纤维是植物独有的，叶、根、茎、种子和果实外皮的主要成分就是纤维。根据流行病学研究，高膳食纤维摄入量(尤其是全谷类和豆类)可以降低肥胖、胰岛素抵抗、全身炎症、代谢综合征、2型糖尿病、高脂血症、高血压和肠紊乱性心脏病的发病率。在将近69000名中年护士中进行的实验表明，每天增加5克谷类纤维可以将冠心病的发病率降低37%。

纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，是取之不尽用之不竭的人类最宝贵的天然可再生资源。纤维素化学与工业始于160多年前，是高分子化学诞生及发展时期的主要研究对象，纤维素及其衍生物的研究成果为高分子物理及化学学科的创立、发展和丰富作出了重大贡献。

纤维是天然或人工合成的细丝状物质。在现代生活中，纤维的应用无处不在，而且其中 蕴含不少的高科技。导 弹需要防高温，江堤需要防垮塌，水泥需要防开裂，血管和神经需要修补，这些都离不开纤维这个小身材的“神奇小子”。以纤维素为原料的产品也广泛用于塑料、炸药、电工及科研器材等方面。

纤维的17种特性

01

耐磨牢度

耐磨牢度是指抵抗穿着摩擦的能力，其有助于提高织物的耐久性。由高断裂强度和耐磨牢度好的纤维制成的服装能长时间耐穿，并且在很长一段时间后才会有穿着磨损的迹象出现。

锦纶广泛应用于运动外套，如滑雪夹克衫、足球短衫。这是因为它的强度和耐磨牢度都特别好。醋酯纤维由于它出色的悬垂性和低成本，则经常用于外衣和夹克衫的衬里。

但由于醋酯纤维的耐磨性差，在夹克衫外层织物出现相应磨损之前衬里易磨损或形成破洞。

02

吸水性

吸水性就是吸湿的能力，它通常用回潮率来表示。纤维的吸水性是指干燥纤维在温度为70℉（相当于21℃），相对湿度为65%的标准条件下的空气中吸收水分的百分数。

易吸水的纤维称为亲水纤维。所有天然动植物纤维和两种人造纤维——粘胶纤维和醋酯纤维是亲水纤维。那些吸水有困难或只能吸收少量水分的纤维称做疏水性纤维。除粘胶纤维、Lyocell纤维和醋酯纤维以外，所有人造纤维都是疏水性纤维。玻璃纤维则根本不吸水，其他纤维通常只有4%或更低的回潮率。

纤维的吸水性影响其许多方面的应用，包括：

皮肤舒适性：由于吸水性差，汗液的流动会引起冷而湿的感觉。

静电性：伴随着疏水纤维会发生衣服粘着和冒火花等问题，因为几乎没有水分来帮助疏散累积在纤维表面的带电粒子，灰尘也因为静电而被带到纤维上并粘附其上。

水洗后尺寸稳定性：水洗后，疏水性纤维比亲水性纤维收缩要小，纤维很少膨胀，这是织物收缩的原因之一。

去污性：很容易从亲水性纤维中去除污渍，因为纤维会把清洁剂和水同时吸入。

拒水性：亲水性纤维通常要进行较多的拒水耐用后处理，因为这种化学处理可以使这些纤维拒水性更好。

褶皱回复性：疏水性纤维通常拥有较好的褶皱回复性，特别是经过洗烫之后，因为它们不吸水、不膨胀并在褶皱状态下干燥。

03

化学作用

在纺织品加工（如印染、后整理）和家庭/专业护理或清晰（如用肥皂、漂白粉和干洗溶剂等）过程中，纤维一般需与化学品接触。化学品的种类、作用强度以及作用时间决定了对纤维的影响程度。了解化学品对不同纤维的影响是很重要的，应为它直接与清洗中所需要的护理有关。

纤维对化学品有不同的反应。举个例子，棉纤维抗酸性相对较低，而耐碱性则很好。另外，棉织物经过化学树脂免烫整理后会丢失少许的强力。

04

覆盖性

覆盖性是指填充某一范围的能力。粗纤维或卷曲纤维比细、直纤维制成的纺织覆盖效果好。其织物暖和，手感丰满，而且只需要较少的纤维即可织成。

羊毛是冬季服装中广泛使用的纤维，因为它的卷曲给织物提供了优良的覆盖性，并在织物中形成大量的静止空气，这些静止空气相对于将外部的冷气隔绝。而纤维覆盖的有效性取决于其断面形状、纵向构造和重量。

05

弹性

弹性是指在拉力作用下增加长度（延长）和释放外力之后恢复到岩石状态（恢复）的能力。当外力作用在纤维或织物上时的伸长能使人感到衣服更加舒适，并且所引起的接缝应力也比较小。

同时也有提高断裂强度的趋势。 完全的回复可以帮助在肘管或膝部织物松垂的产生，从而防止服装产生松弛变形。能伸长至少100%的纤维称为弹性纤维。斯潘德克斯纤维（Spandex也叫莱卡，我国叫氨纶）和橡胶纤维就属于这类纤维。在拉长后，这些弹性纤维几乎可以有力的恢复到其原始的长度。

06

环境条件

环境条件对纤维的影响各有不同。纤维及最终的织物对暴光、贮存等如何反应是非常重要的。

下面是一些例子：

羊毛服装在储存的时候需要防虫蛀，因为它们容易被羊毛蛀虫侵食。

尼龙和丝绸长期暴露在阳光下，强度会下降，所以它们通常不用来制成窗帘和门窗。

棉纤维很容易发霉，因此它不能长时间存放在潮湿的环境里。

07

可燃性

可燃性是指物体点燃或燃烧的能力。这是一个很重要的特性，因为人们的生活总是被各种各样的纺织品所环绕。我们知道服装或者室内家具，由于其可燃性，对消费者会引起严重的伤害并造成重大的物质损失。

纤维通常分为易燃的，不易燃的、阻燃的：

易燃纤维是指容易被点燃并会持续燃烧的纤维。

不易燃纤维是指有相对较高的燃烧点，燃烧速度也比较慢，在撤离燃烧源后会自行熄灭的纤维。

阻燃纤维是指不会被燃烧的纤维。

易燃纤维可以通过整理或者改变纤维参量来制成阻燃纤维。举例而言，常规涤纶是易燃的，但特雷维拉（Trevira）聚酯经过处理后，具有阻燃性。

08

柔软性

柔软性是指纤维易于重复弯曲而不断裂的性能。柔软的纤维如醋酯纤维能支持制成悬垂性好的织物和服装。而刚性的纤维如玻璃纤维就不能用于制作服装，但可用在装饰用的需相对较硬挺的织物上。通常纤维越细，悬垂性越好。柔软性也影响面料的手感。

尽管经常要求织物的悬垂性好，但有时也需要比较硬挺的织物。例如，在带有披风的服装（衣服挂在肩膀上并向外翻出）上，使用较硬挺的织物来达到所需要的外形。

09

手感

手感是指触摸纤维、纱线或织物时的感觉。纤维的手感受它的形状、表面特点和结构的影响。纤维形态各有不同，可以有圆形、扁平形、多叶形等。纤维表面也有不同，如光滑的、锯齿状的或鳞片状的。

纤维的外形不是卷曲状就是直线状的。纱线类型、织物结构和后整理过程也会影响织物的手感。常用柔软、滑爽、干燥、真丝感、刚硬、粗硬或粗糙等术语来描述织物的手感。

10

光泽

光泽是指纤维表面对光线的反射。纤维的不同特性影响其光泽度。光泽的表面、较少的弯曲、平坦的断面形状以及较长的纤维长度可以增强光线的反射。纤维制造过程中的牵伸工序通过使其表面更加光滑来增加其光泽。添加消光剂将破坏光的反射，使光泽下降。这样控制添加消光剂的用量，就可制造有光纤维、办消光纤维和无光纤维。

织物光泽也受纱线类型、组织和所有整理的影响。光泽的要求将取决于流行趋势和客户的需要。

11

起球

起球是指织物表面的一些短而断裂的纤维互相缠结成一个个小球。当纤维的末端从织物表面断裂的时候，绒球就形成了，通常由穿着引起。起球不是人们所需要的，因为它使诸如床单等织物即旧又不美观，并让人感觉不舒服。绒球在经常摩擦的部位产生，例如衣领、袖下部位及袖口边缘。

疏水性纤维比亲水性纤维更容易起球，因为疏水性纤维更容易互相吸引静电，并且不易从织物表面掉落。绒球很少在100%纯棉衬衫上看到，但在穿着一段时间的涤棉混纺的类似衬衫上却非常普遍。羊毛虽然有亲水性，绒球因其鳞片状表面而产生。纤维彼此扭结、缠绕，而形成一个绒球。强度大的纤维容易握持织物表面的绒球。易于断裂的低强度纤维，因绒球容易掉落而不易起球。

12

回弹性

回弹性是指材料在被折叠、加捻、扭曲后弹性回复的能力。它与褶皱回复能力紧密相关。具有较好回弹性的织物不容易起皱，因此，容易保持其好的外形。

较粗的纤维拥有较好的回弹性，因为它具有较大的质量来吸收应变。同时，纤维的外形也影响纤维的回弹性，圆形纤维比扁平纤维拥有更好的回弹性。

纤维的性质也是一个因素。聚酯纤维有杰出的回弹性，但棉纤维的回弹性很差。因而这两种纤维经常混用在一些产品中，如男式衬衫、女式宽松上衣和床单上，这就不令人惊讶了。

如需在服装上形成明显的褶皱时，回弹好的纤维就会有点麻烦。很容易在棉织物或粗胶纤维织物上形成折痕，但在干燥的羊毛织物上就不容易。羊毛纤维耐弯曲和耐褶皱，并在最后又能伸直。

13

相对密度

相对密度是指纤维质量与相等体积的4℃时的水质量之比。轻纤维能使织物保暖又不笨重，可能成厚实、蓬松的织物，但仍可保持较轻的重量。丙烯腈纤维是最好的例子，它比羊毛轻的多，但具有与羊毛相似的性质，从而广泛用于织物轻而保暖的毛毯、围巾、厚袜子及其他冬季用品。

14

静电

静电是两个不同的材料相互摩擦产生的电荷。当电荷产生并积聚在织物表面上时，将会是服装紧贴穿着者身上或棉绒吸附在织物上。当织物表面与异体接触时，会产生电火花或电击，这是一个迅速放电过程。当纤维表面静电产生于静电转移同速时，静电现象可以消除。

包含在纤维中的水分可起到导体的作用消除电荷，并能防止前面提到的静电影响。疏水性纤维，因为它包含的水份非常少，有产生静电的倾向。静电也在天然纤维中产生，但只有在很干燥的时候才会变得像疏水性纤维一样。玻璃纤维是疏水性纤维的例外，因为其化学成分的原因，静止电荷不能在其表面上产生。

包含埃比特罗比克纤维（纤维可以导电）的织物没有静电的烦恼，所含的碳或金属使纤维可以转移积累的静电荷。因为在地毯上常存在静电问题，故在地毯上采用如孟山都Ultron尼龙。特罗比克纤维消除了电击、织物贴身和灰尘吸附。因为在特殊工作环境下静电的危险性，采用低静电纤维制成地铁在医院、计算机附近的工作区火灾易燃、易爆的液体或气体附近区域是非常重要的。

15

强度

强度是纤维抵抗应力的能力。纤维强度即为纤维断裂时所需的力，用克力/旦尼尔或者厘牛/特克斯（法定计量单位）表示。

16

热塑性

纤维耐热的能力是影响其应用性能的重要因素。通常，这也是纤维处理中需要考虑的一个重要因素，因为在很多织物形成过程中纤维需要受热，如染色、熨烫和热定型。除此之外，经常采用加热来护理和更新服装和室内家具。

某些热的影响只是在作用过程中，是暂时的和明显的。例如，在染色中，纤维的性质能在热作用期间会改变，但是冷却后，则恢复正常。但某些热的影响会是永久性的，因热作用后分子重新排列引起纤维自身降解。而热定型会改变分子排列，使织物更加稳定（很小的收缩）、更能抗皱，但没有明显的降解。然而延长在高温中放置时间可能会引起降解，例如强度降低、纤维收缩和变色。许多消费者经历过用过高温度熨烫而引起织物严重的降解甚至损坏服装。

加热时，热塑性纤维变柔软，当温度更高时就可熔化成液态。许多人造纤维具有热塑性。通过对包含热塑性纤维的织物加热形成折痕和折褶但又不熔化纤维，当温度下降后，即可制成长久的折痕和折褶。当加热（软化）时，热塑性纤维可以模压成型，当冷却时，模压的形状即可保持下来（当熨烫人造纤维制成的服装时，必须小心，以免软化或熔化。当软化或熔化时，织物会开始粘着熨斗），折痕会是永久的，除非有更高的温度消除原来热定型的效果。服装的外形也可通过这种方法而形成，热塑性织物有很好的尺寸稳定性。

17

芯吸作用

芯吸作用是指纤维从一处向另一处传递水分的能力。通常，水分沿着纤维的表面传递，但是当液体被纤维吸收的时候也可以穿过纤维。纤维的芯吸倾向常常依赖于外表面的化学和物理组成。光滑的表面会减小芯吸的作用。

某些纤维，例如棉纤维，是亲水性纤维，而且也拥有很好的芯吸作用。其他纤维，例如烯烃是疏水性纤维，但当旦尼尔数很小的时候（也就是非常细的纤维）拥有良好的芯吸作用。这种性质对于如训练服和跑步装等服装尤其重要。人体排出的汗是由芯吸作用沿着纤维表面转移到服装的外表面，并蒸发到空气中，由此带来较好的舒适性。

纤维的9大应用

一、纤维在纺织业

穿得舒服, 御寒防晒，是我们对衣服的最初要求，如今这个要求已很容易达到。

海藻碳纤维做成衣服后，穿着时能长期使人体分子摩擦产生热反应，促进身体血液循环，因此能蓄热保温，而防紫外线辐射的纤维制成衣服便可减少我们夏日撑伞的麻烦。

不过现在人们不仅要求穿得暖和，还增加了许多新要求，纤维都能一一满足：

过去的年代曾经流行过“涤盖棉”、“丙盖棉”，面料外涤里棉，是因为棉和肌肤的亲和性好，而涤纶与丙纶结实耐磨，方便洗涤。

现在的新材料有了颠覆性的转变，可以“棉盖涤”、“棉盖丙”，新型的抗菌导湿纤维，比通常的纤维直径10μｍ一100μｍ还要小，织成的面料可以使汗液透过，却不附着，这样汗液便被排到外层的棉布层，衣服贴身面便可随时保持干爽……千变万化，只为了帮我们穿着更舒适。

二、纤维在造纸业

全世界用于纺织造纸的纤维素，每年达800多万吨。纤维素是重要的造纸原料。

在造纸业主要有两种用途：浆内添加和表面施胶，浆内添加的添加量约千分之三至千分之五，添加量不大可对纸张的纵向和横向拉力提高30%至50%，对纸张的使用和书写起到了很好的作用。表面施胶特别是铜版纸上面做保水剂是其他胶黏剂所不好替代的产品，对纸张的平整度，光洁度都起到了很好的作用。

三、纤维在医药方面

甲壳素纤维做成医用纺织品，纤维织物具有抑菌除臭、消炎止痒、保湿防燥、护理肌肤等功能，因此可以制成各种止血棉、绷带和纱布，废弃后还会自然降解，不污染环境；聚丙烯酰胺类水凝胶可能控制药物释放；聚乳酸或者脱乙酰甲壳素纤维制成的外科缝合线，在伤口愈合后自动降解并吸收，病人就不用再动手术拆线了。

四、纤维在军事方面

纤维更大的作用早已不仅停留在日常穿着了，粘胶基碳纤维帮导弹穿上“防热衣”， 可以耐几万度的高温；无机陶瓷纤维耐氧化性好，且化学稳定性高，还有耐腐蚀性和电绝缘性，航空航天、军工领域都用得着；聚酰亚胺纤维可以做高温防火保护服、赛车防燃服、装甲部队的防护服和飞行服；碳纳米管可用作电磁波吸收材料，用于制作隐形材料、电磁屏蔽材料、电磁波辐射污染防护材料和“暗室”（吸波）材料。

五、纤维在环保方面

聚乳酸作为可完全生物降解性塑料，越来越受到人们重视。可将聚乳酸制成农用薄膜、纸代用品、纸张塑膜、包装薄膜、食品容器、生活垃圾袋、农药化肥缓释材料、化妆品的添加成分等。

六、纤维在塑料方面

纤维的充填能有效地提高塑料的强度和刚度。纤维增强塑料属刚性结构材料。

纤维增强塑料主要有两个组分。基体是热固性塑料或热塑性塑料，用纤维材料充填。通常基体的强度较低，而纤维填料具有较高的刚性但呈脆性。两者复合得到的增强塑料中，纤维承受很大的载荷应力，基体树脂通过与纤维界面上的剪切应力，支撑纤维传递了外载荷。

增强塑料以玻璃纤维使用占优势，其品种很多，无碱玻璃为常用普通纤维， 碱金属氧化物含量很低，具有优良的化学稳定性和电绝缘性。高强度玻璃纤维含有镁铝硅酸盐等成分，具有比玻璃纤维高10%-50%的强度。由于化学成分和生产工艺的不同，还有高模量、中碱和高碱等各种玻璃纤维。

碳纤维具有较大的刚性和优良的耐腐性，常用于增强热固性塑料。硼纤维本身是钨和硼的复合材料，具有较高的弹性模量，但纤维较粗且制造成本高。常用环氧树脂作基体。低密度的芳纶纤维国内已经躬行并使用，它用于承受拉应力的缆绳和承力构件。

表面处理是在纤维表面涂覆表面处理剂，表面处理剂包括浸润剂及一系列偶联剂和助剂。 偶联剂能在纤维与基体树脂间形成一个良好黏合界面，从而有效提高两者的黏结强度，也提高了增强塑料的防水、绝缘和耐磨等性能。

七、纤维在化工方面

用分离纯化的纤维素做原料，可以制造人造丝，赛璐玢以及硝酸酯、醋酸酯等酯类衍生物；也可制成甲基纤维素、乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素等醚类衍生物。羧甲基纤维素钠，俗称纤维素、羧甲基纤维素、cmc等多种称呼，是可再生取之不尽用之不竭的化工原料。广泛地用于纺织印染，石油钻探，造纸，陶瓷釉料，合成洗涤，日用化工，石墨制品，铅笔制造，涂料，食品、电子、建筑建材、装饰、蚊香、烟草、橡胶、农业、胶粘剂、塑料、炸药、电工及科研器材等方面。

特别是近几年来在石油钻探行业得到了开发利用，生产水平和品种也有很大的进步，这与纤维素的相关原料生产厂家，机械制造厂家的大力开发和科研分不开，较之十几年前有很大的进步，石油钻探用纤维素PAC在国际市场上也占有了一席之地。

八、纤维在生物科技

随着生物科技的发展，一些纤维的特性可以派上用场。类似肌肉的纤维可制成“人工肌肉”、“人体器官”。聚丙烯酰胺具有生物相容性，一直是人体组织良好的替代材料，聚丙烯酰胺水凝胶高吸水吸湿纤维能够有规律地收缩和溶胀，这些特性正可以模拟人体肌肉的运动。

胶原是人体中最多的蛋白质，人体心脏、眼球、血管、皮肤、软骨及骨路中都有它的存在，并为这些人体组织提供强度支撑。合成纳米纤维能在骨折处形成一种类似胶质的凝胶，引导骨骼矿质在胶原纤维周围生成一个类似于天然骨骼的结构排列，修补骨骼于无形之中。

蜘蛛丝一直是人类想要模仿制造的，天然蜘蛛丝的直径为４微米左右，而它的牵引强度相当于钢的5倍，还具有卓越的防水和伸缩功能。如果制造出一种具有天然蜘蛛丝特点的人造蜘蛛丝，将会具有广泛的用途。它不仅可以成为降落伞和汽车安全带的理想材料，而且可以用作易于被人体吸收的外科手术缝合线。

九、纤维在建筑领域

重要的建筑纤维有：纤维素醚、甲基纤维素(MC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羧甲基纤维素(CMC)、木质素纤维、纤维素纤维。

因纤维素本身具有的特性，如天然的亲水性，卓越的握裹力，巨大的纤维比表面积，及较高的韧性和强度等，加入混凝土中后，水的浸泡和外力作用下，形成大量均匀分布的细小纤维，可有效阻止混凝土塑性收缩, 干缩和温度变化而引起裂缝的发生，明显提高混凝土的力学性能。

纤维素纤维使水泥水化更完全，显著降低混凝土的空隙，使混凝土更密实，从而提高了混凝土的抗冻性，抗水渗透性，抗氯离子渗透性，赋予混凝土更好的耐久性。

（1）对混凝土的阻裂作用

纤维素纤维在混凝土中呈三维立体分布，可有效地降低微裂尖端的应力集中，可使混凝土或砂浆因干缩引起的拉应力消弱或消除，阻止微裂缝的发生和扩展。

（2）对混凝土抗渗性能的改善

纤维素纤维在混凝土中的均匀分布形成了承托体系，阻碍了表面析水和集料的沉降， 降低了混凝土的泌水性，减少了混凝土的泌水通道，使混凝土中的孔隙率大大降低，故而使混凝土的抗渗性能有明显的提高。

（3）对混凝土抗冻融性的提高

由于混凝土中的纤维素纤维的存在，可以有效地减少多次冻融循环而引起的混凝土内的抗拉应力集中，阻止了微裂缝的进一步扩展。另外，由于混凝土抗渗性的提高，也有利于改善其抗冻融性。

（4）对混凝土抗冲击性和韧性的提高

纤维素纤维有助于吸收混凝土构件受冲击时的功能，并且由于纤维的阻裂效应，在混凝土受冲击荷载作用时，纤维可以阻止内部裂缝的迅速扩展，故而可以有效的增强混凝土的抗冲击性和韧性。

（5）对混凝土耐久性的改善

纤维素纤维由于良好的阻裂效果，从而大大减少裂缝的发生和发展，内部孔隙率的降低，使得外部环境中的水分腐蚀性和化学介质，氯盐等的侵蚀、渗透减缓 ，由于裂缝的大量减少，对结构主筋锈蚀的通道减少，从而使混凝土的耐久性得到极大的改善和提高。

（6）对混凝土耐高温性的改善

在混凝土中，尤其是高强混凝土中掺加纤维素纤维，由于其含有大量均匀分布的纤维单丝呈现三维乱向分布，形成立体的网络结构，当在火焰炙烤的混凝土构件内部温度上升到165℃以上时，纤维熔化，形成内部连通的孔道以供强高压蒸气从混凝土内部逃逸，所以可有效的避免火灾环境下的爆裂，明显改善混凝土的耐久性。

防渗防裂纤维可以增强混凝土的强度和防渗性能，纤维技术与混凝土技术相结合，可研制出能改善混凝土性能，提高土建工程质量的钢纤维以及合成纤维，前者对于大坝、机场、高速公路等工程可起到防裂、抗渗、抗冲击和抗折性能，后者可以起到预防混凝土早期开裂，在混凝土材料制造初期起到表面保护。对防止涂层开裂、提高保水性、提高生产的稳定性和施工的合宜性、增加强度、增强对表面的附着力等有良好的效果。

纤维技术广泛用于沥青道路、混凝土、砂浆、石膏制品、木浆海棉等领域，高温多雨地区路面、停车场；高速公路与城市快速路、干线道路的抗滑表层；桥面铺装，特别是钢桥面铺装；高寒地区、防止温缩裂缝；公路重交通路段、重载以及超载车多的路段；城市道路的交叉口、公共汽车站、货场、港口码头。