纖維的原纖結構

纖維的原纖結構

! `3 l% I$ f& ~* O7 k2 d

根據顯微分析方法對纖維結構的觀察，可以知道從高聚物大分子排列堆砌組合到形成纖維，經歷了多級微觀結構層次，且該微觀結構表現為具有不同尺寸的原纖結構特征。一般認為纖維中包含了大分子、基原纖、微原纖、原纖、巨原纖、細胞、纖維等結構層次，其各級原纖結構特征如下。

. E; V( E" |( |9 U5 C0 i8 _

（１）基原纖（ｐｒｏｔｏｆｉｂｒｉｌ或ｅｌｅｍｅｎｔａｒｙｆｉｂｒｉｌ）：通常由幾根或十幾根直線鏈狀大分子，按照一定的空間位置排列，相對穩定地形成結晶態的大分子束。其形態可以是伸直平行排列，也可以是螺旋狀排列，取決于大分子的組成結構特征?；w的結構尺寸為１～３ｎｍ（１０～ ３０? ），是原纖結構中最基本的結構單元。

（２）微原纖（ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌ）：由若干根基原纖平行排列結合在一起的大分子束。微原纖內一方面靠相鄰基原纖之間的分子間力聯結，另一方面靠穿越兩個基原纖的大分子將兩個基原纖連接起來。在微原纖內，基原纖之間存在一些縫隙和孔洞。微原纖的橫向尺寸一般為４～８ｎｍ（４０～８０埃 ），也有大到１０ｎｍ的。

, T" F1 G, ?2 l9 Z$ x& w

（３）原纖（ｆｉｂｒｉｌ）：由若干根基原纖或微原纖基本平行排列結合在一起形成更粗大些的大分子束。原纖內，兩基原纖或微原纖靠“縛結分子”連接，這樣就造成比微原纖中更大的縫隙、孔洞，并還有非結晶區存在。在這些非晶區內，也可能存在一些其他分子的化合物。原纖中基原纖或微原纖之間也是依靠相鄰分子之間的分子結合力和穿越“縛結分子”進行聯結的。原纖的橫向尺寸為１０～３０ｎｍ（１００～ ３００埃 ）。

. ^$ c& q) S) ~# q- Z1 ]& T2 O; e# Z

（４）巨原纖（ｍａｃｒｏｆｉｂｒｉｌ）：是由原纖基本平行堆砌得到的更粗大的大分子束。在原纖之間存在著比原纖內更大的縫隙、孔洞和非晶區。原纖之間的聯結主要依靠穿越非晶區的大分子主鏈和一些其他物質。巨原纖的橫向尺寸一般為０．１～１．５μｍ。

! a- g5 V4 d7 {" r: v% S

（５）細胞是構成生物體最基本的單元，它是由細胞壁和細胞內物質組成，并且每個細胞具有明顯的細胞邊界。細胞壁是由巨原纖或微原纖堆砌而成的，且其存在著從納米到亞微米級的縫隙和孔洞。目前我們使用的具有細胞結構的纖維主要包括棉纖維、麻纖維、毛纖維。其中棉纖維、麻纖維為單細胞纖維。毛纖維為多細胞纖維，細胞之間是通過細胞間物質黏結的。

1 _9 Y1 ~$ D$ C; L% Q

并非所有纖維都具有上述每一個結構層次，大部分合成纖維僅具有從基原纖、微原纖到原纖的結構層次；凝膠紡絲纖維和液晶紡絲纖維具有原纖結構；天然纖維中也存在原纖結構，并且棉纖維、毛纖維幾乎具有所有上述結構層次。