張金良

（上饒幼兒師范高等?？茖W(xué)校，江西 上饒 334000）

1 紡織纖維概述

1.1 密度與長度

紡織纖維具有密度和長度兩個維度，密度和長度促使纖維束緊密結(jié)合，形成一個整體。所謂密度，是指紡織纖維的粗細(xì)情況，當(dāng)該數(shù)值很小時，代表由紡織纖維制成的紡織品質(zhì)地柔軟，極為輕薄，擁有理想的透氣性，與人的肌膚相貼合，舒適度高。但密度較小的紡織纖維在生產(chǎn)中也存在劣勢，該類型紡織品經(jīng)過多次清洗后，表面容易起毛、起球[1]。當(dāng)紡織纖維密度較大時，粗纖維制品表現(xiàn)出厚度大、硬度高的特征，該類紡織品較挺括，也可起到防寒保暖的作用。通常紡織纖維長度數(shù)值越大，纖維齊整度越好，制成的紗擁有更大的強(qiáng)度，紡織品質(zhì)量更好。由長纖維制成的紡織品質(zhì)地柔軟，耐磨度高，很少出現(xiàn)起球問題。如今服飾生產(chǎn)中提到的紡織纖維，多為紡織長纖維。

1.2 紡織纖維類型

紡織纖維主要由天然纖維、化學(xué)纖維組成。前者提取于自然界，改性羊毛、蠶絲、天然彩棉都屬于天然纖維。為展現(xiàn)不同色彩，一般的棉織物會經(jīng)過化學(xué)漂白、染色等程序，但由天然彩棉制成的紡織品本身擁有多種色彩，省略了化學(xué)染色，因此環(huán)保優(yōu)勢突出。天然彩棉有3 種顏色，分別為棕色、綠色和褐色。改性羊毛類纖維則是讓羊毛經(jīng)過變形處理，改變其性能，使纖維直徑符合相關(guān)規(guī)范要求。改性羊毛制成的紡織品極具光澤，質(zhì)地柔軟，手感極佳，可有效吸收水分，與外界反復(fù)摩擦仍能保持表面光滑，不起球，耐磨性較強(qiáng)，且保暖性良好。不僅如此，改性羊毛更容易染色，更方便后續(xù)加工。

當(dāng)前也有一些新纖維產(chǎn)品被研發(fā)出來，如香蕉纖維織物產(chǎn)品和木棉纖維紡織品。香蕉纖維是以香蕉莖為主要材料，通過相對應(yīng)的生物酶及化學(xué)氧化處理方式制作而成的。香蕉纖維表面具有光澤，質(zhì)量較輕，吸水性較強(qiáng)，該纖維制成的紡織品更符合綠色環(huán)保要求，擁有一定的降解性和抗菌性。而木棉纖維紡織品則是從木棉膠囊內(nèi)殼中提取制造的[2]。木棉纖維來自大自然，屬于生態(tài)型纖維，纖維整體相對輕薄，質(zhì)量偏小，由木棉纖維制成的紡織品舒適度較高，且保暖性較強(qiáng)。

紡織纖維中的化學(xué)纖維是經(jīng)過一系列化學(xué)加工合成最終制造出的纖維。不同的原料來源制成的化學(xué)纖維有所差別，照此分類，化學(xué)纖維包括再生纖維（人造纖維）、合成纖維和無機(jī)纖維。在制備再生纖維時，通常會以大豆、木材為原料，經(jīng)過化學(xué)加工成為高分子濃溶液，再經(jīng)過紡絲制成材料。

大豆蛋白纖維原料為天然動物乳、植物蛋白，經(jīng)過化學(xué)合成提取最終制成纖維。大豆蛋白纖維的顏色為米黃色，是可再生型資源，密度較小，強(qiáng)度高，延展性強(qiáng)，抗酸性和抗堿性優(yōu)良，由該類型纖維制成的紡織品觸感柔軟，能夠有效吸收水分。

合成纖維原料包括石油、煤氣和天然氣等，滌綸、維綸、丙綸都屬于合成纖維。合成纖維擁有一定的強(qiáng)度和耐磨度，但吸水能力偏弱。從整體上來看，同天然纖維相比，合成纖維的質(zhì)量更高，但天然纖維的舒適度好于合成纖維[3]。

無機(jī)纖維的主要原料有含碳纖維、天然無機(jī)物，經(jīng)過人工抽絲或直接碳化而成。玻璃纖維、碳纖維都屬于此種纖維。

1.3 紡織纖維性能

1.3.1 耐化學(xué)性能

紡織纖維能夠很好地抵抗多種類型化學(xué)物質(zhì)，此特性使得紡織纖維被廣泛應(yīng)用。不同類型紡織纖維擁有的耐化學(xué)性能不同。如蛋白質(zhì)纖維可以抵抗酸性物質(zhì)，但其對堿性物質(zhì)的抵抗能力偏弱；纖維素纖維擁有理想的抗堿性，但其對酸性物質(zhì)的抵抗力偏弱。從整體上來說，在耐化學(xué)性方面，天然纖維明顯弱于合成纖維。

1.3.2 機(jī)械性能

紡織纖維接受機(jī)械外力時纖維性能會有所改變。紡織纖維化學(xué)組成的差異決定其擁有不同的機(jī)械性能。全面掌握紡織纖維機(jī)械性能，有助于分析化學(xué)成分。紡織纖維的機(jī)械性能主要表現(xiàn)為以下幾個方面。

其一，強(qiáng)度。紡織纖維強(qiáng)度越高，制成的紡織品在拉扯、擠壓、擰等外力作用下，越不容易損壞，耐用度更高。其二，彈性。擁有較高彈性的纖維制成的紡織品經(jīng)受外力作用后，仍能恢復(fù)原來的形態(tài)，回彈性較強(qiáng)，不易變形、變皺。其三，耐磨性。當(dāng)纖維擁有較高耐磨性時，不容易在外力作用下出現(xiàn)破損情況。通常來說，按照耐磨性的好壞排序，錦綸好于丙綸、維綸、滌綸、腈綸。其四，吸水度[4]。當(dāng)纖維擁有好的吸水度時，制成的紡織品質(zhì)量較高，同時手感極佳。吸水度指纖維受到外界空氣中的水分影響后，表現(xiàn)出的吸收水汽和釋放水汽的能力。分析各類型纖維材料的吸水度后發(fā)現(xiàn)，多數(shù)情況下，合成類纖維的吸水性偏弱，維綸、錦綸好于其他合成纖維的吸水性，丙綸、氯綸吸水性最弱；自然纖維吸水性普遍較強(qiáng)，如羊毛、麻和蠶絲等。

2 化學(xué)成分分析實驗

2.1 實驗?zāi)康?/h3>

本文采用的化學(xué)實驗法包括感官法、顯微鏡法、燃燒法、溶解法，旨在全面分析紡織品中的纖維組成，明確多類型纖維特性，為后續(xù)的生產(chǎn)加工奠定基礎(chǔ)，提高紡織品質(zhì)量。

2.2 實驗原理

2.2.1 感官法

應(yīng)用該實驗方法時要求實驗人員知覺器官通過眼、手、耳分析判斷纖維性能差異，包括色澤、手感、形狀等。用眼睛觀察纖維，掌握纖維顏色、光澤度；用手接觸纖維，掌握其厚度、質(zhì)地和柔軟度；摩擦纖維，耳朵可從聲音中分辨纖維性能。

2.2.2 顯微鏡法

纖維種類多種多樣，其中天然纖維來自自然界，是從多種原料中提取合成而來的，擁有不同的形態(tài)外觀?；瘜W(xué)纖維是經(jīng)過多種形式的紡絲制作而成的，且成形條件也有所差異，這使得化學(xué)纖維擁有多種截面形狀。分析這類纖維，不能只依靠眼睛的觀察，還要利用到顯微鏡，如此才能更深入細(xì)致地分析纖維的外觀，纖維結(jié)構(gòu)中的一些微小變化也能通過顯微鏡放大，方便人員研究、辨別纖維種類。

2.2.3 燃燒法

纖維類型多樣，經(jīng)過燃燒后也會表現(xiàn)出差異化的特性。實驗人員能夠從纖維燃燒速度、冒煙的顏色、燃燒氣味和灰燼形態(tài)等方面分析纖維類型。多數(shù)情況下，相同類型的纖維在燃燒實驗中會表現(xiàn)出相似的狀態(tài)。但該實驗需要依靠不同人的觀察，具有一定的主觀性，因此一般情況下不單獨(dú)使用該方法，而是在進(jìn)行其他實驗時搭配使用，起到輔助補(bǔ)充的作用。

2.2.4 溶解法

將不同類型纖維放入pH 值不同的酸性溶液、堿性溶液中，纖維會表現(xiàn)出不同的溶解度。實驗人員可以從中明確纖維類型。溶解法主要是用于微觀結(jié)構(gòu)相似但化學(xué)性能截然不同的纖維的區(qū)分。以錦綸和滌綸為例，使用顯微鏡觀察，可以發(fā)現(xiàn)這兩種纖維具有相似的微觀結(jié)構(gòu)，但將錦綸放入酸性溶液中很快便會溶解，而滌綸則不能溶于酸性溶液[5]。如此即可有效區(qū)分這兩種纖維物質(zhì)。一般情況下，實驗人員在使用顯微鏡法時會搭配使用溶解法。

2.3 實驗器具和材料

對多種類型纖維開展化學(xué)成分分析實驗時，用到的器具有：普通生物顯微鏡、鑷子、剪刀、燒杯、溫度計、電磁爐、量筒、天平、玻璃棒等。實驗中需要用到的化學(xué)試劑包括氫氧化鈉、鹽酸、硫酸、二甲基甲酰胺。本次實驗研究對比的纖維分別為棉、羊毛、滌綸、腈綸、錦綸，將它們按照1～5 的序號編號。

2.4 實驗步驟

2.4.1 感官法

2.4.1.1 操作方法

利用手的觸感分析纖維材料，即對1～5 號的纖維進(jìn)行摩擦搓捻，從手的觸感判斷纖維的光滑度、柔軟度。用手卷曲纖維攥成團(tuán)，松懈手部力量后觀察纖維恢復(fù)原始形狀的時間，判斷其回彈能力。用眼睛察看纖維細(xì)度、長度和光澤度。

2.4.1.2 實驗結(jié)果

柔軟度方面，1 號與2 號均非常柔軟，3～5 號較差；光滑度方面，1～5 號均非常光滑；彈性方面，1 號、5 號較差，2 號較好，3 號、4 號彈性非常好；光澤度方面，1～3 號擁有較好的光澤度，4 號、5 號則一般；長度方面，1～5 號均較長，但細(xì)度方面存在差異，1 號與2 號較細(xì)，3～5 號則較粗。

2.4.2 顯微鏡法

2.4.2.1 操作方法

按照序號順序?qū)嶒灢牧戏派陷d玻片，在其上加蓋蓋玻片，二者之間用膠頭滴管滴入蒸餾水，水分浸入均勻后將載玻片放到顯微鏡觀察平臺上，物鏡倍數(shù)確定為10×10。操作人員要不斷改變焦距，當(dāng)能夠清晰看到纖維后，停止調(diào)焦。

2.4.2.2 實驗結(jié)果

按照序號次序依次使用顯微鏡觀察，不同序號纖維的形態(tài)分別為：1 號形狀為扁平帶狀，本身有轉(zhuǎn)曲；2號相對粗糙，表面呈鱗片狀分布；3 號比較光滑細(xì)膩，表面有黑點分布；4 號、5 號與3 號外觀表現(xiàn)相同。

2.4.3 燃燒法

2.4.3.1 操作方法

開展感官法、顯微鏡法后，再進(jìn)行燃燒法實驗，補(bǔ)充最終分析結(jié)果。實驗人員使用鑷子輕輕夾起纖維一邊，讓另一邊處于燃燒狀態(tài)，觀察此時纖維表現(xiàn)出的性狀，如燃燒時散發(fā)的氣味、燃燒狀態(tài)、灰燼情況等，同時將觀察結(jié)果記錄在案。

2.4.3.2 實驗結(jié)果

實驗結(jié)果見表1。

表1 燃燒狀態(tài)及結(jié)論

2.4.4 溶解法

2.4.4.1 操作方法

將盛裝纖維的燒杯按照纖維1～5 的序號放好，在各個燒杯中分別倒入5%氫氧化鈉溶液、20%鹽酸溶液、70%硫酸溶液、二甲基甲酰胺，充分?jǐn)嚢瑁榭蠢w維在各種溶劑中的表現(xiàn)。如果個別序號纖維無法在常溫下溶于試劑，可將該序號燒瓶放在電磁爐上作加熱處理，此時再留心觀察纖維在溶液中的狀態(tài)，同時將最終現(xiàn)象記錄下來。

2.4.4.2 實驗結(jié)果

實驗結(jié)果見表2。

表2 溶解反應(yīng)及結(jié)論

2.5 實驗結(jié)論

采取感官法分析5 種纖維，發(fā)現(xiàn)1 號和2 號擁有更好的柔軟度，相比之下3～5 號稍顯遜色；參與實驗的5 種纖維都擁有較高的光滑度；3 號、4 號擁有更強(qiáng)的彈性，2 號次之，1 號、5 號最弱；1～3 號有著較高光澤度，相比之下，4 號、5 號則偏弱；5 種纖維均有著一定的長度；1 號、2 號更細(xì)，3～5 號較粗。經(jīng)過感官法判斷得出，1 號和2 號為天然纖維，其余3 個序號的纖維為化學(xué)纖維。

采取顯微鏡法分析5 種纖維，可以發(fā)現(xiàn)1 號結(jié)構(gòu)與棉纖維極為相似，2 號結(jié)構(gòu)則偏向羊毛纖維。3～5 號纖維無法通過顯微鏡判斷其具體類別。

經(jīng)過燃燒法實驗，發(fā)現(xiàn)5 個序號的纖維燃燒時表現(xiàn)出的特征差異明顯，據(jù)此基本可以分析出每種材料的化學(xué)成分。

使用溶解法進(jìn)行輔助分析，發(fā)現(xiàn)5 個序號的纖維在不同溶劑中的溶解情況差異顯著，結(jié)合以上實驗方法，最終分析出5 個序號的纖維的化學(xué)成分，分別對應(yīng)為：1 號是棉；2 號是羊毛；3 號是滌綸；4 號是腈綸；5號是錦綸。

3 結(jié)語

鑒于部分纖維存在某種相同特性，僅依靠一種實驗方法很難得出準(zhǔn)確結(jié)果，本文通過感官法、顯微鏡法、燃燒法和溶解法等手段分析纖維成分。感官法可以大致分析出纖維外觀特性，之后采用顯微鏡法對纖維微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體觀察，期間可搭配燃燒法和溶解法，如此能夠得出精準(zhǔn)判斷。具體實驗中，實驗人員需要做到對各種方法的靈活運(yùn)用，明確不同紡織纖維的特性，進(jìn)而合理調(diào)整實驗方法，以此提高實驗結(jié)果的精準(zhǔn)度，為后續(xù)紡織纖維生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。