坚硬的木头为什么能造出柔软的衣服？

柔软的衣服竟是木头造？这到底是怎么回事？ “天丝”到底是什么丝？

说起各种衣物，我们多半会想到柔软的触感，不过你有没有想过，有些柔软的衣物其实是用木头这种硬邦邦的原材料做出来的呢？为了更好地解释这个过程，就让我们先从一种目前挺热门的纺织材料“天丝”说起吧。

在选购服装时，大家经常会遇到一个听起来很高大上的词“天丝”，这是一款近几年比较流行的纺织材料，常用在夏季服装上。那么“天丝”究竟是什么丝呢？又具有哪些特别的性能特点呢？

“天丝”有个大家族

现在选购服装时，大家经常会遇到一个听起来很高大上的词“天丝”。这是一款近几年比较流行的纺织材料，柔软舒适，常被用在夏季服装上。那么“天丝”究竟是什么丝呢？

其实，“天丝”只是一这种纺织材料的中文商品名，它本来的名字叫莱赛尔纤维（Lyocell），属于纺织纤维材料中的一类——再生纤维素纤维。纺织领域常用的粘胶纤维、莫代尔纤维、竹浆纤维、铜氨纤维也属于再生纤维素纤维，算是天丝的“亲戚”。那么问题来了：

再生纤维素纤维是什么？

不过“再生纤维素纤维”这个专业词汇有点就更加拗口绕口，、让人费解了。我们可以把“再生纤维素纤维”这个专业名词拆开成“再生”、“纤维素”、“纤维”三个词，来理解这类纤维的结构与特点。

我们倒着来解释这几个个词需要倒着来，。首先，我们来看“纤维”，纤维是纺织材料的最基本单位，按照来源分类，纺织纤维通常被分为天然纤维和化学纤维（见图1）。

图1 纺织纤维分类

从这张纤维分类图上，“再生纤维素纤维”归类在“化学纤维→人造纤维”之下，说明这不是天然存在的纤维，而是人类创造出来的纤维。

我们再看“纤维素”这个词，指的是这类纤维的化学成分主要是纤维素。纤维素（cellulose）是由葡萄糖组成的大分子多糖，是植物细胞壁的主要成分，是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖，占植物界碳含量的50%以上。棉花的纤维素含量接近100%，为天然的最纯纤维素来源，木材的纤维素约占40～50%。

最后看“再生”这个词，这个词既是将该类纤维区别于天然纤维素纤维（如棉纤维），也表明了这类纤维的特殊工艺，即通过人类发明的特定加工工艺，利用天然纤维素化合物为原料（通常有木材、竹子、无法直接纺纱的棉短绒和落棉等），经化学方法加工制成高分子浓溶液，再经纺丝和后处理而制得纤维。在这个过程中，自然界天然的纤维素经过人之操作而“重生”，再次以纤维素的化学成分出现，但是物理结构已经发生了改变，成为“可纺”的纤维。而我们穿在身上的柔软 “天丝”服装，

原料就“天丝”莱赛尔纤维的原料是木材。

硬硬的木头，怎样变成软软的衣服？

还是以天丝为例，生产时，木材首先要被粉碎、制成纤维素木浆浆粕，使用一些化学试剂去除原料中的杂质、非纤维素的成分，在这个过程中还会对纤维素的聚合度进行调节。

然后，使用一定浓度的溶剂N-甲基吗啉-N-氧化物(简称NMMO)溶解对这个木浆浆粕进行溶解，得到呈现“黏糊糊”状态的溶解浆，再进行“干喷湿纺”纺丝工艺来生产莱赛尔纤维。在这个生产过程中，使用的溶剂N-甲基吗啉-N-氧化物（NMMO）水溶液无毒无害，可被回收重复使用，使得整个生产系统形成闭环回收再循环体系，没有废物排放，对环境无污染。

如前所述，纤维素是一种高分子化合物，是葡萄糖通过 β-1,4糖苷键连接起来的线性高分子，化学式为（C6H10O5）n(n为聚合度)。天然纤维素材料由很多长度不同的纤维素分子所组成，这些纤维素分子的聚合度从100到25000不等，分子量不均一且分布较宽。高分子化合物的一个特点是存在结晶现象（高分子聚合物结晶是高分子链部分排列起来的过程，在此过程中高分子链折叠起来形成有序的区域），纤维素里的结晶区和非结晶区相互交错，天然纤维素的结晶度达到70%～80%。

相比较天然纤维素，可能有些朋友会问，天然纤维本身就挺好啊，纯棉的衣服穿着多舒服啊，为什么还要这么费劲把木头什么的做成再生纤维素纤维呢？

原来相比较天然纤维素，再生纤维素纤维里的纤维素分子的聚合度有所降低，分子量分布区间更加集中；材料的结晶度和取向度（高分子聚合物取向是高分子链沿外力作用的方向进行有序排列的现象）均有所性质发生了改变，从而对纤维的吸湿性能、物理机械性能等产生影响，为这些“新生的纤维素”赋予了不同的性能。通常来说，聚合度越高，纤维的断裂强度越大；结晶度越高，分子间排列越紧密、作用力越大，纤维的拉伸强度就越好，但是纤维的吸湿性和柔软性就会下降；取向度则会影响纤维的拉伸强度和伸长。

上面这张比较表中列出了纤维的一些特征，它们共同影响着纤维的断裂强度、拉伸强度、吸湿性与柔软性等性质，这直接关系到我们的穿着感受。

通过不同的工艺可制作出符合我们不同需求的再生纤维素纤维，比天然纤维更加灵活多样，穿着也更舒适。

再生纤维素纤维，好在哪儿？

以吸湿性为例，再生纤维素纤维的吸湿性特别突出（见表3中公定回潮率指标），比天然棉纤维的吸湿性还要好。这是因为再生纤维素纤维的分子结构中含有大量亲水的羟基，可以吸附水分子；再者，再生纤维素纤维的结晶度明显低于棉纤维（见表2）。

高分子材料的结晶度越低，意味着非结晶区的含量越高，而非结晶区的大分子排列杂乱，空隙大而多，这些空隙可以很好的容纳水分子，这使得再生纤维素纤维的吸湿能力比棉纤维强。

人类根据天然纤维素的特性设计开发出再生纤维素纤维的加工工艺，经过加工的纤维素在结构上发生了改变，带来性能上的改变，从而可以纺纱织布制衣，而造福人类。

这些纤维，都是再生纤维素纤维

前文主要以天丝为例讲解了再生纤维素纤维的生产和特点，下面再分别讲讲其他的再生纤维素纤维。

在纤维发展世上，粘胶纤维是最早被人类制备得到的再生纤维素纤维，又被称为“人造丝”，也是目前产量最大、应用最广泛的再生纤维素纤维，在很多纯纺和混纺面料中都可见到粘胶纤维。粘胶纤维还会被用于生产无纺布，用于生产一次性洗脸巾、湿巾等。

由于粘胶纤维的生产过程会产生一定量的污染，粘胶纤维的生产受到管控，近几年的总产能几乎没有新增，而采用“迭代”工艺生产的绿色纤维——莱赛尔纤维的产量则增长明显，越来越多的出现在我们的生活中。

而莱赛尔（Lyocell）纤维（也就是前面说的“天丝”）具有干、湿强度大、初始模量高、尺寸稳定性好等特征，产品强度高、吸湿性能好、手感滑爽，集合成纤维和天然纤维的优越性能于一身。正如前所述，莱赛尔纤维的生产系统形成闭环回收再循环体系，没有废物排放，对环境无污染，因此莱赛尔纤维还被称为“二十一世纪的绿色纤维”。

莫代尔纤维也是一款常见的再生纤维素纤维，它吸湿性好、透气性佳、断裂强度较高、手感柔软，常见于针织内衣、睡衣等。竹浆纤维是采用竹子为原料而制成的再生纤维素纤维，具有优良的吸湿透气性能，其织物具有干爽舒适、柔软悬垂、色泽亮丽等优点。铜氨纤维的主要原料是棉短绒，由于其制备过程中使用的关键溶剂是为氢氧化铜或碱性铜盐的浓氨溶液，而被称为铜氨纤维。铜氨纤维吸湿性好、染色性佳，其织物悬垂性好、手感柔软、光泽柔和、有真丝感，常用于西装、女士套装等高档服装产品。

纤维素是地球上最丰富的天然高分子，自然界每年通过光和作用可合成约1000亿吨天然纤维素。相关研究表明，地球上平均每年在化学工业中消耗掉的纤维素原料，自然界只需要1个小时就可以重生。所以充分利用量大面广的天然纤维原料，将有效替代不可再生的石油资源。再者，天然纤维素纤维制品在被弃用后，在一定条件下可以生物降解，对环境友好。所以，购买和使用再生纤维素纤维的服装和纺织品也是一种促进可持续发展的绿色消费行为。。

参考文献：

【1】罗秋霞,张旭桃,马乐凡,等. Lyocell纤维用溶解浆主要性能及其质量控制技术 [J]. 中国造纸学报, 2024, 39 (01): 47

【2】刘沙,刘超,马万强,等. 纯纺再生纤维素纤维纱线特点和浆纱工艺 [J]. 纺织器材, 2024, 51 (02): 55-59.

【3】张帅. 新型溶剂制备再生纤维素纤维及其结构性能研究[D]. 东华大学, 2010.

【4】刘晓妹,李红霞. 铜氨纤维及其应用 [J]. 毛纺科技, 2015, 43 (03): 59-62. DOI:10.19333/j.mfkj.2015.03.016.

作者：宋立丹中国纺织建设规划院 高级工程师

审核：张杰中国纺织建设规划院 总工程师

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