麻（生）纤维：紫褐色

黄麻、丝、锦纶纤维：淡蓝色

粘胶纤维：白色紫阴影

有光粘胶纤维：淡黄色紫阴影

涤纶纤维：白光青天光很亮

维纶有光纤维：淡黄色紫阴影。

 

5、燃烧法：根据纤维的化学组成不同，燃烧特征也不同，从而粗略地区分出纤维的大类。几种常见纤维的燃烧特征判别对照如下：

棉、麻、粘纤、铜氨纤维：靠近火焰：不缩不熔；接触火焰：迅速燃烧；离开火焰：继续燃烧；气味：烧纸的气味；残留物特征：少量灰黑或灰白色灰烬。

蚕丝、毛纤维：靠近火焰：卷曲且熔；接触火焰：卷曲，熔化，燃烧；离开火焰：缓慢燃烧有时自行熄灭；气味：烧毛发的气味；残留物特征：松而脆黑色颗粒或焦炭状。

涤纶纤维：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，冒烟，缓慢燃烧；离开火焰：继续燃烧，有时自行熄灭；气味：特殊芳香甜味；残留物特征：硬的黑色圆珠。

锦纶纤维：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，冒烟；离开火焰：自灭；气味：氨基味；残留物特征：坚硬淡棕透明圆珠。

腈纶纤维：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，冒烟；离开火焰：继续燃烧，冒黑烟；气味：辛辣味；残留物特征：黑色不规则小珠，易碎。

丙纶纤维：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，燃烧；离开火焰：继续燃烧；气味：石蜡味；残留物特征：灰白色硬透明圆珠。

氨纶纤维：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，燃烧；离开火焰：自灭；气味：特异味；残留物特征：白色胶状。

氯纶纤维：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，燃烧，冒黑烟；离开火焰：自行熄灭；气味：刺鼻气味；残留物特征：深棕色硬块。

维纶纤维：靠近火焰：熔缩；接触火焰：熔融，燃烧；离开火焰：继续燃烧，冒黑烟；气味：特有香味；残留物特征：不规则焦茶色硬块。

 

五、应用

天然纤维主要用作衣物及各种纺织品。粘胶丝主要用于代替部分棉花，做各种织物及服装等。粘胶丝纤维还可用做碳纤维的原料，来烧制高强度高模量碳纤维，还可以在成纤过程中将纤维素溶液纺制成“中空”的管状纤维，用做污水处理，饮用水净化技术（制作饮用“矿泉水”）中的膜分离材料。