化学纤维的分类方法篇1
关键词：CnaS；纤纺：实验室：技术参数；技术能力；评价
实验室技术能力评价是实验室认可管理及现场评审环节中的一项重要内容，目前国内纤纺实验室技术能力评价原则上是根据检验机构的主要检验内容(即技术参数)，由评审人员通过现场试验、利用能力验证结果、测量审核(盲样试验)、利用实验室间比对结果、现场演示、现场提问，核查仪器设备等方法，对被认可实验室的技术能力给予确认。
纤纺实验室技术能力所涉及的技术参数不仅数量大，而且类型多。为此，我们进行了一项调查，按棉纤维，毛绒纤维、茧丝、麻纤维，化学纤维等纤维产品类别以及纺织产品的安全(生态)卫生性能、纤维含量，染色牢度及其他理化性能等试验方法类别，对纤检、质检、检验检疫以及行业、企业、科研院所等各类纤纺实验室具备的技术能力进行统计。
参加调查的52家实验室分别来自全国17个省，自治区，直辖市，均为纤纺检验业务活跃地区。这些实验室以第三方实验室为主，占调查总数的86.6％；参与调查的实验室中有76.9％为CnaS认可实验室。
调查结果显示，纤纺实验室的技术参数(检验项目)种类繁多，由于纤纺专业各实验室的主要业务内容侧重点不同，有些实验室间的技术内容差异较大，各技术参数在纤纺实验室之间的分布是不均匀的，而且实施的频次也有较大差异。
为能够准确，有效地开展纤纺实验室技术能力评价活动，对纤纺实验室技术参数实行分类型、有重点、有针对性的评价是非常必要的。
1 纤纺实验室技术参数类别
纤纺实验室技术参数纷繁复杂，门类众多，明晰纤纺实验室技术参数的类别，有助于对相应类别的技术参数有的放矢地实行有效的能力评价。
按产品属性可分为：棉纤维，毛绒纤维、茧丝、麻纤维、化学纤维、纱线，纺织品、针织品、服装，床上用品、毯类，复制品、土工织物、涂层织物等产品类别。
按参数属性可分为
物理性能、化学性能、染色牢度、卫生性能等类别。其中物理属性中又可分为形态结构、力学性能、热学性能，电学性能、光学性能、服用性能等特性类别；化学性能主要包括成分分析、化学性质检验，有害物质分析等特性类别：染色性能主要包括光，洗，水、汗、摩等条件下的染色牢度；卫生性能目前以微生物检测为主要内容。
按检测手段可分为：感官检测(评价)，手工操作检测、仪器检测以及多种手段相结合等类型。
按标准样品(参考物质)的使用情况，可分为需要应用标准样品(参考物质)和不应用标准样品(参考物质)两类。
2 纤纺实验室技术参数分析
由纺织纤维类检测方法的相关数据可知，检测方法中与感官检测及手工操作相关的内容比重分别达到12.9％和25.0％，两者之和与仪器检测方法的比重基本相当。由于感官检测及手工操作的特殊性，因而在各纤纺实验室中，特别需要强调对感官及手工检测人员的培训、考核和比对。
安全(生态)项目涉及的内容主要是有毒有害物质含量分析(化学分析)，除甲醛，pH值外，所涉项目检测手段基本上采用气相色谱仪，高效液相色谱仪、气一质联用仪、液一质联用仪、原子吸收光谱仪、iCp等大型现代化学分析仪器。由于安全性检测的强制性以及生态纤维制品的发展趋势，现代化学分析仪器的使用已成为纤纺实验室技术能力的主要方面。该类检测的特点是需要相应种类的标准样品，需要对样品进行萃取性前处理。
纤维制品卫生性能检测的内容目前以微生物检测为主，这也是纤纺实验室的新拓展领域。
纤维制品中的纤维含量分析是一类较为独特的检测参数，其检测过程既有物理的也有化学的，两者比例接近。物理过程一般采用手工分离、显微镜下辨别，光谱分析等手段，涉及感官检测；化学过程以溶解法为主要手段，涉及化学试剂的使用，为典型的化学检测。在检测手段上，感官辨别是区分各种同质天然纤维，如毛与绒纤维、棉与麻纤维最直接有效的方法。
纤维制品染色牢度项目是纤纺技术参数中具有特色的一类。该类检测的主要特点是方法数量庞大但形式相对单一，尽管各方法要求的作用条件不同，但操作手法较为近似。绝大多数方法需要使用标准样品(标准试剂，标准贴衬织物、蓝色羊毛标准样品等)及配制试液，检测结果的评价目前以感官(目光)评价为主。
除了安全(生态)，卫生性、纤维含量、染色牢度以外，纤维制品的其他技术参数绝大多数为物理参数(95.7％)；较多方法涉及仪器检测(88.2％)，部分方法(如，起毛起球、耐磨性)涉及标准样品及感官评价(15.1％)。
综合考虑，纺织纤维的技术参数可按照产品属性分类，纤维制品的技术参数可按照物理、化学、染色牢度及微生物检测四大类参数属性分类，纤纺检测手段可分为感官检测(评价)、手工操作、仪器检测三种基本类型，并可建立技术参数与参数属性、检测手段特征的对应关系。
3 纤纺实验室技术能力评价方法
以上内容对目前纤纺实验室所涉及到的主要技术参数进行了较为全面的剖析。将各技术参数c具体到对应的多个方法标准)的检测技术特点一一展开，从而为提出合理、准确、有效的评价方法提供基础。
虽然在纤纺专业技术参数中物理检测占大多数，但近年来化学检测及染色牢度检测在纤纺领域的重要性不断增强，与安全、生态相关的检测项目基本上均为化学检测和染色牢度检测；另外，微生物检测也已成为纤纺专业技术参数的新领域。因此，对纤纺专业技术能力的认可应该是多学科、跨领域的。
目前纤纺实验室认可活动的主要依据之一，CnaSCL18《检测和校准实验室能力认可准则在纺织检测领域的应用说明》只涉及感官检测(评价)，手工操作等传统纤纺检测特点，存在与纤纺实验室的技术现状不相符的情况。尽管实验室认可准则在化学检测领域及微生物检测领域均有单独应用说明，但由于各领域的检测特点，因而有理由认为，应该使实验室认可准则在纤纺检测领域的应用说明体现出纤纺专业化学检测及微生物检测的特殊要求。有必要在CnaSCL18《检测和校准实验室能力认可准则在纺织检测领域的应用说明》中增加相应的适当内容。
同时，为了提高纤纺实验室检验结果的可靠性，各纤纺实验室应根据自身的技术特点，重点关注人员，环境、方法、设备、校准、检测结果、质量控制等方面的技术内容。
化学纤维的分类方法篇2
关键词：二烯类弹性纤维；燃烧；溶解；红外光谱；鉴别
二烯类弹性纤维俗称橡胶丝或橡筋丝，伸长率一般在100%～300%之间。主要化学成分为硫化聚异戊二烯，有良好的耐高温、耐酸碱、耐磨等化学物理性能。广泛应用在袜子、罗纹袖口等针织工业。因此，准确鉴别纺织服装产品中二烯类弹性纤维有着重大的意义。然而，现有标准及文献资料缺乏对二烯类弹性纤维专业和系统的鉴别方法。所以本文通过燃烧、显微镜观察、溶解、红外光谱等方法对二烯类弹性纤维的定性鉴别方法进行研究。
1试验
1.1试验试剂
硫酸、硝酸、氢氧化钠、n，n—二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃、苯酚、四氯化碳、吡啶、1，4—丁内酯、二甲亚砜、环己酮、二氯甲烷、二氧六环、二氯申烷、乙酸乙酯、环己酮等。以上试剂均为分析纯。
1.2试验仪器
酒精灯、镊子、载玻片、CU—Ⅱ纤维细度仪、红外光谱仪、熔点仪、水浴恒温振荡器。
1.3试验样品
二烯类弹性纤维。
2试验结果及讨论
2.1燃烧试验[1]
根据纤维靠近火焰、接触火焰及离开火焰所产生的燃烧现象及燃烧时产生的气味和燃烧后的残留物状态，初步辨别二烯类弹性纤维。二烯类弹性纤维燃烧过程观察结果如表1。
表1二烯类弹性纤维燃烧现象
2.2显微镜观察试验
将待测的二烯类弹性纤维均匀平排在载玻片上，加入适量的无水甘油，盖上盖玻片，放在CU—Ⅱ纤维细度分析仪的显微镜载物台上，在放大倍数200～500倍条件下观察聚烯烃弹性纤维的纵向特征（见图1）。从图1中可以看出，聚烯烃弹性纤维纵向表面粗糙，边缘有锯齿状毛刺。
图1显微镜下观察到的纤维纵向特征
2.3熔点试验
取少量二烯类弹性纤维放在两盖玻片之间，置于可控温电加热器的加热板上，通过仪器自带显微镜装置观察纤维在升温过程中的变化，当加热板温度升至220℃～230℃，二烯类弹性纤维迅速熔融。因此，二烯类弹性纤维的熔点为220℃～230℃。
2.4红外光谱试验
用红外光谱仪扫描二烯类弹性纤维，纤维中的分子将吸收一部分光能并转变为分子的振动能和转动能[1]。借助于仪器将吸收值与相应的波数作图，获得该纤维的红外吸收光谱图（见图2），光谱中的每个特征吸收光谱带都包含了纤维试样分子中基团和键的信息。
图2二烯类弹性纤维的红外吸收光谱图
从图2可知，二烯类弹性纤维对红外光的主要吸收谱带及其特征频率有：（2850～2965）cm-1、（1375～1465）cm-1、（1015.86～1097.49）cm-1、（676.93～838.53）cm-1。在波谱值为2961.31cm-1、2920.61cm-1、2854.09cm-1、1097.49cm-1、1015.86cm-1处有特征吸收峰。
2.5溶解试验
将少量的二烯类弹性纤维置于烧杯或三角烧瓶中，注入适量的试剂，样品和试剂的比例1：100，在不同温度条件下，观察二烯类弹性纤维在不同试剂中的溶解性能。二烯类弹性纤维溶解性能见表2。
表2二烯类弹性纤维溶解性能
注：i—部分溶解；—溶胀；S0—立即溶解
3结论
（1）二烯类弹性纤维的燃烧气味有烧橡胶味（即烧轮胎味），通过燃烧法即可初步判定为二烯类弹性纤维，然后用其他方法进一步验证鉴别。
（2）二烯类弹性纤维显微镜纵面形态能够跟天然纤维及形态特征明显的化纤区分，但跟一些如金属纤维等特征不明显的纤维难以区分。
（3）二烯类弹性纤维熔点在220℃～230℃间，跟维纶的熔点区间有重叠，所以不能直接鉴别该纤维，但可以辅助其他方法鉴别。
（4）红外光谱法通过谱图比对和特征峰比对可以鉴别二烯类弹性纤维。
（5）对于聚烯烃弹性纤维、聚氨酯弹性纤维（氨纶）和二烯类弹性纤维三种弹性纤维可以用溶解法鉴别。聚烯烃弹性纤维用98%硫酸在常温和煮沸都不溶，聚氨酯弹性纤维用70%硫酸常温可以溶解，二烯类弹性纤维用70%硫酸常温和煮沸均不溶解，而用98%硫酸在煮沸时可以溶解。
参考文献：
化学纤维的分类方法篇3
关键词：乙型肝炎肝纤维化安络化纤丸核苷类似物
中药安络化纤丸联合核苷类似物治疗乙肝纤维化的疗效观察
胡可荣，袁剑锋(黄石市中心医院感染科，湖北黄石435000)
【摘要】目的:观察中药安络化纤丸结合核苷类似物，对慢性病毒性肝炎及代偿期乙型肝炎肝硬化患者肝纤维化指标的影响。方法:采用中药安络化纤丸抗纤维化结合核苷类似物抗病毒、护肝等综合治疗方法，治疗慢性乙型肝炎伴纤维化指标升高及代偿期乙型肝炎肝硬化患者，6个月为一疗程，治疗结束后比较治疗前、后肝纤维化指标：Ha、pcⅢ、Ln、iV。结果:治疗后血清Ha、pcⅢ、Ln、iV明显降低，与治疗前比较有显著性差异。结论:中药安络化纤丸具有肝纤维化的作用。
【关健词】乙型肝炎 肝纤维化安络化纤丸核苷类似物
【abstract】objective:?toobservetheeffectanluohuaxianpillcombinedwithnucleosideanalogues,chronicviralhepatitisanddecompensatedhepatitisBcirrhosisofliverfibrosis.methods:thesecuritynetworkofChinesemedicinechemicalfiberpillanti-fibrosiscombinedwithnucleosideanaloguesagainstviruses,protecttheliverandothertreatmentmethods,treatmentofchronichepatitiswithfibrosiselevatedinpatientswithdecompensatedcirrhosis,6asacourseoftreatmentafterthepre-treatmentofliverfibrosis:Ha,pciii,Ln,iV,Results:aftertreatmentofserumHa,thepciii,Ln,iV,significantlyreducedcomparedwithbeforetreatment,asignificantdifference.Conclusion:Herbalanluohuaxianpillswithliverfibrosis.
【Keywords】?HepatitisB Liverfibrosis anluohuaxian?pill nucleosideanalogues
2009年至2011年我科采用中药安络化纤丸结合核苷类似物抗病毒、甘利欣护肝等综合治疗方法，治疗慢性乙型肝炎伴纤维化指标升高及代偿期乙型肝炎肝硬化患者85例，获得了良好的疗效，现报告如下：
1、对象与方法
1.1病例选择:选择2009年-2011年在我科门诊及住院患者中的慢性乙型肝炎及代偿期乙型肝炎肝硬化患者85例，其中慢性乙型肝炎35例，代偿期乙型肝炎肝硬化50例，病程3一20年。诊断标准均符合2005及2010年由中华医学会肝病学分会和中华医学会感染病学分会联合制定的《慢性乙型肝炎防治指南》中慢性乙型肝炎及代偿期乙型肝炎肝硬化诊断标准[1、2]。
1.2治疗方法：给予拉米夫定、阿德福韦酯片、恩替卡韦片、替比夫定片口服抗病毒；用甘利欣、还原型谷光甘肽及硫普罗宁等护肝，口服或静脉滴注；用中药安络化纤丸(森隆药业有限公司生产，国药准字Z20010098)抗纤维化，口服，每天两次，每次6克，治疗6个月为一疗程。
1.3观察目标：治疗前后查肝纤维化指标：透明质酸（Ha）、Ⅲ型前胶原n端肽（pcⅢ）、层粘蛋白（Ln）、Ⅳ型胶原（iV）；肝纤维化指标由中美合作康圣达武汉协和分子特检中心检测;治疗前后肝功能指标：aLt、aSt;并查乙肝病毒含量指标：HBV-Dna。
1.4统计学处理方法：统计学处理数据用均数±标准差（X±S）表示，采用方差分析和q检验，用SpSS11.5统计软件包分析。
2、结果
经过治疗患者乏力、肝区疼痛、黄疸有显著改善，极少数患者出现轻度腹泻，但可以忍受。肝纤维化、肝功能各项指标及病毒学指标治疗前后比较显著降低，有统计学意义。
表一：治疗前后血清肝纤维化指标比较
Ha
pcⅢ
Ln
iV
治疗前
250.2±97.6
187.6±7.3
192.7±36.4
150.7±37.6
治疗后
75.3±20.3
98.9±15.6
101.8±39.8
65.82±12.9
治疗前后存在着显著性差异（p＜0.05）
表二：治疗前后aLt、aSt比较
aSt
aLt
治疗前
治疗后
治疗前
治疗后
136.3士27.5
41.2士10.6
113.5士33.3
41.2土8.4
治疗前后存在着显著性差异（p＜0.01）
表三：治疗前后HBV-Dna比较
HBV-Dna
治疗前
治疗后
3.25×107
1.05×103
治疗前后存在着显著性差异（p＜0.01）
3.讨论
肝纤维化不是一个独立的疾病，是许多慢性肝脏疾病的共同病理过程，从病理形态学角度来看，肝纤维化是指肝脏内弥漫性结缔组织沉积，常被认为是对炎症坏死组织损伤的修复反应，使细胞外基质合成增多及降解减少所致。肝脏活检组织病理学检查是诊断肝硬化和肝纤维化的“金标准”[3]，由于肝脏穿刺组织病理检查的局限性，作为常规诊断方法似不现实，人们发现不少对肝纤维化增生有一定价值的血清指标。pLeBani[4]等提出Ha、pcⅢ、Ln及iV联合组成慢性肝病纤维化血清学指标，研究表明上述指标与肝纤维化程度正相关[3]。
乙型病毒性肝炎经过一定时期的发展，终将经过肝纤维化阶段而发展成为肝硬化，而一旦进入肝硬化阶段，患者可并发多种危及生命的并发症，因此，如何阻断或延缓肝纤维化向肝硬化的发展，有效的预防和治疗肝硬化的并发症是延长患者生命和提高生活质量的关键。
中药安络化纤丸主要组成为鳖甲、龟板、生地黄、三七、水蛭、地龙、僵蚕、牛黄、白术肝，具有凉血活血、软坚散结、化淤生新的功效。通过中药安络化纤丸对85例慢性乙型肝炎伴纤维化指标升高及代偿期乙型肝炎肝硬化患者治疗结果前后进行比较，表明中药安络化纤丸具有明显改善患者症状和体征的作用，对肝纤维化血清学指标Ha、Ln、pcⅢ、iV的异常有明显改善的作用，说明中药安络化纤丸的确具有抗纤维化的作用。
拉米夫定、阿德福韦酯、恩替卡韦、替比夫定等核苷类似物，他们可掺入到合成的核苷酸链中，阻断核苷酸链的延伸，或抑制核酸多聚酶的活性，从而抑制病毒核酸的合成，达到抗病毒的治疗目的。核苷类似物联合中药安络化纤丸治疗肝纤维化，血清HBV一Dna及肝纤维化指标下降明显，提示核苷类似物联合中药安络化纤丸治疗慢性乙型肝炎不仅可以使HBV一Dna转阴或复制能力下降，其抗纤维化的程度也明显增强。
参考文献：
[1]中华医学会肝病学分会、中华医学会感染病学分会.慢性乙型肝炎防治指南[[J].中华内科杂志，2006,45(2):162.
化学纤维的分类方法篇4
关键词：纤维；定性分析；注意事项
纤维含量的检测大体分两部分，通常情况下第一步是进行纤维定性分析，然后做纤维定量分析。但一组分除外，通过定性分析确定纤维制品只有一种纤维组成时，不需进行定量分析。可以认定这种纤维的含量为100%。但需要格外小心，因为往往制品中含有微量的其他纤维。纤维定性分析不准确，会出现以下情况：一是无法进行第二步定量分析，如制品是由棉与腈纶混纺，定性为棉与锦纶混纺，因所用试剂不同，试验无法进行，就是进行了，检验结果也是错误的。另一种情况是由于某种纤维的含量比较少，定性时未发现，结果同样是错误的。因此，定性是纤维含量检测中的重中之重。
1纤维定性常用标准及方法
目前纤维定性使用的国内标准很多，此外，还有Sn/t相关标准中对新型纤维的定性方法。
日常使用较多的是FZ/t?01057.1-4及GB/t16988。上述各种方法就是根据纤维的物理、化学性能设计的。标准FZ/t?01057.1规定纺织纤维鉴别试验方法的一些共同性的技术要求，给出了纤维鉴别试验的一般性程序。FZ/t?01057.2是根据纤维燃烧时的气味、残留物的状态来分辨的。FZ/t?01057.3根据纤维的外观形态包括纵向和横向形态来分辨的。FZ/t?01057.4根据纤维在不同溶液中的溶解性来分辨的。FZ/t?01057.5根据纤维的染色性来分辨的。FZ/t?01057.6根据不同的纤维其熔点不同来分辨的。如锦纶6和锦纶66，点燃时的气味、残留物的状态一样，在相同的溶液中溶解性基本一致，在显微镜下观察纵向形态一样，采用上述几种方法不能将其分开，但这两种纤维的熔点是不一致的，锦纶6是215℃～224℃，锦纶66是250℃～258℃。FZ/t01057.7根据不同的纤维密度来分辨的。GB/t?16988标准给出了各种毛纤维的纵向形态，通过在显微镜下观察其鳞片的大小、厚度、密度、条干均匀度等加以区分。大家在使用标准时，可以按标准中描述的不同纤维在各方法中的具体现象来判断。
除了以上的标准方法外，还有一种非常规的纤维定性方法，就是手感目测法。手感目测方法是用手触摸，眼睛观察，凭经验来判断纤维的类别。这种方法简便，不需要任何仪器，但需要鉴别人员有丰富的经验。对服装面料进行鉴别时，除对面料进行触摸和观察外，还可从面料边缘拆下纱线进行鉴别。
常见纤维的手感目测特点总结如下：
（1）手感及强度
棉、麻手感较硬，羊毛很软，蚕丝、粘胶纤维、锦纶则手感适中。用手拉断时，感到蚕丝、麻、棉、合成纤维很强；毛、粘胶纤维、醋酯纤维则较弱。
（2）伸长度
拉伸纤维时感到棉、麻的伸长度较小；毛、醋酯纤维的伸长度较大；蚕丝、粘胶纤维、大部分合成纤维伸长度适中。
（3）长度与整齐度
天然纤维的长度、整齐度较差，化学纤维的长度、整齐度较好。棉纤维纤细柔软，长度很短。羊毛较长且有卷曲、柔软而富有弹性。蚕丝则长而纤细，且有特殊光泽。麻纤维含胶质且硬。
（4）重量
棉、麻、粘胶纤维比蚕丝重；锦纶、腈纶、丙纶比蚕丝轻；羊毛、涤纶、维纶、醋酯纤维与蚕丝重量相近。
手感目测法对检测者的要求极高，除非非常有经验的操作者，否则很少有人采用，但是对于实验室检测来讲如果掌握一些常见纤维的基本手感目测特点，势必会对我们的日常检测工作带来一定的帮助。
2纤维定性的一般性程序
定性分析主要是根据纤维的物理、化学性能不同，将纤维分开。
在FZ/t01057.1—2007标准中规定：先用显微镜法将待测纤维进行大致分类，分出天然纤维素纤维（如棉、麻）、再生纤维素纤维（如粘纤等）、动物纤维（如羊毛、羊绒、兔毛、驼绒、羊驼毛、马海毛、牦牛绒、蚕丝等）、化学纤维。第二步化纤包括人造纤维等采用燃烧法、溶解法等一种或几种方法进一步确认后最终确定待测纤维的种类。
但在实际检验过程中，可以按个人的习惯，不必全局限标准中程序。如先用燃烧法，再用显微镜法、溶解法等均可。只要能把不同的纤维正确地鉴别出来即可。
（1）如果是一个未知样品，一般按以下程序来鉴别。
第一步：拉伸
如可拉伸2倍以上，放入浓硫酸：溶解为氨纶；不溶解为橡胶；如不可拉伸2倍以上，进入第二步。
第二步：显微投影
独特形状：纵向扭曲，横向腰形中腔：棉；纵向有节，横向腰形中腔：麻；纵向沟槽，横向锯齿形：粘胶；纵向鳞片，横向近似圆形：羊毛；其他，进入第三步。
第三步：70%硫酸
如溶解，再燃烧：有毛发燃味（丝）；有纸燃味（其他再生纤维素纤维）；如不溶解进入第四步。
第四步：36%~38%盐酸
如溶解为锦纶：再可用15%盐酸，溶解的为锦纶6，不溶解的为锦纶66；如不溶解进入第五步。
第五步：65%~68%硝酸
如溶解为腈纶；如不溶解进入第六步。
第六步：40%氢氧化钠
如溶解为涤纶；如不溶解为丙纶。
（2）如果开始可以确定样品组成全部为化学纤维，则可以按图1所示程序进行进一步鉴别。
当然，任何鉴定程序不可能适合所有的情况，肯定存在这样或那样的缺陷，这需要操作者在试验过程中灵活选择，以最大程度地保证检测结果的准确性。
3定性分析过程中存在的问题
近年来，随着人们对纤维制品服装性能要求的提高，国内外流行面料大量采用了以舒适性和环保性为主的tecel、modal、Viloft、竹浆纤维、竹原纤维、大豆蛋白纤维、甲壳素纤维等，这些新型纺织纤维的开发和应用，满足了人们的绿色消费需求。但是，目前一些产品在市场上也出现了鱼目混珠的现象，准确地认识和鉴别这些新型纤维成为当今纺织品检测领域一个重要课题。目前，在纤维定性分析中主要存在以下问题：
⑴由于很多新型纤维标准中没有明确术名，故造成在定性的时候，产品标注的纤维名称在标准中没有对应的名称，在出具报告的时候与产品标签标注不一致。如市场上很多商品标签都标注含有竹纤维，虽然在FZ/t?01057.3—2007中附有竹纤维的图，但是没有语言描述，在FZ/t?0105.3—2007中在附录C补充纤维名称中只给出了竹（原）纤维和竹浆纤维的名称供参考，没有给出具体该怎么标注。在这种情况下，厂家多数又不能提供纤维的生产工艺证明，所以多数实验室都将竹浆纤维标注为新型再生纤维素纤维。
⑵在生产过程中由于喷丝孔的形状各不相同，导致纤维外观形态各不相同，即使是同一种纺丝液，也可以纺出截面横向和纵向形状完全不同的纤维。如果按标准FZ/t?01057.3—2007《纺织纤维鉴别试验方法第3部分：显微镜法》，用显微镜观察未知纤维的纵面和横截面形状，对照纤维的标准照片和形态描述来鉴别未知纤维的类别，可能会无法判断纤维的类别。比如：莫代尔纤维目前就有很多种，有台湾产莫代尔纤维、奥地利兰精莫代尔纤维、纽代尔纤维和其他莫代尔纤维，这些莫代尔纤维都属于再生纤维素纤维，且都叫“莫代尔纤维或纽代尔纤维”。虽同属于莫代尔再生纤维素纤维，但其纵向形状特征彼此之间是不同的，外观形态有的有沟槽，有的没有，即使有沟槽且沟槽形状、大小、数量均不同，即使是同一种莫代尔纤维，也由于其纺丝液出喷丝孔后因环境条件的变化（如空气流动速度有变化）其外观形态也可能不尽相同，且每一种莫代尔纤维与《纺织纤维鉴别试验方法第3部分：显微镜法》（FZ/t?01057.3—2007）的附录B中所列莫代尔纤维的横截面、纵面形态特征描述及附录C中所列莫代尔纤维的横截面、纵面形态显微照片均不相符或不完全相符，可见，随着新型纤维的不断出现，再单纯依靠某一种手段或方法来鉴别纤维已经不可行了。对于纤维定性，特别是新型纤维的定性，应该采用多种手段或方式来综合判定，以期获得准确的定性结果。
⑶标准的制定和修改严重滞后于市场上新型纤维的推出速度。目前我们在纤维定性时用的标准大部分是2007年以前的，而很多新型纤维的出现是在标准制定之后，故很多标准中没有涉及到这些新型纤维，这就要求我们国家相关部门应成立专门的机构，及时了解市场动态，组织相关专家学者制定或修改相关标准。一方面可以更好地规范企业生产和市场秩序，另一方面也可以提高我国企业在世界纺织市场中的地位。
⑷我国纺织企业分布不太均衡，且某些类型的纤维生产地相对集中，故造成有些实验室或检测机构日常检测只是对某些类型的纤维很熟，但是对其他纤维特别是一些新型纤维的认识相对不足。特别是目前这种新型纤维层出不穷的时代，这就更加适应不了市场的需要了。针对这种情况我们相关部门应该定期组织相关培训或交流活动，使大家有一个相互交流学习的平台，同时也有助于提高我们国家对纺织品检测的实力。
4定性分析时应注意的问题
⑴一定要注意取样的完整性，取样时一定要包含制品中所有纤维，以免遗漏。
⑵一种方法不能完全确定时，要多采用几种方法，以尽可能保证结果的准确性。
⑶不断积累纤维有关新的知识，丰富自己的经验。对于纤维定性来讲，经验是最重要的。
5定性分析对操作者的要求
为了做好纤维定性工作，作者认为操作者需做好以下几个方面：
⑴从事纤维定性分析的人员应具有各种纤维的基本知识，尤其是要掌握纤维的物理性能，如纤维的形态包括纵向形态和横向形态、色泽、细度等等以及纤维的化学性能，如溶解性能、燃烧性能、耐热性能等等，这是分清纤维最基本的一些知识。随着新型纤维和改性纤维的增多，每个工作人员都要不断地学习新的知识，充实自己。
⑵从事纤维定性分析的人员应具有强烈的责任心，且在工作中一丝不苟，不能糊弄了事。如来样或样品上明示纤维含量，做过纤维含量检测的人员都知道，这个数据(包括成分)往往是不准确的，可靠性较差，如果不进行定性分析直接按其标注的成分进行检验，就会出具错误的结果。
除了具备以上两个条件外，还必须有一个科学方法。所谓科学的方法就是不断地积累经验，灵活运用标准，通过不同方法的组合，省时省力，达到准确判断。
总之，做好纤维定性是纤维含量检测过程中的重中之重，务必要引起操作者对每个操作细节的足够重视，以保证检测结果的尽可能准确。
参考文献：
[1]FZ/t?01057.1—2007茧自缚纺织纤维鉴别试验方法第1部分：通用说明[S].
[2]FZ/t?01057.2—2007纺织纤维鉴别试验方法第2部分：燃烧法[S].
[3]FZ/t?01057.3—2007纺织纤维鉴别试验方法第3部分：显微镜法[S].
[4]FZ/t?01057.4—2007纺织纤维鉴别试验方法第4部分：溶解法[S].
[5]FZ/t?01057.5—2007纺织纤维鉴别试验方法第5部分：含氯含氮呈色反应法[S].
[6]FZ/t?01057.6—2007纺织纤维鉴别试验方法第6部分：熔点法[S].
[7]FZ/t?01057.7—2007纺织纤维鉴别试验方法第7部分：密度梯度法[S].
[8]FZ/t?01057.8—2007纺织纤维鉴别试验方法第8部分：红外光谱法[S].
[9]FZ/t?01057.9—2007纺织纤维鉴别试验方法第9部分：双折射率法[S].
[10]GB/t?16988—1997特种动物纤维与绵羊毛混合物含量的测定[S].
[11]Sn/t1690.1—2005新型纺织纤维成分分析方法第1部分：大豆蛋白纤维[S].
[12]Sn/t?1524—2005芳香族聚酰胺纤维的鉴别方法[S].
化学纤维的分类方法篇5
关键词：木质素；碳纤维；制备；性能特征
1959年，日本人近藤昭男[1]首先发明了用聚丙烯腈（pan）纤维制造碳纤维，其后经过几十年的不断发展，又相继出现了以沥青、粘胶纤维为基体的碳纤维产品。如今，碳纤维已发展成为独立完整的新型工业体系，被喻为是当今世界上材料综合性能的顶峰。碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维，分子结构界于石墨与金刚石之间，含碳体积分数随种类不同而有所差异，一般在0.9以上。碳纤维的显著优点是密度小、纤度好和抗拉强度高，同时具有一般碳材料的特性，如耐高温、耐摩擦、耐腐蚀、耐老化、导电、导热、膨胀系数小等[2]。由于碳纤维这些优异的综合性能，使其成为航空航天、国防军事工业不可缺少的工程材料，同时在体育用品、汽车制造、医疗器械和土木建筑等民用领域也有着广泛应用。然而，随着石油资源的日趋枯竭，开发一种可再生、易降解的新型生物材质碳纤维已成为一种必然的趋势。
在地球上，除苔藓和菌类之外，一切的植物都含有木质素。木质素的结构复杂，不能用简单的言语表达，只能说是一类具有芳香族特性，并以苯丙烷单体为骨架，非结晶性的，具有三维网状结构的无定型高聚物[3]。由于木质素的分子链中具有大量苯环结构，含碳量高达50%以上，因此被认为是碳素材料的合适原料。早在20世纪70年代初，日本化药株式会社首先以木质素为原料进行了碳纤维的工业化生产，但因其成本和性能都无法与当时的腈纶基碳纤维相竞争，故从1973年起已全面停产[4]。不过，受石油危机的影响以及科技的进步，最近几年木质素基碳纤维的研制工作又开始兴起，无论是制备方法还是产品性能均有所突破，为此研究木质素基碳纤维不仅可以拓宽碳纤维原料的来源，而且可以减少石油产品对地球生态带来的负面影响，具有优良的社会和经济效益。
1木质素基碳纤维的制备
1.1木质素的分离和提取及其纺丝
目前，分离木质素的方法大体有两种[5]：一种是将植物中木质素以外的成分溶解去除，木质素作为不溶性成分被过滤分离出来；另一类是正好相反，木质素作为可溶性成分，将植物中的纤维素等其他成分溶解进而分离木质素。不同的分离提取方法，最终木质素的分子量和结构也不完全一样，这将影响到纺丝后的木质素纤维和最终碳纤维的性能。
最初提取木质素是将木材片用亚硫酸盐和氢氧化钠在130℃～140℃下进行蒸煮、分解[4]。其中木质素与亚硫酸盐作用以木质素磺酸盐溶出，将含有木质素的蒸解液酸化使得木质素沉淀，经离心分离及过滤而回收，干燥后得到木质素粉末。目前，除极少数情况外，木质素基本不回收，蒸解液直接作为原料参与木质素纤维的熔融纺丝。不过，用这种方法最后得到的碳纤维强度不高，其原因在于提取木质素时引入了较多的钠、钙等无机物杂质，后处理中又无法去除，使得碳纤维的结构存在缺陷。
为了提高最终产品——碳纤维的品质，减少结构缺陷，近年来研发出多种木质素分离提取的新技术，其中主要有：高压蒸汽法（蒸汽爆破法）、有机溶剂制浆法、化学改性法、聚合物共混法等。
1.1.1高压蒸汽法（蒸汽爆破法）
周藤健一等人[6]用高压水蒸气代替亚硫酸盐溶剂处理木材，然后使用有机溶剂或碱溶液提取其中木质素，再经减压加氢裂化，最后在氮气氛中熔融纺丝，从而制得木质素纤维（木质素基碳纤维前驱体）。由于在制造原丝过程中克服了引入较多杂质的缺点，因此最终碳纤维的抗张强度由原来的1.25kgf/mm2提高到30kgf/mm2～80kgf/mm2。在此基础上，Sudo等[7]利用蒸汽爆破法制备了白桦木质素，并采用氢化处理对木质素进行热熔化改性制得可用于传统熔融纺丝法的优质原液。
1.1.2有机溶剂制浆法
目前使用的木质素提取法多使用无机碱溶液进行制浆，但是也有使用有机溶剂进行制浆的。有机溶剂制浆法是用醋酸、苯酚、甲醇、乙醇等有机溶剂来进行蒸煮、分解，目前研究还停留在实验室阶段。Uraki等人[8]采用醋酸进行制浆，得到有机溶剂型纺丝原液。不过在纺丝过程中，发现纺丝液的总体机械性能相对较低，这可能是由于木质素的分散性和制浆过程中木质素部分羟基被乙酰化所引起的。此外，Kubo等[9]同样采用醋酸作为制浆溶剂得到的软木木质素作为原材料，在去除高分子馏分和不稳定物质后，在350℃～370℃的温度下直接纺丝，纺得原丝后不经过预氧化直接炭化制得碳纤维。虽然碳纤维性能有所下降，但仍能达到“通用级”水平，且由于没有预氧化处理而降低了碳纤维的生产成本。
1.1.3化学改性法
加热不熔的木质素经化学改性可变成可熔融纺丝的木质素，其中最关键的步骤就是加氢和重质化。加氢可消除木质素中存在的遇热不稳定官能团或键，转换成分子可旋转的立体结构；重质化通过减压热处理去除可挥发的低分子量物质，使残留的木质素相对分子量提高，增加可纺性。另外，苯酚分解也是木质素的化学改性方法之一。马晓军等人[10]研究发现，在苯酚液化木材体系中，木质素最容易液化，其次是半纤维素，而纤维素最难被液化。而Sudo等[11]采用苯酚对木质素进行改性，再用相同的纺丝、热处理和炭化方式制得碳纤维。通过与氢化处理碳纤维相对比发现，在其他性能相当的情况下，酚化碳纤维的产量由原来的15.7%～17.4%提高到43.7%，表明苯酚改性法要优于加氢处理法。
1.1.4聚合物共混法
聚合物共混法主要是在含木质素的纺丝液中加入其他聚合物，然后进行混合纺丝的方法。木质素与聚合物的混合物，其可纺性以及制成碳纤维的力学性能受到聚合物种类和混合比例的影响。Kadla等人[12]研究了在木质素溶液中按比例加入聚乙烯进行混合纺丝，结果发现混合纺丝液的可纺性有所提高，但当聚乙烯含量超过5%时，木质素与聚乙烯混合物的稳定性变差。另外，将所得前驱体进行热处理和炭化，制得的碳纤维产量可提高至45%。同时，不是所有的聚合物都能与木质素相混合，以阔叶树木质素为例，聚丙烯（pp）与木质素不相容，得到负的混合效果；而聚对苯二甲酸乙二酯（pet）与木质素相容，可制得高力学性能碳纤维。
1.2木质素纤维的预氧化及炭化
早期研究认为，木质素纤维和纤维素一样，在分子结构中结合有氧原子，炭化前不必进行特殊处理，加热至1000℃时，纤维基本上由碳原子组成，碳化时间为0.5h～8h就可得到实用产品。但是近年来一系列研究发现，炭化前需要在200℃条件下对木质素纤维进行预氧化，然后在高于1000℃温度下进行炭化。如Uraki等[13]采用热塑性的软木醋酯木质素为原料，先在220℃下预氧化，得到热稳定原丝；然后将原丝置于1000℃的氮气蒸汽中炭化成碳纤维。
2木质素基碳纤维的性能特征
2.1木质素基碳纤维的结构
不同木质素基碳纤维的制备方法会得到不同结构形态的碳纤维，而结构对于碳纤维的各项性能有着巨大的影响。一般用来检测碳纤维结构的手段是扫描电子显微镜（Sem）和X射线衍射法（XRD）。Uraki等人[8]通过Sem观察所制木质素基碳纤维微观形态发现，纤维表面不存在微孔结构，但是截面没有如沥青基碳纤维那样的放射状条纹，而是呈现平行状结构，表明在纤维轴向上还不具有六角形网状结构的结晶碳。而这一性能特征也被周藤健一等人[6]用X射线衍射法所证实，他们通过研究发现，随着炭化温度的上升，两种碳纤维的碳芳香环平面重叠微晶厚度增加，晶格面间距减小，但是仅在沥青基碳纤维上发现碳结晶成长，而木质素基碳纤维上结晶成长困难。
2.2力学性能
影响碳纤维力学性能的主要因素是碳结晶成长的程度和是否沿纤维轴取向。高弹性模量碳纤维是由沿纤维轴取向的单个较大碳结晶构成，高强度碳纤维的结晶没有高弹性模量碳纤维那样的成长程度，但却是沿纤维轴取向的。由于木质素基碳纤维碳结晶成长困难，取向度低，所以导致其力学性能不佳。木质素基碳纤维的拉伸强度比三大基质碳纤维的拉伸强度要小得多，一般为350mpa～550mpa[14]，实验室制得最大强度也只有890mpa[7]，仅为东丽t-300型碳纤维强力的四分之一。影响木质素基碳纤维力学性能的原因有很多，主要是原丝生产过程中杂质的引入以及炭化过程中纤维内部微孔的产生，这些结构上的缺陷直接导致纤维强度的降低。
2.3纤维直径
碳纤维的直径与力学性能有密切的联系，一般纤维直径越小，力学性能越佳。这是因为通过纺丝生成的原丝，其体积会在预氧化和炭化过程中收缩，如果原丝的直径过大，在预氧化过程中容易出现表面氧化而内部未被完全氧化的现象，经过炭化工艺会出现皮芯结构，从而影响最终产品的力学性能。在木质素基碳纤维研制的初期，纤维直径一般控制在25μm～55μm左右[12]，而随着科技的进步，更细直径的木质素基碳纤维被越来越多地研制出来，实验室中利用静电纺丝法甚至研制出了400nm～1μm的超细直径木质素基碳纤维[15]。
3结语
木质素基碳纤维的生产成本仅为腈纶基碳纤维的几分之一，加上石油资源的日趋匮乏，其开发及应用前景无疑是非常广阔的。不过，受材料自身性能的制约，要成为名副其实的高性价比材料还要进行更多的研究。首先，要优化木质素的提取工艺，减少前驱体中杂质的引入；其次，在预氧化及炭化过程中，也要加强对温度的控制，提高纤维内部分子的取向度，限制氢、氧等元素组成气体的产生和排放，减少纤维的结构缺陷；最后，可以进一步研发木质素与其他高聚物复合而成的木质素基复合碳纤维，同时增强碳纤维表面活化处理工艺的研究，提高木质素基碳纤维的附加值。相信不久的将来，木质素基碳纤维作为一种新型、廉价的高性能材料会被广泛地应用到人类生活的各个方面。
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化学纤维的分类方法篇6
本文通过FZ/t01057―2007中纺织纤维鉴别试验常用方法分别研究了聚酰亚胺纤维的燃烧特征、外观形态、溶解性能，根据纤维的各项特征确定了聚酰亚胺纤维定性鉴别的方法。
关键词：聚酰亚胺；定性分析；燃烧特征；外观形态；溶解性能
1引言
聚酰亚胺（pi）纤维集优异的机械性能、耐高低温性能、介电性能、耐磨性能、耐紫外性能、化学和尺寸稳定性能于一体[1]，是高性能纤维家族中的重要成员之一。pi纤维凭借其优异的综合性能，已成为国防军工、航空航天、环境产业和原子能工业等重要领域急需的纤维新材料。pi纤维的研究工作起始于20世纪60年代[2-5]。但是由于pi纤维合成技术难度高、纺丝工艺复杂、原料种类少、对设备要求高等原因，到目前为止，国内外关于pi纤维尤其是高强高模pi纤维的研究报道还比较少。东华大学张清华等[6]研究了不同体系聚酰亚胺纤维的性能。张春玲等[7]和黄森彪等[8]系统地研究了聚酰亚胺纤维的纺制方法、结构与性能的相关性。但由于成本和技术等原因，商品化的聚酰亚胺纤维只有奥地利LenzingaG公司的p84?纤维、长春高琦聚酰亚胺材料有限公司的轶纶?纤维和江苏奥神新材料股份有限公司的aSpi纤维。
目前，国内检验机构尚没有一套系统的方法用于定性聚酰亚胺纤维。学术界对聚酰亚胺的研究多集中于纤维的制备和纤维的应用。随着我国经济的快速发展，聚酰亚胺纤维的应用也日益广泛和深入，研究和开发聚酰亚胺纤维与其他纤维的鉴别技术显得日益迫切。本文将通过FZ/t01057―2007《纺织纤维鉴别试验方法》中纺织纤维鉴别试验常用方法，研究纤维的燃烧特征、外观形态、溶解性能，根据纤维的各项特征确定了聚酰亚胺纤维定性鉴别的方法。
2试验
2.1试验试剂
硫酸、盐酸、硝酸、次氯酸钠、氢氧化钠、甲酸、冰乙酸、硫氰酸钾、氢氟酸、氢氧化铜、氢氧化铵、n，n-二甲基甲酰胺、丙酮、四氢呋喃、苯酚、四氯化碳、砒碇、1，4-丁内酯、二甲亚砜、环己酮、二氯甲烷、二氧六环、双氧水、二甲苯等。以上试剂均为分析纯。
2.2试验仪器
tGa4000热重分析仪，美国pe公司；nocilet380红外光谱，美国菲尼根质谱公司；CU-Ⅱ纤维细度分析仪等。
2.3试样
奥地利LenzingaG公司提供的p84纤维；江苏奥神提供的aSpi纤维；长春高琦提供的轶纶纤维。
2.4试验结果及讨论
2.4.1燃烧试验
用镊子夹住少许试样纤维，观察纤维靠近火焰、接触火焰和离开火焰时的状态及燃烧时产生的气味和燃烧后的残留物特征，并做记录。以上三种聚酰亚胺纤维燃烧过程的观察结果如表1所示。
2.4.2显微镜观察试验
将待测的均匀平排列在载玻片上，加上一滴甘油盖上盖玻片，放在生物显微镜载物台上，在放大倍数200倍～500倍条件下观察纤维的纵向特征。将一小束纤维梳理整齐，夹入哈氏切片器的凹槽中间，按照FZ/t01057.3―2007中纤维横截面切片的制备方法制得横截面切片，在放大倍数200倍～500倍条件下观察。
（a）p84（b）aSpi（c）轶纶
图1聚酰亚胺纤维纵向显微镜照片
（a）p84（b）aSpi（c）轶纶
图2聚酰亚胺纤维横截面显微镜照片
三种聚酰亚胺纤维纵向显微照片见图1。纵向观察结果：p84纤维表面平滑有沟槽，aSpi纤维和轶纶纤维表面光滑。三种聚酰亚胺纤维横截面显微照片见图2，p84纤维横截面为三叶形，aSpi和轶纶为圆形或近似圆形。
2.4.3溶解试验
将少量的聚酰亚胺纤维置于烧杯或三角烧瓶中注入适量的试剂，样品和试剂的比例1：100。常温（20℃～30℃）条件时摇动5min观察纤维的溶解情况；沸煮条件时保持沸腾3min，观察纤维的溶解情况。三种聚酰亚胺纤维溶解性能见表2。
2.4.4热失重试验
图3为三种聚酰亚胺纤维的热失重曲线图。从图3可以看出，p84、轶纶和aSpi三种纤维均显示出相似的热失重行为，表现出了很好的热稳定性，所有的纤维在温度达到500℃之前质量损失很小。p84、轶纶和aSpi三种纤维的外推始点温度分别为527℃、577℃和584℃，最大分解速率温度分别为604℃、609℃和614。在840℃时，p84、轶纶和aSpi纤维质量分别下降至60%、55%和56%。
图3三种聚酰亚胺纤维的热失重曲线图
2.4.5红外光谱分析
p84、轶纶和aSpi三种聚酰亚胺纤维的分子结构基本项目，表现出极为类似的红外光谱特性。图4为轶纶纤维的红外光谱图，其中1778cm-1、1716cm-1处为酰亚胺环上C=o的不对称伸缩振动和对称伸缩振动，1381cm-1处为酰亚胺环上C―n伸缩振动，724cm-1处为酰亚胺环上C=o弯曲振动。
图4轶纶纤维的红外光谱图
根据其红外谱图和谱带的分布，可以有效地鉴别聚酰亚胺纤维，但该法只能用于鉴别纯纤维的定性，且操作复杂、仪器昂贵，一般只用于有疑问纤维的进一步确认。
3结论
本文对收集到的三种聚酰亚胺纤维进行了燃烧试验、外观形态观察、溶解性能试验、热失重试验和红外光谱分析，可以发现聚酰亚胺纤维的特殊性能，从而得出其可行的定性鉴别方法。首先通过聚酰亚胺纤维在靠近火焰、接触火焰、离开火焰以及残留物的特征，初步对纤维进行鉴别和区分；聚酰亚胺纤维的外观形态具有一定的特殊性，但是在显微镜观察条件下尚不能完全确定纤维；而根据聚酰亚胺纤维在95%～98%硫酸条件下的溶解现象以及其在65%～68%硝酸煮沸条件下的溶解现象，可初步确定该纤维的种类。随着纤维种类的不断增加，具有相似溶解性能的纤维可能也会不断涌现。外光谱试验中，得到了聚酰亚胺纤维1778cm-1、1716cm-1、1381cm-1及724cm-1四处的特征峰，对该纤维的类别进行进一步的确认。热重分析法则进一步分析了聚酰亚胺纤维的热稳定性能。因此，以上5种方法从各种可能的鉴别方法入手，比较全面地研究了聚酰亚胺纤维的定性分析方法，完全可以顺利实现聚酰亚胺纤维的鉴别。
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化学纤维的分类方法篇7
关键词：功能纤维；改性纤维；高性能纤维；分类；发展方向
1功能纤维的概念
功能纤维（Functionalfiber）是指除一般纤维所具有的物理机械性能以外，还具有某些特殊功能或某些应用性能的新型纤维[1-2]。
2功能纤维的分类
功能纤维分为三大类：第一类是对常规合成纤维改性，克服其固有缺点，也称差别化纤维；第二类是针对天然纤维和化学纤维原来没有的性能，通过化学和物理手段赋予其蓄热、导电、吸水、吸湿、抗菌、消臭、芳香、阻燃、紫外遮蔽等附加性能，也称功能性纤维；第三类为具有特殊性能，如高强度、高模量、耐高温、耐化学药品、耐气候等优异性能，也称高性能纤维[3]。
2.1差别化纤维（differentialfiber）[4]
2.1.1异型纤维
用异形喷丝孔纺制的具有特殊横截面形状的化学纤维。异形纤维具有特殊的光泽、蓬松性、耐污性、抗起球性，可以改善纤维的弹性和覆盖性[4]。
2.1.2超细纤维
纤维直径在5μm或线密度在0.44dtex以下的纤维，具有质地柔软、光滑、抱合好、光泽柔和等特点，可制成具有山羊绒风格的织物或表面极为光滑或透气防水的超高密织物。
2.1.3高收缩纤维
沸水收缩率为35%～45%的纤维，常见的有高收缩型聚丙烯腈纤维（腈纶）和聚酯纤维（涤纶）两种。
2.1.4抗起球纤维
制成的织物受到摩擦时，不易出现纤维端伸出布面，形成绒毛或小球状凸起的纤维。常见的抗起球腈纶纤维是运用物理改性方法，改变纤维的结构性能，使由于摩擦引起的毛、球很快脱落，达到抗起球的效果。
2.1.5三维卷曲纤维
螺旋形卷曲或者立体形卷曲的纤维，利用聚合物熔体挤出时产生湍流、内应力不匀的原理形成纤维径向不对称结构而达到卷曲效果，在长毛绒玩具上应用广泛。
2.1.6吸湿排汗功能纤维
为超细、多孔结构，将毛细孔原理应用到纺织物表面，截面为花瓣形状的五沟槽纤维具有虹吸功能，能够快速吸水、输水、扩散和挥发，达到排汗速干的功能。
2.1.7色纺纤维
由含有着色剂的纺丝原液或熔体纺制成的有色纤维。
2.1.8仿真纤维
模仿天然纤维而制造的化学纤维，包括仿丝纤维、仿毛纤维和仿麻纤维等。
2.2功能性纤维[5]
2.2.1导光纤维
通常以石英或高分子材料为原料制成，具有不同折射率的皮芯结构，主要由于皮层全反射作用而能传导光线的化学纤维。
2.2.2导电纤维
在标准状态（20℃，65%相对湿度）下电阻率小于105Ω·cm，一般包括金属纤维、碳纤维、复合导电纤维和高分子导电纤维。
2.2.3光反射显色纤维
模仿南美洲闪蛱蝶翅膀上的“鳞粉”特性，将数十层可透过空气的薄膜重叠，通过对光的散射、干涉和衍射作用，使纤维产生颜色。
2.2.4变色纤维
是一种具有特殊组成或结构的，在受到光、热、水分或辐射等外界条件刺激后可以自动改变颜色的纤维。光致变色纤维是将光致变色材料和高聚物共混通过溶液纺丝、共混纺丝或复合纺丝技术制得的纤维。热致变色纤维通过在纤维中引入热致变色物质而制得。
2.2.5自发光纤维
也称蓄光纤维、夜光纤维。是在合成纤维纺制过程中加入少量蓄光剂（最小平均颗粒约2μm～3μm）制成。稀土夜光纤维是利用稀土发光材料制成的功能性环保新材料，以纺丝原料为基体，采用长余辉稀土铝酸盐发光材料，经特种纺丝制成夜光纤维。夜光纤维吸收可见光10min，便能将光能蓄贮于纤维之中，在黑暗状态下持续发光10h以上。
2.2.6芳香纤维
通过微胶囊法、共混纺丝法、复合纺丝法将芳香剂包容在纤维中而制成能释放香味具有保健功能的纤维。
2.2.7生物医学纤维
用于对生物体进行诊断、治疗、修复或替换其病损组织、器官或增进其功能的一类功能纤维。它除了具有一定的物理—机械性能外，还必须具备生物相容性，有些用途还需要生物活性或者生物降解吸收性。人工器官使用的生物医学纤维主要为中空纤维膜。最早应用中空纤维膜的人工器官是人工肾，现在由中空纤维膜制成的人工肾、人工肝、人工肺、肝腹水超滤浓缩回输器和血液浓缩器已投入使用，人工胰腺也在研制中。
2.2.8吸附纤维
具有超吸附速率和吸附容量的纤维，包括高吸水（湿）纤维、吸油纤维、活性炭纤维和一些具有吸附毒性物质的纤维。
2.2.9离子交换纤维
在成纤高分子中引入某些活性基团而具有对离子交换或捕捉重金属离子的纤维。
2.2.10保健功能纤维
对人体健康具有防护和促进作用的一类功能纤维，包括抗菌纤维、防臭纤维、负离子纤维、远红外纤维、抗紫外线纤维和芳香纤维等。
2.2.11远红外纤维
能吸收远红外线并将吸收的太阳能转换成人体所需的热能的纤维。通常由能吸收远红外线的陶瓷粉末与成纤高分子流体在喷丝前混合而制成，如氧化铝、碳化锆等，其粒径应为0.2μm左右。
2.2.12负离子纤维
在纤维的生产过程中，添加一种具有负离子释放功能的纳米级电气石粉末，使这些电气石粉末镶嵌在纤维的表面，通过这些电气石发射的电子，击中纤维周围的氧分子，使之成为带电荷的负氧离子，由该纤维所释放产生的负离子对改善空气质量、环境具有明显的作用。
2.2.13阻燃纤维
采用无机高分子阻燃剂在粘胶纤维等有机大分子中以纳米状态或以互穿网络状态存在。
2.2.14陶瓷纤维
以Sio2、al2o3为主要成分的一种纤维状轻质耐火材料，具有重量轻、耐高温、热稳定性好、导热率低、比热小及耐机械振动等优点。可用作工业窑炉的绝热和耐火材料、高温高压蒸汽管道的绝热材料、高温密封绝热材料、高温吸声材料、耐火建筑用材和防火材料、原子反应堆内衬材料等。
2.2.15抗菌纤维
混有抗菌剂或经抗菌表面处理的纤维，具有抑制或者杀灭细菌功能的纤维。混入型是将含银、铜、锌离子的陶瓷粉等具有耐热性的无机抗菌剂，混入聚酯、聚酰胺或聚丙烯腈中进行纺丝而得；后处理型是将天然纤维用季铵化物或脂肪酰亚胺等有机抗菌剂浸渍处理制得。
2.2.16防辐射纤维
包括受高能辐射后不发生降解或交联并能保持一定力学性能的纤维以及指能抵抗造成人体伤害的射线辐射的纤维。有抗紫外线纤维、防微波辐射纤维、防X射线纤维和防中子辐射纤维等。如利用是聚丙烯和固体X射线屏蔽剂材料复合制成防X射线的纤维，将锂和硼的化合物粉末与聚乙烯树脂共聚后采用熔融皮芯复合纺丝工艺制成防中子辐射纤维。
2.3高性能纤维[6]
2.3.1芳族聚胺纤维
由酰胺键与芳基连接的芳族聚酰胺的线型分子构成的合成纤维，化学结构式为：[nH—aR—nH—Co—aR`——Co]p，如聚间苯二甲酰间苯二胺纤维（间位芳纶）简称为芳纶1313，聚对苯二甲酰对苯二胺纤维（对位芳纶）简称为芳纶1414。
2.3.2碳纤维
由碳元素构成的无机纤维。纤维的碳含量大于90%。一般分为普通型、高强型和高模型三大类。由粘胶纤维、聚丙烯腈纤维和沥青纤维等有机纤维经炭化而得到。高强型聚丙烯腈基碳纤维的强度为3Gpa～7Gpa，高模型聚丙烯腈基碳纤维的模量为300Gpa～900Gpa，在惰性气体中耐热性优良，耐化学腐蚀性好，有导电性。
2.3.3超高分子量聚乙烯纤维
采用UHmwpe通过冻胶纺丝或者增塑熔融纺丝工艺制得的合成纤维。其强度为29cn/dtex～39cn/dtex，模量为934cn/dtex～1246cnd/tex，最高使用温度100℃～110℃，具有优良的耐酸碱性、抗水解性。
2.3.4聚对苯撑苯并双唑（pBo）纤维
由芳族杂环类聚合物聚对苯撑苯并双唑的线型分子构成的合成纤维。纤维强度为37cn/dtex，模量为1764cnd/tex，分解温度650℃，极限氧指数68。
2.3.5聚苯并咪唑（pBi）纤维
由芳族杂环类聚合物聚苯并咪唑的线型分子构成的合成纤维。强度为6.6cn/dtex，模量为147cnd/tex，可耐850℃高温，极限氧指数38～43。
2.3.6聚苯硫醚（ppS）纤维
商品名为Ryton，指由苯环和硫原子交替排列的聚苯硫醚的线型分子构成的合成纤维。强度为1.8cn/dtex～2.6cn/dtex，模量为21.5cn/dtex～35.3cn/dtex，熔点285℃，极限氧指数34～35，耐化学性仅次于聚四氟乙烯纤维。
2.3.7聚酰亚胺纤维
由含酰亚胺链节的线型分子构成的合成纤维，大分子链中至少有85%的酰亚胺链节。醚类均聚纤维的强度为4cn/dtex～5cn/dtex，模量为10Gpa～12Gpa，在300℃经100h后强度保持率为50%～70%，极限氧指数44，耐射线好；酮类共聚纤维的强度3.8cn/dtex，模量35cn/dtex。经改性的聚酰亚胺纤维的强度为17.6cn/dtex，模量为529cn/dtex～882cn/dtex，分解温度650℃，极限氧指数68。
2.3.8聚酰胺?酰亚胺纤维
由含芳酰胺—酰亚胺链节的线型分子构成的合成纤维。强度为4.4cn/dtex，模量为61.7cn/dtex，可耐350℃高温，极限氧指数30～33。
2.3.9聚醚醚酮（peeK）纤维
含亚苯基醚醚酮链节的线型分子构成的合成纤维。拉伸强度400mpa～700mpa，模量3Gpa～6Gpa，熔点334℃～343℃，长期使用温度250℃，极限氧指数35。
2.3.10酚醛纤维
由线型酚醛树脂经缩醛化或络合化学而制成的交联纤维。强度为1.14cn/dtex～1.58cn/dtex，极限氧指数30～34，瞬时可耐2500℃高温，长期使用温度150℃～180℃。绝热性好。
2.3.11蜜胺纤维
将三聚氰胺与甲醛缩聚，并溶于有机溶剂中通过湿纺和后处理而得。强度为1.76cn/dtex，极限氧指数32，无熔点，不熔滴，连续使用温度180℃～200℃。
2.3.12高强度聚乙烯醇纤维
由聚乙烯醇树脂通过溶剂湿法冷却凝胶纺丝制成。强度为15cn/dtex，耐碱性优良。
2.3.13玻璃纤维
以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米。e-玻璃纤维的强度为1722mpa，模量为654Gpa。绝缘性好，耐热性强，抗腐蚀性好，但性脆、耐磨性较差。
2.3.14氧化铝纤维
一种主要成分为氧化铝的多晶质无机纤维，主晶形可呈γ-，δ-，θ-，α-氧化铝，是最新型的超轻质高温绝热材料之一，采用高科技的“溶胶—凝胶”法，将可溶性铝、硅盐制成具有一定黏度的胶体溶液，溶液经高速离心甩丝成纤维坯体，然后经过脱水、干燥和中高温热处理析晶等工艺，转变成al-Si氧化铝多晶纤维，其主晶相为主要为刚玉相和少量莫来石相，集晶体材料和纤维材料特性于一体，使用温度达1450℃～1600℃，熔点达1840℃，有较好的耐热稳定性，其导热率是普通耐火砖的1/6，容重只有其1/25，节能率达15%～45%。
3功能纤维的发展方向
3.1高性能化
高性能纤维市场呈碳纤维、高强聚乙烯纤维、芳纶及新型高性能纤维共同增长的格局[7]。如生物可降解的聚酯纤维缝合线、可吸收的人工血管、pLGa纤维编织壳聚糖溶液涂层制成的人工神经导管以及组织工程神经导管以及组织工程肌腱等。
3.2低维化
若使材料在某一维度（x、y、z）的尺寸缩小到纳米级，则此材料减少相应的一维。随着高端物理化学技术的进步，化学纤维的细度已经达到微米级，并向纳米级超细技术挑战。如在医学上将纳米纤维网用于外科，防止人体组织在愈合过程中粘接产生疤痕，将细菌纤维素纳米纤维网络于无纺布上，制成捕捉白血球的纤维复合体滤材。
3.3智能化
智能纤维在美国、日本等发达国家已经取得较大进展。如隐身功能纤维应用于军事领域。如光敏纤维可改变8种色彩。在医疗产业领域，开发出具有形状记忆效应的绷带、人工肌肉及智能凝胶纤维、蓄热调温纤维等。
3.4仿生化
杜邦公司曾用六氟异丙醇溶解蜘蛛丝蛋白进行人工纺丝，东华大学研究蜘蛛吐丝的纺丝过程，以蚕丝蛋白质为模型，仿照蜘蛛吐丝的过程进行纤维加工。
3.5绿色化
主要是大力发展生物质纤维，实现新溶剂法纤维素纤维、聚乳酸纤维、生化法聚对苯二甲酸丙二醇酯（ptt）纤维、生物法多元醇的产业化。新型生物质再生纤维主要品种有：新型纤维素纤维（Lyocell纤维、离子液体纤维素纤维、低温碱/尿素溶液纤维素纤维）、新资源纤维素纤维（竹浆纤维、麻浆纤维）、海洋生物质纤维（甲壳素纤维、海藻纤维）、生物蛋白质纤维（大豆蛋白纤维、牛奶蛋白与丙烯腈接枝纤维、蚕蛹蛋白纤维）。
参考文献：
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[6]JwSHearle.高性能纤维[m].北京：中国纺织出版社，2004.
化学纤维的分类方法篇8
中图分类号：tS107.6文献标志码：B
thetestalgorithmforFiberDistributionofBlendedYarns
abstract：inthispaper，theauthorproposedanalgorithmforidentifyingfibersofblendedyarns.Fortestingfibermigrationindexofyarns，itisareliabletestmode.
Keywords：imageprocessing；meshparameter；neuralnetwork；fibermigrationindex
混纺纱中各组分的纤维在纱截面的径向所处的位置，及其分布数量不是均匀一致的，某一组分的纤维可能优先分布在外层，而另一组分的纤维可能优先分布在内层。由于各种纤维的物理机械性能不同，不同组分纤维在纱截面中的优先分布，会明显影响纱线的强伸性、耐磨性和染色性等。
测定和分析混纺纱中纤维径向分布的方法很多，通常是哈氏切片法。传统的方法通过人工检测和识别纤维，已不能满足现代纤维检测和识别的要求。随着图像处理技术的发展，数字图像处理技术已渗透入纺织业全过程产业链，用计算机代替传统的手工劳动是必然趋势。
本文提出了一种混纺纱线中纤维识别算法，提出以几何形态与网格参数组成纤维截面特征，采用神经网络进行分类，有效处理了粘连纤维，为纱线中纤维转移指数的测试提供了一种可靠的测试模式。
1纱线截面图像预处理
用哈氏切片器制取试样后，在显微镜上摄取混纺纱的黑白照片，经过筛选，选出对比度最好的照片。经过a/D转换数字化了的原始图像，经处理后呈512×512像素的图像。
1.1图像校正
由于存在噪声、光照不均匀和清晰度差等弊病，要获得一幅失真小、背景与对象完全分离、清晰度好的图像，需要平滑处理，本文采用中值滤波及直方图均化，经平滑处理后的细节更加清楚（图1）。
1.2对象分割及去躁处理
图像分割是将数字图像划分为互不相交的区域的过程，可以有效地提取出纤维区域。考虑到图像的直方图分割法依赖于波谷的提取，本文采用自适应阈值法来分割图像。
由于噪声普遍存在于数字图像中，会在纤维区域中产生非肤色的噪声，所以对二值图要进行去噪处理。即在以每一个纤维像素为中心的5×5像素邻域内统计纤维像素的个数，当超过半数时，中心点保留为纤维，否则认为是非纤维。
膨胀是数学形态学中的一种基本运算，对填补图像分割后物体中的空洞很有用，其数学表达式为：
（1）
在公式中S表示膨胀后的二值图像集合，B表示用来进行膨胀的结构元素，结构元素内的每一个元素取值为0或1，X表示二值化后的像素集合。为了尽可能保留纤维区域的
去噪与膨胀操作有效地去除了零星噪声点，使纤维区域变得更完整光滑。
2模式识别和分类
本研究采用常用的汉密尔顿（Hamilton）转移指数分析法来测定和分析混纺纱中纤维径向分布。本文重点探讨一种纤维截面形态识别方法。
2.1纤维截面特征提取
识别纤维时，必须首先找出使计算机正确分类识别的规则和标准。该实验的目的是计算机识别不同纤维，因此首先提取能鉴别两种不同纤维的特征量。在特征参数的选择上很多学者进行了一些探讨，其主流是提取纤维截面形状特征，如链码、傅立叶描述子或小波等。
本文根据纤维截面的特点，采用最能反映纤维差别的几何和形态特征与图像局部特征相结合。引入图像局部特征目的在于将粘连纤维截面区域与单根纤维区别开来，几何和形态特征包括：（1）粗细：纤维截面的面积，用像素点表示；（2）圆形度：它的幅值反映了被测量物体边界的复杂程度；（3）矩形度：它反映一个物体矩形度的一个参数是矩形拟合因子。
图像局部特征选用文字识别用到的网格特征，首先对纤维边缘轮廓图所有候选块的高度进行归一化，将所有块的高度都归并为16。提取特征时选取块的大小为16×16，将其分成4×4份网格，求出每个网格中边缘点数占整个大块边缘点数百分比，组成16维的特征。由离散傅立叶变换（discreteFouriertransform，DFt）的计算公式可知，位移仅仅影响DFt的角度，而幅值则不受影响，有更佳的学习效果，因此本文使用纤维区内16维数的DFt作为特征。
2.2训练与识别
本文采用3层Bp网络，输入单元19个，含粗细、圆形度、矩形度及16个DFt值，根据Kolmogorov定理，隐层单元数2×19+1，4个输出节点，分别对应2个纤维截面块、粘连纤维截面块和非纤维块输出，分别对应神经网络输出值是o1、o2、o3、o4，中间层传递函数为S型正切函数，输出层为S型对数函数。
本文使用2000个纤维截面块、1000个粘连纤维截面块和1000个非纤维块进行训练。判定的时候，一个区域其o大于其它，则判定这个区域为第i个类别区域。
2.3粘连纤维的识别
在制作纤维截面的切片时，纤维之间往往被挤压在一起，出现互相连接和重叠的现象，导致摄取的图像中存在粘连的纤维，这将不利于识别和测量后面的纤维。粘连形态如图2中1、2区域，粘连区域2在边缘提取阶段就可以分割，而粘连的目标1会被当成一个整体而非独立个体，过去常见方法在特征提取之前将纤维连接处有效地分离开。如分水岭分割法，基于二值图像形态结构上的操作实现粘连目标的分离，它极易在图像的凹口处上发生错误分割。本文的方法是：对于粘连区域1，计算{0，45，90，135}角度二值图像投影，取其中最小投影值，小于阈值t的为两根纤维分割点。这样很容易就可以把纤维分开。
分开一个纤维区域后，还无法确定其为哪种纤维或是否为粘连块，接下来首先提取该区域的组合特征，再送到分类器进行分类识别，至此一个粘连区域才识别结束。
3实验结果
实验对100个切片进行测试，分别用3个神经网络对轮廓图的3种特征分类识别，第1种粗细、圆形度、矩形度，第2种用16维的网格特征，第3种就是19维的组合特征，结果验证组合特征效果最好（表1）。
采用本文提出的混纺纱识别方法计算实际体积一次矩和均匀分布一次矩，并打印出结果。
4结论
图像处理在纱线测试方面的应用，对于提高纺织企业的工作效率、提高信息管理系统的智能化水平都起着重要的作用。本文在对图像进行分析时，提出以几何形态与网格特征组成识别参数，分类出两种不同的纤维。这可有效处理粘连纤维，便于统计各组分纤维的分布情况，为最终计算汉密尔顿转移指数提供有效支撑。
本文需要进一步的研究的是能否提高切片质量，减少切片制作对纤维形态影响，进一步完善测试系统，对不同种类纱线能更有效的进行测试。
作者简介：徐鑫华，男，1963年生，研究员，主要从事纺织品新测试技术研究。
化学纤维的分类方法篇9
关键词：亚麻；脱胶；强度影响
中国麻纺织的历史比丝绸更为悠久，古人最早使用的纺织品就是麻绳和麻布，大麻布和苎麻布一直被作为大宗衣料使用，黄麻布和亚麻布自宋代开始生产到明代才逐渐被棉布所替代。随着麻纺织技术的开发，麻纺织产品得到广泛发展，质量不断改进和提高[1]。
脱胶是麻从原料到纤维的必要工艺，只有通过脱胶才能使麻纤维具有可纺性。而脱胶的程度决定了麻纤维的舒适性和耐用性，脱胶程度越高麻制品的舒适度越好。本文以纤维强度来体现麻纤维的耐用性，主要探讨亚麻纤维脱胶程度和亚麻纤维强度之间的关系。
1脱胶
亚麻纤维组成中除纤维素外，还有果胶、半纤维素、木质素、脂肪质和水溶物等非纤维素的伴生物质，统称为胶质。脱胶是脱除纤维周围全部或部分胶质，使纤维分离、松散，制取可纺纤维，以适合纺纱要求[2]。
最早的麻脱胶方法是自然沤渍法。秦汉时期，人们已能准确地掌握沤麻季节，即夏至后20日沤麻，麻的柔软达到类似蚕丝的程度。到北魏时，已比较全面地掌握了一系列脱胶的技术关键。如水质要清，用浊水则麻纤维色泽转黑；水量要足，水少则麻纤维易脆；沤渍时间要适中，太短则脱胶不够而难于剥皮，太长则脱胶过头而损伤纤维；在山区，还有冬天用温泉水沤渍使纤维柔和。到宋元时，人们总结出感官鉴别法，学会从沤池中水色、浓度、水温和麻株表面的滑腻程度来判断脱胶的程度，这一方法直到现代，农村中仍广泛沿用。
现代麻类脱胶方法分为：机械（物理）脱胶法、化学脱胶法、生物脱胶法以及联合脱胶方法。其中各种方法相互渗透，彼此联系。如化学和生物法中始终要伴随着物理力、热等的作用。部分新技术，如超声波法、闪爆法、超临界酶法等等也都是几种作用同时进行的结果，可谓广义上的联合脱胶法。但从简化的角度出发，一般不对这些具体物理作用进行归类。狭义上的联合脱胶方法指的是生化联合法，是近年来脱胶技术的新方向[3]。
2亚麻纤维强度测试
2.1试验样品
选用6种不同产地、不同脱胶方式的亚麻纤维进行测试，试验样品参数见表1。测试前对所要测量的样品不做任何处理，从样品中随机选取纤维进行纤维强度的测试。
2.2试验仪器及工具
万能强力机、剪刀、胶水、纸制样卡。
2.3试验条件
设置隔距：25mm；速度：5mm/min。
环境要求：温度（20±2）℃，湿度（65±3）%（试样在恒温恒湿条件下调湿24小时）[4]。
2.4测试结果
1～3号亚麻纤维长度较长，分别以顶部、中部和底部进行试验；4～6号纤维长度较短，未分部位测试。测试结果见表2。
表2纤维的强度测试数据表
2.5讨论分析
测试结果显示：
（1）未经沤麻处理的4号亚麻纤维平均强度为588.41mpa，明显高于同产地经过沤麻处理的1～3号亚麻纤维的平均强度；未经沤麻处理的5号亚麻纤维平均强度为722.82mpa，明显高于同产地经过沤麻处理的6号亚麻纤维的平均强度。
（2）同产地的1～3号亚麻纤维的脱胶程度依次减弱，纤维强度平均值依次增强，分别为：409.32mpa，489.15mpa，498.35mpa。
（3）1号亚麻纤维茎的中部强度最大为731.72mpa，茎的顶部纤维强度其次为346.62mpa，茎的底部纤维强度最低为149.62mpa，呈依次减弱的规律，2、3号亚麻纤维与1号亚麻纤维不同部位的纤维平均强度所呈现的规律相同。
3结论
上述试验表明：（1）未经沤麻处理的亚麻纤维强度好于经过沤麻处理的亚麻纤维。（2）脱胶程度越高的亚麻纤维纤维强度越小。（3）同等脱胶程度的亚麻纤维不同部位之间，茎的中部强度最大，茎的顶部强度其次，茎的底部强度最小。
参考文献：
[1]邱莉.麻类家用纺织品的开发[J].中国麻业科学，2006，（5）：4-6.
[2]于翠英.亚麻纺纱工艺学[m].哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1997.
[3]于伟东.纺织材料学[m].北京：中国纺织出版社，2006.
化学纤维的分类方法篇10
采用生物显微镜对构树纤维在200~1000倍下进行了表面简单形貌观察，采集了有价值的研究图像；同时在扫描电子显微镜下对该纤维的微观表面及横截面进行了高倍分辨率的观察和图像分析；利用红外光谱仪测定了构树纤维大分子的结晶度、取向度等常用性能指标。在与常见的几种天然纤维的相关性质进行比较后，数据结果表明：构树纤维表面光滑，部分纤维还有不明显的转曲，且具有类似苎麻的横纹，其大分子结晶度与取向度等性能接近但略差于常见天然纤维，该种新型纤维在产业用造纸及新型纺纱材料等领域具有极大的应用前景。
关键词：构树纤维；表面形貌；结晶度；取向度；产业应用
1引言
1.1构树简介
构树Broussonetiapapyrifera(L.)Vent为桑科构属直立落叶乔木，如图1所示，广泛分布于华东、华南、西南及河北、山西、陕西、甘肃、湖北、湖南等地。桑科构属植物全世界共有4种，中国境内有3种，其中2种可做药用。构树的果实、树叶、枝条、茎皮部乳汁和根皮均可入药[1]。
1.2构树纤维利用现状
构树纤维目前主要用于造纸行业，在纺织方面的研究与应用很少。由构树纤维制得的纸称为白棉纸，自古都是上等的纸品。制成的纸张纤维长，其质量特点是具有极高的韧性、极好的吸水吸湿性、透气性、富有弹性，所产的砂纸具有纸质坚韧洁白、细韧柔软、拉力强韧的特点，环保、耐用、防腐防蛀、久存不陈，保存年代久，成为历代名人书写重要的契约家谱或佛教道教经文用纸及现在各类包装用纸。
1.3此论文研究的根据及解决的问题
本试验中所采用的构树韧皮即采自在引言中所述的大规模高档砂纸生产传统地区(中国・广西壮族自治区・河池市大化县)，这使得该试验在一开始就保证了试验材料来源的科学性与代表性。试验刚开始阶段，采用的构树纤维采自野外某山坡上，品种凌乱，未经过人工选育，且不能代表市场产业应用方向，故制得的纤维粗糙且均匀度相当差。现今采用的纤维完全实现了试验前的设想，而且该品种在产业应用上也极具代表性，在众多构树品种中，属于十分优良的品种。
构树的研究发展仍旧将在上文中所述的四个方面进一步深化，如进一步探索人工培育与种植的方法，加快构树的生长时间，增加构树的纤维长度，提高其纤维率等等。本文力图在前人研究的基础上，测量分析目前构树纤维尚未研究的方面，如结晶度、取向度，并探索拓展该纤维的应用领域，如生态工程、纺纱工艺、非织造材料、营养医药品开发等等。
2构树纤维微观结构性能的研究
2.1试验原料及试验器材
经过特殊处理的构树纤维材料，扫描电子显微镜（Sem）及其相关附属设备；傅立叶变换红外光谱仪及其相关附属设备；生物显微镜(配备摄影装置、照相机、放大机)、哈氏切片器、载玻片、盖玻片、单面刀片、蛋白甘油、火棉胶、填充纤维(深色构树纤维)、苎麻纤维、蚕丝纤维、棉纤维。
2.2构树纤维试验前处理
构树纤维经脱胶去水干燥后，进行横截面切断处理，再将经过处理的构树纤维用导电胶带把样品黏结在样品底座上，放到扫描电镜中观察。为防止假象的存在，在放试样前应先将试样用丙酮或酒精等进行清洗。
2.3构树纤维表面形貌观测与分析
2.3.1试样制备
由于制得的构树纤维属于块状的非导电样品，故要先进行镀膜处理。
2.3.2试验过程
将构树单纤维置于生物显微镜下观察，得到以下图像，如图2、图3与图4。
接下来，为了得到分辨率更高的图像，采取了扫描电子显微镜观察。图5~图8分别是构树纤维的表面形貌、头端图像、截面图像、横断面图像。
2.4红外光谱法测定纤维结晶度及取向度
2.4.1试样准备
由于是线材试样，将脱胶且干燥后的构树纤维平行密集地排列在试样板上，然后使纤维轴与衍射仪轴呈直角将试样插在试样架上。制样方法采用的是溴化钾压片法，必须在红外灯下充分干燥后才能压片，否则会在约1640cm-1~3300cm-1时出现水的吸收。
2.4.2试验过程
通常意义上的结晶度测量常采用密度梯度法，公式为：X=（p－pa）/（pc－pa）。
其中X为结晶度，p为纤维的整体密度；pa为非晶区的密度；pc为结晶区的密度。取向度是指纤维大分子链节与纤维轴的平行程度，为一平均值，经典的表达式为Hermans取向因子（函数）：f=1/2（3cos2θ－1）=1－3/2sin2θ式中，θ为分子链节轴与纤维轴夹角。红外光谱属于分子振动光谱，主要用于研究分子的结构与红外吸收光谱图的关系，利用红外光谱法测定纤维的结晶度是一种常用的方法[2]。
实际测得的构树纤维素衍射强度曲线如图9。
从此光谱图中可以很明显看出：a区3500cm-1~3300cm-1、B区1700cm-1~1300cm-1、C区700cm-1~550cm-1为强谱带区。在a区中主要是一些醇类、酚类高聚物；在B区中主要是聚酰胺类、聚脲类等高聚物；在C区中主要是取代苯，不饱和双键[2-5]。通过进一步与标准光谱样图进行比较，可以总结出构树韧皮中部的纤维各化学键吸收光谱图，情况如表1所示。
2.4.2.1测算构树纤维的结晶度试验过程
构树纤维的结晶度x可由下式得到：
式中a1700和a2940分别为该样品的1700cm-1和2940cm-1谱带的吸光度，k2940是比例常数。对于吸光度的计算，有下式：
式中a为吸光度；i0和i分别表示入射光和透射光的强度；t=i/i0，称为透射比；b为样品厚度，单位为cm；K为吸收系数，单位为cm-1，此式为兰伯特（Lambert）定律。构树纤维密度r为1.86g/cm3，平均细度为0.208tex[6]，经计算构树纤维的结晶度为17%~20%，在天然纤维中构树的结晶度偏高。
2.4.2.2测算构树纤维的取向度试验过程
本试验中需要用的公式[7]如下：
依然采用兰伯特（Lambert）定律如下，可计算得各吸光度值：
经计算fiR为65%左右，可见构树纤维的晶区取向度偏小，这是未经拉伸定型的正常表现，一般天然纤维经过拉伸，牵伸后取向度都会有明显提高。
3结果与讨论
生物显微镜下观察，可以发现构树纤维纵向呈中间略粗两端尖细的封闭的管状(见图2)，表面有少量的凹槽和细小竹节(见图3)，少量纤维还有不明显的转曲，截面呈椭圆形，较苎麻扁平，胞壁厚度比较均匀，沿径向有少许辐射纹(见图4)。从构树纤维的外观形态上可看出，该纤维的光泽较好，品质优良，纵向外观有利于纤维的相互抱合，具有比较好的可纺性。构树纤维壁上有明显的横节纹，胞腔明显，纤维有的腔大、有的腔小，纤维两端尖细，常呈分枝状，有时端头为一小圆球，且其长径比大于500，而且非织造材料的纤维长径比理论定义为大于300，因此，构树纤维的长径比适合做非织造材料[8]。
结合上文中测得的构树纤维的红外光谱衍射强度图，构树纤维、苎麻、棉、蚕丝四种天然纤维的吸收光谱图对比如图10所示。
通过分析构树纤维的红外光谱图，并与纤维素的光谱图进行比较，统计其与苎麻、棉、蚕丝的吸收光谱图的数据，如表2所示，可以明显地发现，构树纤维的主要成分仍是纤维素。这就验证并确定了构树纤维与其他天然纤维在化学组成上的一致性。但同时也应该注意，所谓的结晶区并不一定是由真正的结晶结构引起的。其中很多谱带可能是和高分子链本身的结构特征有关，由于这些结构存在而使高聚物可能结晶[3]。构树纤维与苎麻的光谱吸收极其相似，从光谱的定性分析可以看出，它与苎麻、棉纤维的化学组成与结构上具有一定的相似性。而蚕丝因属于蛋白质纤维，因而光谱图差异较明显。构树纤维从定性组成上拥有和苎麻类似的天然成分，也就具备了相关利用前景的前提条件。
构树纤维晶区天然取向度偏小，显然其原纤本身与纤维轴的取向也偏小，从而整体上影响了大分子链与主轴的取向结构。天然纤维中的苎麻、蚕丝有着很高的取向度，不仅大分子相对原纤轴有极高的取向度，而且原纤本身与纤维轴也有很高的取向。
从试验结果上看，未经拉伸取向的纤维，其取向度较低，因此其强力不是很高，但这并不影响其产业化应用。
构树纤维为非织造材料利用，具备以下几个特点[9，10]：繁殖容易，成材快，产量高；价钱便宜，运输方便；材质既不十分坚硬也不非常疏松，节间距较长；木素含量较低，蒸煮、漂白比较容易；纤维素含量不低于50%；平均纤维长度大于5mm，杂质含量较低，它与竹纤维一样适合于做非织造材料。
本论文采用多种先进的近代纤维测试技术对构树纤维进行了微观细致的研究，重点探讨了该纤维在表面形貌、结晶度、取向度等方面的特点与性能，最后主要得出以下结论：
1)构树纤维纵向呈中间略粗两端尖细的封闭的管状，表面有少量的凹槽和细小竹节纹，少量纤维还有不明显的转曲。截面呈扁椭圆形，较苎麻扁平、胞壁厚度比较均匀，沿径向有少许辐射纹。
2)从构树纤维的外观形态上可看出，该纤维的光泽较好，纵向外观有利于纤维的相互抱合，无论从细度还是长度来看，均特别适合开发作为新型天然非织造纤维材料，而目前市上此项研究为空白，有待于产业开发。
3)构树纤维与苎麻的光谱吸收极其相似，从光谱的定性分析可以看出，它与苎麻、棉纤维的化学组成和结构上类似。结晶度虽然不是很高，但可在后续加工中通过常规工艺流程来提高。构树纤维从定性组成上拥有和苎麻相同的天然成分，也就具备了相关产业利用的前提条件。
4)构树纤维晶区天然取向度偏小，显然是由于原纤本身与纤维轴的取向偏小的缘故，整体上大分子链与主轴的取向结构也偏小。对于此类纤维材料，主要可通过后续单轴取向工艺来提高其取向度。
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