被装品应用材料

材料是被装品最基本的组成部分，或被装品的原料。材料是被装品功效的决定因素。通俗地讲，即有什么性能的材料就有什么性能的被装品。优良性能的材料，可以减轻被装品的重量，提高被装品的防护性能，从而为军人在战场上提供全面、均衡、多样的防护，使军人在战场上的行动能力、生存能力、作战能力增强，材料是被装品革新换代的基础。

被装品应用材料十分广泛。就纤维而言：有穿着舒适的天然纤维，如人类最早使用的麻纤维，高雅华丽的蚕丝纤维，高档珍贵的毛纤维，以及与人类文明共同发展的棉纤维等；有迅速崛起的化学纤维，如挺括保型好的涤纶，形同羊毛的腈纶，人称大力士的锦纶，可替代棉花用途的维纶，轻盈快干的丙纶，以及形态各异的异形截面纤维、取长补短的多组分复合纤维、神奇超细的纳米纤维，等等；还有性能特殊的功能性纤维，例如诺梅克斯阻燃纤维，具有变色性能的热敏或光敏纤维，快速传递信息的光导纤维，具有山野情调的负离子纤维，冷暖皆宜的调温纤维，可促使微循环的远红外纤维，等等。

此外，还有神通广大的高性能纤维，如子弹打不透、烈火烧不着的开夫拉纤维，一发千钧的高强高模超高分子聚乙烯纤维，各项性能超过开夫拉纤维的生物钢仿蜘蛛丝纤维，耐酸耐火的陶瓷纤维等等；以及回归自然的环保纤维，如不污染环境的可降解纤维，色彩优雅柔和的彩色棉花和彩色羊毛，具有羊绒般柔软手感、蚕丝般柔和光泽、棉纤维的吸湿导湿性能、羊毛保暖性等优良性能，有“人造羊绒”之称的大豆纤维。除了上述纤维材料外，被装品材料还包含人类最早使用的天然皮革，后来发明的人造革或合成革材料，以及天然橡胶、合成橡胶和塑料，等等。

了解被装品应用材料，既是我们进一步了解被装品性能的基础，也是我们正确使用被装品和科学储存、保管保养被装品的基础，掌握被装品材料方面的一些知识，不仅对于提高被装品使用价值具有十分重要的意义，对于我们做好被装工作也具有一定的实际意义。

下面主要介绍被装品常用纺织材料和特殊防护新型材料。

一、被装品应用天然纤维

天然纤维，即指自然界原有的，或从人工栽培的植物和饲养的动物上获得的纤维。

根据生物属性可分为植物纤维和动物纤维。植物纤维的主要组成成分是纤维素，又称天然纤维素纤维，主要品种有棉和麻；动物纤维的主要组成成分是蛋白质，又称天然蛋白质纤维，主要品种有羊毛和蚕丝。

（一）棉纤维

人类利用棉纤维已有悠久的历史，据历史考证，公元前7000年就已采用棉纤维作为纺织原料。在化学纤维迅速发展的当今时代，棉纤维仍是目前世界上最主要的纺织原料，大约占世界纺织原料的50%左右。

棉纤维在武装警察部队被装品的应用上十分广泛。主要用棉或棉与化学纤维混纺成平布、府绸和帆布，如纯棉制品有士兵内衣裤、棉衣裤、棉鞋、床单、被套、枕套、毛巾、白色工作服等，棉与化学纤维混纺制品有作训服、士兵夏冬常服、士兵和尉官大衣等。

棉纤维的性能十分优异。

一是由于棉纤维主要成分纤维素分子结构中含有大量的亲水集团，纤维具有较强的吸湿能力（回潮率为最高可达24%～27%），同时其散湿速度也较好，且穿着棉被装品比较舒适。

二是棉纤维为多孔中空结构，能滞留一定的静止空气，保温性能较好，所以也是一种较好的防寒保暖材料。

三是棉纤维的耐热性能较好。110℃时只引起水分蒸发，因而可以经受热水烫洗、较高温度熨烫和日晒。

四是棉纤维及其织物经碱液处理能获得吸湿性、染色性、质地与手感更为优良和如丝一般光泽的产品，工业上通常称为这一工艺处理为丝光，这是只有棉纤维才具有的特性。

棉被装品也存在一些缺点：

一是使用中容易产生皱纹，不挺括保型，作为外衣不很美观。这是因为棉纤维弹性不好，产生形变后不能很好很快地恢复。

二是储存中对保管条件要求较高，其主要成分纤维素是真菌生长的营养物质，在潮湿温和的条件下，棉纤维容易生霉和生虫，储存太久会脆化。

（二）麻纤维

麻纤维是人类最早使用的纤维，据考证，埃及利用亚麻纤维已有8000多年的历史，我国是在新石器时代开始用苎麻纤维。

麻纤维的品种较多，有闻名世界的中国草——苎麻，也有着被誉为“西方丝绸、第二皮肤”的亚麻，以及具有保健功能的罗布麻，可防紫外线辐射的大麻纤维，等等。纺织用麻纤维主要是苎麻和亚麻两种纤维，被装品材料主要采用亚麻，如海军舰艇人员用亚麻背心、亚麻裤衩等。

麻纤维具有许多优良的性能，最突出的优点是吸湿性散湿性好，以及挺括不贴身，能很快将人体分泌的汗液传递出去而带走热量，作为夏季服装和凉席、坐垫等日用品，具有挺而凉爽和卫生的特点。

缺点是同棉纤维一样，储存过程中要注意防霉和防虫，因为其纤维素，以及所含果胶、蜡质、半纤维素、木质素等成分均能被真菌、害虫所分泌的纤维素酶分解。

（三）羊毛

羊毛是人类利用较早的一种天然纤维，其使用历史可以追溯到公元前3000—前4000年的新石器时代。羊毛是一种高档纺织纤维，在目前纺织工业占有很重要的地位，在被装品的材料应用中十分广泛，如应用材料有纯毛及毛涤凡立丁、马裤呢、哔叽、礼服呢、海军呢、大衣呢等。

羊毛有着特殊的纤维结构。显微镜下观察，羊毛纤维纵向呈曲形，沿长度方向有自然的周期性的卷曲；截面呈圆形或接近圆形，有包覆在毛干外部的鳞片层，组成羊毛实体的皮质层，毛干中心的髓质层（较粗羊毛有，细羊毛无毛髓）。

羊毛有着特殊的化学组成，主要成分为角蛋白质。其大分子不仅具有肽键、酯键、氢键，还含有双硫键等。

羊毛纤维的弹性特别好。在伸长2%时回弹率可达99%，伸长达20%时回弹率仍可达63%。如果将羊毛织物从中间提起，能很迅速自然地垂下，即悬垂性特别好。因为羊毛有这两方面的特性，毛料服装在穿着时不容易折皱，能保持长期挺括美观。

羊毛能够吸收很多的水分而且手感还不觉潮湿。如在高湿条件下，回潮率可达40%。羊毛吸湿性强，主要因为角蛋白质分子含有羟基、羧基、氨基、酰胺基等亲水性基团和羊毛疏松的纤维结构。羊毛吸湿后的散湿速度较慢，洗涤后的羊毛被装品如果储存，一定要充分晾干，否则在储存时会引起霉蛀。

羊毛具有缩绒性。羊毛在湿热和外力作用下，纤维集合体逐渐收缩紧密，相互穿插纠缠，交织毡化的现象称为缩绒。产生缩绒这种特性，一是与其具有鳞片结构有关，因为鳞片顺、逆摩擦系数有明显差异，可以相互间穿插；二是羊毛的天然卷曲和较好的拉伸及回弹性，能使纤维相互牵扯；三是羊毛的角蛋白质在湿热条件下不稳定，可导致水解，使其相互黏结和收缩。羊毛的缩绒性可造成毛被装品的尺寸收缩、表面起毛起球、强度降低和起皱等不良现象，所以不能用热水洗涤，最好采用干洗。当然，工业上也利用羊毛的缩绒性织造手感丰满、厚度紧度增加、外观毛茸优美、保暖性好的粗纺呢绒织物、毛毡、毛毯等。

羊毛有一定的热塑性，以及缩绒性和可水解性。羊毛服装最好干洗，不能用热沸水熨洗，洗涤后最好熨烫。

（四）蚕丝被装品

我国是蚕丝的发源地，蚕丝的主要品种是桑蚕丝和柞蚕丝。蚕丝是纺织纤维中的高档品种，有“纤维皇后”之称。

蚕丝的服装性能优良。

一是具有冬暖夏凉特点。这主要与其有特殊的结构有关。我们知道，蚕丝是由蚕体内一对绢丝腺的分泌液凝固而成。显微镜下观察，其截面是呈不规则的椭圆形或三角形。这种异形截面能赋予蚕丝很好的被覆性、透气性、蓬松性、保暖性等。此外是蚕丝蛋白质能使其有优良的吸湿与散湿性。

二是具有其他纤维无法比拟的幽雅光泽和触感。这主要决定于蚕丝的三角形截面及层状结构。

蚕丝的缺点也不少，具体是：

一是蚕丝的丝胶在热沸水中可被溶解，蚕丝吸水后膨胀，强度和弹性均下降。不耐热沸水的作用，洗涤温度宜在40℃以下。

二是蚕丝在日光下连续照射200小时，强度下降50%。其耐日光的性能在天然纤维中是最差的。洗涤后宜阴干，不宜曝晒。

三是蚕丝制品储存过程中要注意防潮、防霉、防虫。

二、被装品应用合成纤维

在许多人看来，春蚕和蜘蛛能吐丝，因为这些小动物的体内含有许多丝，事实上并非如此，而是它们体内的黏绸液体吐出后被空气凝固成连绵不断的长丝。科学家们受这一自然现象启发，根据仿生学的原理，在19世纪初开始了用木材、芦苇、植物秸秆这些天然高分子物质生产纤维的研究。经过近一个世纪的艰苦奋斗，于1891年研制成最早的化学纤维，即粘胶纤维。

粘胶纤维的性能与用途基本上同棉，但因为分子量较低，结晶度和取向度较低，其性能不很稳定，如干湿强度变化大、尺寸变化大、手感变化大，再就是需要耗用大量木材、芦苇，资源受限制，容易破坏生态环境。

为满足社会发展对纤维的需要，科学家们开始了以石油、煤、天然气及农副产品为原料，从中提取低分子有机化合物，加工成纤维的研究，即合成纤维研究。

什么是合成纤维？它是指以石油、天然气、煤及农副产品为原料，从中提取低分子有机化合物，经一系列的化学反应，制成高分子化合物，经纺丝和后加工制得的纤维。

合成纤维问世于20世纪30年代，经过多年的发展，今天，人们已研制出上100个品种，根据性能和用途分为普通合成纤维和特种合成纤维。这里主要给读者介绍合成纤维的六大纶，即涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶等。

（一）合成纤维的六大纶简介

1.涤纶

涤纶学名是聚对苯二甲酸乙二酯纤维，简称聚酯纤维，俗称“的确良”。涤纶是1946年由美国杜邦公司首先推出，产量居目前六大纶之首。涤纶的各项性能都非常优良，尤以挺括保型性、免烫性最优。

涤纶在被装品中应用广泛，绝大多数被装品都含有较大比例的涤纶纤维。如我军或武警部队士兵夏常服、冬常服、作训服等均含65%的涤纶纤维。

2.锦纶

锦纶是我国的商品名称，也是脂肪族聚酰胺纤维的统称，这就是说锦纶的品种较多，如有锦纶6、锦纶66、锦纶1010等，通常也称为“尼龙”。锦纶是人类历史上发明较早的合成纤维，1938年由美国杜邦公司发明。锦纶很少单独使用，被装品主要使用锦纶6纤维作为携行具、防护雨布、袜子、降落伞等的材料。

锦纶的突出性能是强度及耐磨性，居常用纤维之首，具有“耐磨冠军”之称，据试验，耐磨性是羊毛的20倍，棉花的10倍。含锦纶纤维的被装品坚牢耐用，特别耐磨。

3.腈纶

腈纶专指由聚丙烯腈或丙烯腈占85%以上的共聚物制得的纤维。学名聚丙烯腈纤维。腈纶外观色白、卷曲、蓬松、手感柔软、酷似羊毛，其性能和用途与羊毛接近，俗有“合成羊毛”之称。腈纶于1941年和1942年分别由美国杜邦公司和德国拜耳公司发明，于1953年和1954年分别以“奥纶”和“德拉纶”实现商品化。

腈纶纤维在被装品中主要用作保暖材料，如作为防寒大衣、棉衣裤、被褥的絮层，针织绒衣裤，以及炮衣、帐篷等户外用品。

腈纶的突出特性是耐日光性最好，如将其与其他纤维一起曝晒在日光和大气下作用一年，强度仅损失20%，而其他纤维几乎完全丧失。因而，腈纶最适合制作幕帐或篷帐。

4.维纶

维纶学名是聚乙烯醇缩甲醛纤维。维纶最早生产是以石灰石为原料，后以乙炔、乙烯为原料生产。

维纶是1939年由德国发明，目前主要生产国是中国、日本、朝鲜。维纶因其性质与用途酷似棉纤维，人们常称为“合成棉花”。

维纶主要与棉花混纺，织成平布和帆布，作为被装品中装具、睡具和防寒服装的材料。它还常用来做成内衣、被里、床单、工作服，既舒适耐用又经济。

维纶突出性能是吸湿性在合成纤维六纶中最好，这是由于其分子结构中还含有部分未被缩合的亲水性基团——羟基。

5.丙纶

丙纶学名是聚丙烯纤维。外国称为“梅拉克纶”。丙纶是1957年由意大利开始实现工业化生产。

丙纶同涤纶、锦纶一样，可以纺成短纤维和长丝。其用途既可以作为衣用，也可以作为装饰之用，还可以作为建筑和包装之用。丙纶在被装品中主要作为蚊帐、体能训练服等。丙纶比重只有0.91，是常用纺织纤维中最轻的一种。

6.氯纶

氯纶学名是聚氯乙烯纤维。氯纶可以说是最早发明成的合成纤维，1931年由德国发明，1946年开始商品化。氯纶的优点较多，如耐化学腐蚀性强，保暖性比羊毛还高，与其他合成纤维相比，难燃和易生静电是其最为突出的特性。

（二）合成纤维六纶的性能

1.机械性能

一是强度高，基本上是棉的2倍，羊毛的4倍。

二是伸缩性强，一般都在25%以上，远优于棉和麻。

三是耐磨，一般都优于棉和羊毛10倍，特别是锦纶，耐磨是棉的10倍、羊毛的20倍。

四是弹性好，如伸长3%的弹性恢复率大多在95%以上，明显优于棉和麻，除维纶、氯纶外，比羊毛也要优良。

我们知道，强度、伸长、弹性、耐磨性等均是直接影响纤维及其制品使用牢度、手感、挺括保型性的重要指标。因此，合成纤维比天然纤维更耐用、更滑爽、更挺括。相对来讲，锦纶最结实耐磨，涤纶最挺括保型，丙纶、维纶耐用程度也很好，较差的是腈纶和氯纶。

所以，现在的被装品基本上是合成纤维与天然纤维混纺的，目的就是通过加入合成纤维提高制品的耐用性、挺括保型性及免烫性，同时也可克服纯合成纤维制品的不吸湿性或吸湿性较差的缺点。

2.物理性能

其物理性能主要表现为以下4个方面。

（1）吸湿性差

丙纶、氯纶几乎不吸湿，涤纶吸湿也很差，锦纶、维纶稍好。

合成纤维吸湿性差，主要与其大分子不含亲水性基团或亲水性基团较少有关，以及与它们的结构紧密不具有多孔性有关。合成纤维由于不能很快吸收人体排出的汗液水气和通过纤维的毛细管作用将汗液水气散失，夏季穿用纯合成纤维的服装使人感到十分闷热。为此，纺织工业上通常是采用合成纤维与天然纤维混纺，以改善其服装性能。除此，就是对合成纤维改性，即从大分子结构上使其含有一定数量的亲水基团或对纤维进行表面处理，使其具有一定的吸湿能力。

（2）不耐湿热

在湿热条件下，特别是在热沸水作用的条件下，合成纤维及其制品的性能要发生明显的变化。如强度下降、尺寸收缩、制品皱折或变形等。维纶和氯纶的这些特点尤为突出。

合成纤维不耐湿热，主要与合成纤维在热的作用下，发生玻璃态、高弹态、粘流态的变化有着直接的关系，即发生软化直至熔融的变化。而天然纤维的熔点比分解点还要高，受到热的作用，将不经过熔融而直接分解或炭化。另外一个原因是，合成纤维生产过程中，为了获得优良的物理机械性能，一般都进行过几倍或几十倍的拉伸，内部残留着的应力，由于受到正玻璃态的约束，使纤维未能收缩。当纤维受热达到程度时，如达到玻璃化温度或以上时，纤维中的约束力减弱，从而产生收缩。

由于合成纤维不耐湿热，因此其制品不宜用热水洗涤，特别是维纶和氯纶还不能进行熨烫。

（3）易产生静电

我们在穿脱纤维衣服时，常常能听到两织物撕裂产生的“啪啪”声，或在黑暗的夜晚能见到闪闪发光的“火花”，或有电击的麻木感和刺痛感，这些都是静电现象。然而，穿着天然纤维制品时没有这种现象。六大纶中，氯纶最易产生静电，其次是腈纶。

纤维产生静电有利也有弊。

弊主要表现在这么几个方面：如吸附空气中灰尘，造成衣服和皮肤污染，引起皮肤炎症；如身体活动时使衣服向上窜，缠缚身体妨碍活动；再就是在特别条件下还会引起火灾，造成人员伤亡和财产损失。利主要体现为：据国内外一些医疗科研机构研究，穿带负电荷的服装对风湿病有一定的医疗效果，但穿带正电荷的服装对高血压和冠心病人有害。

那么，生活和工作中我们怎样克服静电所带来的不利影响呢？衣服产生静电，是两种带不同电荷的材料，相互间密切接触和摩擦，造成电荷在材料表面聚集，使两材料间的电位差增大的结果。根据科学分析，对纤维来讲，如果纤维的吸湿性越差，或气候条件越干燥，当两纤维材料的静电电位序列相距越远，两材料表面的摩擦力越大，静电则越易产生，并且静电产生也越大。生活或工作中，如果我们认真考虑这些因素，则可以避免或减少静电对人体的不利影响。也就是说，只要我们科学地着装，如尽可能减少两材料间的摩擦，尽可能使两材料间的静电电位序位相距不要太远，则静电的影响是可以避免的（见表6-1）。

表6-1 常用纺织纤维的静电电位序列

这里有几种服装组合，请大家分析一下哪一种组合容易产生静电（见表6-2）。

表6-2 服装组合与静电

根据摩擦力大、电位序列相距远，最易产生静电和产生静电大的一般规律，C组合最易产生静电或产生静电最大。

（4）比重比较小

合成纤维六纶的比重见表6-3。

表6-3 合成纤维六纶比重

纤维比重小对减轻部队单兵负荷量具有重要的意义。如部队自1971年应用合成纤维以来，已使寒区冬服重量从11.4 kg降至7.8 kg，减轻30%。

3.化学性能

耐酸碱性因各纤维的化学组成不一样。涤纶、腈纶是耐酸不耐碱；锦纶、维纶是耐碱不耐酸；丙纶、氯纶既耐酸也耐碱。

4.耐霉蛀性

合成纤维及其制品对真菌和害虫的抵抗能力较强。如将锦纶或维纶埋在地里两个月，强度基本上不变化。较天然纤维的制品好存放保管。

原因有两个方面：一是不具有营养物质；二是不具有良好吸湿性。

合成纤维及其制品在存放保管时也须注意：不得放置精萘等防蛀剂，以免使制品强度下降。合成纤维虽然具有许多优良的性能，但因为服用卫生性、舒适性等方面较天然纤维还有些差距，再加上一些特殊用途需要有更优异的性能，为此，一些国家开展了新型纤维及其材料的研究。

三、被装品应用新型纤维材料

（一）异形纤维

科学家们分析，天然纤维之所以具有良好的保暖性、吸湿透气性、柔和的光泽，除了天然纤维组成成分及多孔结构之外，一个很重要的原因就是其截面多为不规则形，如棉花为中腔腰圆形，麻类多为腰圆、扁圆或多角形，羊毛有鳞片，蚕丝为三角形等，因为这种不规则的外形，对光的反射，以及所形成的空气界面层、所具有的表面积等，均能产生不同效果。而传统的合成纤维基本上为圆形截面，为此开始了仿天然纤维外观的化学纤维研究，即异形纤维研究。

1.异形纤维概念与种类

异形截面纤维，是指截面不是圆形的纤维，现在习惯上把用特殊形状喷丝孔纺丝制成的不同截面或空心的纤维统称为异形截面纤维，简称异形纤维，如图2-1所示。

图2-1 喷丝孔形状及异形纤维截面形状

2.异形纤维的性能

与圆形截面合成纤维比较，异形合成纤维具有以下特性。

（1）光泽和耐脏污性好

三角形截面的纤维具有蚕丝般的幽雅光泽，四角形、五角形截面纤维次之，六角形或八角形更差，截面边数越多，越接近圆形截面纤维的光泽。因为三角形如同棱镜片一样，可将入射光分解成多色光，再由纤维表面反射形成特殊光泽，因而光泽较柔和。

同时，因为异形纤维对光线的反射能力强，透射能力差，纤维上的污垢不易看到，显得较干净。试验证明三叶消光纤维的抗脏污能力最强。

（2）蓬松性与透气性好

因为异形纤维集合体较圆形纤维的孔隙较大。异形纤维普遍具有较好的蓬松性和透气性，其织品手感厚实，有暖和感，有弹性感。

（3）抗起球性和耐磨性好

圆形合成纤维由于表面光滑，纤维间抱合力差，受摩擦容易起毛起球。对异形纤维来讲，抱合力增强，摩擦后不易起毛起球，同时因为织物表面蓬松，摩擦时接触面积减小，耐磨性也随之提高。

（4）被覆性和吸散湿性增强

异形纤维的直径和表面积比圆形截面纤维增大，不仅被覆性比圆形纤维强，而且改善了纤维的吸散湿性。

（5）机械性能下降

主要表现在异形纤维的强度和伸长性能略有下降，另比重也有所降低。

异形纤维对于改进被装品的服装性能具有十分重要的意义。如99式夏服上衣，也就是长短袖制式衬衣，就是用的异形截面涤纶长丝，加上包缠变形纱技术和原液染色、抗静电技术等，服用的舒适性远优于原制式衬衣。

普通合成纤维织物及其制品的卷曲为机械方法获得，不像天然纤维是在生长过程中自然形成，纤维间抱合力强不容易起毛起球，另外就是有的纤维综合服用性能较差，比如涤纶挺括保型性好，但吸湿性差，锦纶耐磨但不挺括保型。能不能将不同合成纤维的聚合液通过同一喷丝孔挤出，纺出两种纤维或多种纤维性能兼而有之的纤维，这就是后来发明的复合纤维。

（二）复合纤维

1.概念及种类

纤维截面上存在两种或两种以上不相混合的聚合物，这一类纤维称复合纤维。复合纤维由于聚合物不同及加工方式不同，目前已研制成上100种之多，若按纺丝后的形态分，通常可分为共纺型、并列型、皮芯型、裂片型、海岛型等几种类型。

2.复合纤维的性能

不同类型的复合纤维有不同的性能。

（1）共纺型复合纤维

它是将不同的两组分高聚物送入同一套喷丝组件，但各组分仍通过单独的喷丝孔挤出成型。在这类丝束中虽是双组分，但每根单丝仍是单一组分。这种复合纤维最大的特点是，能充分利用两组分染色、收缩、吸湿等性能的差异，使纤维在纺织加工成的织物具有双重个性。如采用普通涤纶和阳离子可染涤纶生产共纺丝，其织物经过同一染浴染色，由于是两组分，会产生不同的染色效果，使织物颜色更加丰富，另外加热后的收缩率不同，这样便使织物更加蓬松、手感更好。

（2）并列型复合纤维

它是将性质不同的两组分高聚物分别送至纺丝组件，在到达喷丝孔时汇合，通过同一孔挤出成型。两组分的比例可对称，也可不对称。因为两组分的收缩有差异，纺出纤维的最大特点是可形成不易变形的三维立体卷曲，即纤维更加蓬松、手感更好。

（3）皮芯型复合纤维

它类似于电话线结构的纤维，是以一种或多种高聚物组分为芯，另一高聚物搂皮的溶液或熔液在喷丝孔前汇合，挤出后成为一体的纤维。

皮芯型纤维，按用途及结构形状不同，又分为同心型和偏心型纤维。皮芯型复合纤维兼有两种纤维的优点。如以锦纶为皮、涤纶为芯的复合纤维，既有锦纶的染色性和耐磨性，又有涤纶的挺括保型、弹性好的优点。另外，因皮芯的收缩率不同，即纤维经拉伸和热处理后也可产生永久性的螺旋状卷曲，有较好的弹性、蓬松性和抱和性。此外，如在皮层或芯层加入阻燃物质、香料、功能性陶瓷粉、碳粉等，还可制成阻燃纤维、香味纤维、远红外纤维、防紫外线纤维、导电纤维，等等。

（4）裂片型复合纤维

裂片型复合纤维与前面所讲的并列型和皮芯型纤维不同的，其单丝中虽含有两种不同组分，但在后加工中用物理或化学的方法将单丝剥裂为多根更细的异形纤维。

裂片型纤维，因为具有超细的特点，可以织成高密度织物，不经涂层处理，就可达到防水透气的效果。用这种织物制作服装，穿着舒适，无气闷感。此外就是可以制成桃皮绒织物，即高官织物经砂洗，表面形成一层特别致密的小绒毛，就像桃子表皮的外观和手感，具有不吸湿、透气、拒水、细腻、温暖等特点。

（5）海岛型复合纤维

它形似电缆。两组高聚物通过同一纺丝组件，由同一喷丝孔挤出，成型后的“海”的成分均匀地将“岛”的组分包围。这种纤维的特点有以下两点。

如果用溶剂将“海”的成分溶解，则可形成集束状超细纤维，即纺成高密度织物。

如果用溶剂将“岛”的成分溶解，则可形成像莲藕状的多孔中空纤维，即一种十分保暖的材料。

四、新型功能纤维及其织物

功能性纤维及其织物通常是指在纤维及织物除具有柔软、保暖等特性外，还有一些常规纤维及织物没有或不足的性能。如具有较高的防水、防火、防油、防污、防蛀、抗紫外线、抗红外线、抗静电、抗腐蚀、高吸湿性、高强度、高保暖性等性能。

功能性纤维及织物有的天生具备，有的是后天给予，是目前发展较快的一大类产品。现在世界上市场销售的功能纤维及织物有400多种，开发功能性纤维及织物是纺织工业今后开发的重点。

功能性纤维及织物可按多种分类方法进行分类。按其功能属性分类如图2-2所示。

图2-2 功能纤维及织物的功能属性分类

（一）阻燃纤维及其织物

1.阻燃纤维

标准状态下，空气中的氧含量约为21%。若纤维的LOI（极限氧指数）值大于26%，就可认为是阻燃纤维。现代技术制造阻燃纤维有多种方法。一种方法是通过提高成纤高聚物的热稳定性实现阻燃，另一种方法是通过对成纤高聚物纺丝原液进行阻燃改性。高技术阻燃纤维有许多种。

芳纶1313，学名聚间苯二甲酰间苯二胺纤维，也称诺曼克斯（Nomex），这是由美国杜邦公司研究成功并首先投放市场的一种新型阻燃纤维。芳纶1313具有良好的耐热性、耐腐蚀性和阻燃性。在260℃下连续使用100小时强度仅下降35%，在300℃下使用一周强度下降50%，不会熔融，371℃时开始分解，400℃左右开始碳化，极限氧指数为26.5%～30%。美军20世纪80年代就开始用这种纤维生产作训服、坦克乘员工作服和飞行乘员服。据报道，由这种纤维生产的阻燃服可承受500℃的高温。日本自卫队用65%的康耐克斯芳纶（诺梅克斯纤维的一种）和35%的阻燃棉混纺布制成的迷彩作训服，在888℃的高温下，能保证士兵在12秒内免受伤害。

芳纶1414，学名聚对苯二甲酰对苯二胺纤维，也称开夫拉纤维（Kvelar）。芳纶1414最突出的特点是强度高、模量大、耐高温、难燃烧。强度可达25g／den，是锦纶的9～10倍，涤纶的3～4倍；在150℃下的收缩率为零，熔点高达570℃，极限氧指数为26%。芳纶1414主要应用于防护头盔、避弹衣等单兵防护装具的生产，近年也广泛应用于阻燃军服或民用消防服装的生产。

聚苯并咪唑纤维（PBI纤维）是带有再熟化咪唑基团作为聚合物链主要组成部分的长链芳族聚合物。这种纤维呈金黄色，耐绝大多数酸、碱和溶剂，热稳定性很好，经受火焰后仍能保持纤维无损，其产品使用寿命据称能和Nomex产品相匹配。这种纤维广泛应用于军工、航天和职业消防方面。

聚对苯并二恶唑纤维（PBO纤维）是液晶纤维中一种。它具有极好的热稳定性，具备高强度、高弹性、高模量，其LOI值为68%，不可燃，具有高焦化性，几乎无烟，被称之为新世纪的产业用高功能纤维。

2.阻燃整理织物

指经阻燃剂处理的织物。根据采用阻燃剂的不同，有非永久性阻燃整理织物、半永久性阻燃整理织物和永久性阻燃整理织物之分。

非永久性阻燃整理织物一般不耐水洗。通常是采用如硼酸铵、硼砂、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵、硅酸钠、钼酸铵、铝酸钠等无机盐单用或混合整理而得，作为紧急情况时阻燃效果较好。

半永久性阻燃整理织物一般可耐1～15次温水洗涤。采用尿素-磷酸、磷酸氯-氨、PCI3-吡啶、双氰双胺-THPC（四羟甲基氯化磷）等整理剂整理获得。

永久性阻燃整理织物的耐水洗次数＞50次。通常采用THPC、PyrovatexCP（瑞士汽巴-嘉基）、弗路耳76（美国Stauff Chem.Co）等阻燃剂整理获得。

目前国际市场上阻燃整理织物主要有阻燃棉、FlamexⅡ【阻燃棉／涤（70／30）混纺织物】、Visil阻燃粘纤等。国内这类产品也有许多，先后研究出阻燃锦纶、阻燃涤纶、阻燃丙纶、阻燃粘胶等织物。

阻燃纤维和阻燃整理织物是一类技术密集型的高科技新型材料，这一领域的技术难点还有待攻克。例如，阻燃纤维虽有良好的阻燃效果和使用强度，但一般都比较难着色、手感较差、可纺性不好。对阻燃整理纤维与织物来讲，经阻燃整理后虽能获较好的阻燃效果，但耐久性不好，其强度也有一定的降低。此外，虽然阻燃性是防护功能中最本质的要求，但仅此尚不能满足阻燃服装的全面要求，还必须穿着舒适轻盈，易于维护和保持美观。为获得阻燃效果和穿着效果更加理想的阻燃织物，各国都在寻求新的技术方法和开发新的产品。

（二）防弹纤维及织物

防弹材料从简单的钢材到合金钢，从金属材料到玻璃钢，从普通化纤到开夫拉，从单一材料到复合材料，经历了一个漫长的历史发展过程。应用最广的防弹材料，除了新型金属材料和新型防弹陶瓷等硬体防弹材料外，还有芳香族聚酰胺纤维（开夫拉纤维）、超高分子聚乙烯纤维等软体防弹材料。

1.芳香族聚酰胺纤维

即开夫拉纤维材料。这种材料具有高强度、高模量、耐高温的特点，由这种材料采用特殊编织方法和层压技术制作的多层织物，不仅抗冲击性能好，而且具有特别优越的柔韧性，当弹片袭来时，能将弹片的冲击力分散，最终将弹片弹开或嵌住。芳香族聚酰胺纤维是多数国家的防弹头盔和防弹衣首选防弹材料。

开夫拉纤维的品种很多，如有普通开夫拉纤维、高强度开夫拉Ht纤维、高强和高伸长率开夫拉KM2纤维，以及开夫拉129等系列产品。据悉，由开夫拉129这种纤维防弹片制成的防弹背心，与现行型号相比，重量减轻12%，厚度减少12%，穿着柔软舒适，质轻紧凑，在炎热条件下穿着也较凉爽。

2.高强高模聚乙烯纤维

芳香族聚酰胺（开夫拉）纤维虽比金属防弹材料在减轻重量、提高防护性能等方面取得很大的进步，但由于生产工艺复杂、生产成本昂贵、原料比较难得等原因，其应用受到一定影响。超高分子聚乙烯纤维是近年来美国、日本、荷兰等国研究开发出的一种新型防弹材料。超高分子高强高模聚乙烯纤维不仅可以在减轻重量和降低成本上取得突破，在防护性能方面也能取得很理想的效果，防弹性能高出开夫拉纤维1.5～2.0倍，用这种纤维制成防弹衣、头盔，子弹打不进，刺刀穿不透。美国、日本及欧洲各国对其开发十分重视，1993年底已形成年生产能力3000吨的生产规模，我国是继荷兰、美国、日本之后，世界上第四个拥有此项技术的国家。专家们分析，它将是替代开夫拉纤维的重要材料之一。

3.仿生防弹材料

据报道，在美国南部有一种称为“黑寡妇”的蜘蛛，它吐出的丝比现在所知道的任何蜘蛛丝的强度都高，特别是这种蜘蛛可吐出两种不同类型的丝：一种丝在拉断之前可以延伸27%，强度比其他蜘蛛丝高出两倍；另一种丝在拉断时只有很小延伸，但断裂强度比制造防弹背心的“凯夫拉”纤维高许多。用这种蜘蛛与奶牛“联姻”，将其蜘蛛的蛋白基因注入奶牛的胎盘内进行特殊培育，使牛奶中含有“黑寡妇”蜘蛛的蛋白纤维，并用其牛奶加工成纤维。据报道，这种特殊的牛奶丝已在一些国家得到提炼和生产，并已销售牛奶丝织品。这种新型牛奶纤维不仅保持了牛奶丝原本的柔韧特性，而且物理强度比钢铁的强度要大10倍以上，即被称为牛奶钢，这是目前世界上最引人注目的生物钢之一。牛奶钢能进行生物降解，不会对环境产生污染，可以用于医学方面的手术线或人造腹肌，能用于制造防弹背心或坦克、飞机的装甲，以及作为军事建筑物的理想“防弹衣”。

（三）防风防水透气织物

在过去几十年中，涂有聚氟乙烯、氯丁橡胶、聚氨酯等的涂层织物作为在恶劣气候条件下穿着的服装方面已得到普遍应用。尽管涂层织物制作的服装具有优越的防雨防风性，但在其内表面会积有冷凝水而有不舒服的感觉，实质上多数这类织物还不能透传人体出汗时不断散发的湿气，即没有透湿性。在部队行军、训练、作战等激烈运动中，穿着这类防水服装，由于大量汗液无法以蒸汽形式排出，在服装内部形成冷凝水，使人体感到粘湿、发闷等不舒适感，在恶劣天气条件下，甚至会结冰而造成冻伤。

所谓防风防水透气织物，是指水滴不能从外渗入织物，而人体散发的汗气等能通过织物扩散或传递到外界，而不致在衣服和皮肤间积累或冷凝，主观感觉不到发闷的织物。20世纪60年代末，美国高尔公司率先研制出聚四氟乙烯微孔薄膜，并于70年代推出第一代Gore-Tex织物，具有良好的防水、透湿、防风、保暖功能。即称高尔泰克期织物。

高尔泰克期织物（Gore-Tex）是一种高科技产品。该产品结构复杂，加工难度大，涉及多学科交叉，技术垄断性强，目前在世界上只有少数几个国家能生产。这种织物的最外层是锦纶府绸，最里层是锦纶针织布，中间层是有大量微孔的聚四氟乙烯薄膜，由特殊层压工艺制成。据报道，水滴是这种织物微孔的2万倍，风雨不能透过，而每个微孔的直径又比水分子大700倍，汗气可轻易透过织物，因而不仅具有防风、防水之功能，而且具有透湿透气功能，保暖性比一般布料高40%。用这种材料加工的服装重量轻、舒适、保暖、卫生。这种织物目前已广泛应用于特殊防火服、水中防寒救生衣、警察部队制服、全天候特种军服及手套鞋靴和各种防水透气睡袋等制品。如美军1987年就已装备了由这种织物制成的通用型冷气候防寒服。

我国研究人员经过科研攻关，已于20世纪90年代开发出聚四氟乙烯（PTFE）微孔薄膜防水透湿层压织物，性能达到国外同类产品水平，生产成本只相当于国外的五分之一，并已组织试生产、试装，准备将其应用于特种服装。

（四）纳米技术材料

纳米（nm）又称毫微米，是一个长度单位，1 nm等于十亿分之一米，20 nm相当于l根头发的三千分之一。

所谓纳米技术，是指在0.1～100 nm范围内，对物质和生命进行研究和应用的科学技术，是一种在微观条件下运作的新科技。

纳米材料是材料家族中的新成员，是一种性能优异的新型材料，具有一般晶体材料和非晶体材料都不具备的优良性能，具有高强度和高韧性、高比热和高热膨胀率、高导性率、磁化率和扩散率，对电磁波具有强吸收性能和奇特的光学性能。

纳米技术、材料可广泛应用于社会、生活各领域，如信息技术、材料与制造、航空和空间探测、军事领域等。国外军事专家认为，纳米技术是未来引发军事领域革命的关键技术。

据研究，纳米陶瓷能提高陶瓷的活性、断裂韧性和耐冲击性能，能有效提高防弹能力。

纳米隐身材料：据报道，美国已研制出纳米隐身涂料超黑粉，经专家检测对雷达波的吸收率达99%。现科学家们正在研究纳米复合隐身材料，可以期望出现对毫米波、红外、可见光等宽波段的复合隐身材料。

据研究，经纳米技术处理的纤维及织物（棉、毛、丝、麻、化纤及混纺）不仅具有防水、防油污、防果汁渍的功能，同时具有防辐射、杀菌、防霉等特殊效果，织物还有免洗功能。

（五）智能材料

智能材料是可根据外界环境条件或外界因素而改变本身特性的一种材料。这是一个崭新的高科技领域，20世纪90年代才发展起来，国内外均有许多有关这类材料的研究报道，报道较多有记忆形状材料，光敏、热敏、机敏材料等智能材料。

所谓形状记忆材料，就是这种材料由保持成品的固定相和随温度变化而发生软化及硬化的可逆相组成。固定相用来记忆最初成型时的形状，可逆相则保证成品可以改变形状。固定相和可逆相具有不同的软化温度。当外部条件发生变化时，它可以相应地改变形状并将其固定。如果外部环境以特定的方式和规律再一次发生变化时，形状记忆材料便可逆地恢复到起始态。据报道，日本三菱公司研究了一种新型形状记忆材料，其玻璃化温度可在-1℃～70℃之间任意选择，并将此种材料与涂层技术结合起来制成“梦幻”织物。声称这种织物能随温度变化而伸长和缩短，好像人体的皮肤似的，天热温度高时，织物伸长张开微孔，温度降低时回缩，因而其透气性也发生改变，具有变化和呼吸功能。据说这种材料对于改善军服和民用服装的舒适性能起到很好的作用。另据报道，目前还研究出一种具有发射功能的材料。即穿上这种纤维制成的服装，士兵受伤后，衣服破了的地方其纤维就能发射出强度不大的信号，这种信号可被医疗队的专门仪器接收到，同时伤员所在的位置也能被仪器定出方位来，于是医疗队可及时派人来营救，由于信号不强，不会被敌方所发现。

所谓光敏材料，就是这种材料当受光照时，吸收光辐射后将改变其颜色，辐射停止后，又回复到原来的状态。这种材料具有这一特点，主要是其光敏性染料能随光而改变颜色。据报道，用这种纤维材料制成的织物可因气候的变化、光线的强弱而改变颜色，而同时也改变了它的反射性能。世界上很多发达国家对光敏变色材料的研究开发做了大量工作，许多成果在实际生活中已取得了应用。如日本研制的一种光色性染料能使合成纤维织物着色，穿上着色有这种染料纤维织物制成的衣服到绿色草坪上，就会变成一片绿，到红色的地毯上则会鲜红如火，到舞厅则又五彩缤纷。

所谓机敏材料，就是根据这种材料的响应方式，将其分为主动控制式和被动控制式两种材料。主动控制式机敏材料具有自动检测材料的动力和静力的复杂功能，在允许范围内比较测定的结果，经过筛选确定作出适当的响应，控制不希望出现的动态特性；被动控制式机敏材料只能传输传感器所感受到的信息，如位移、应变、温度、压力等，它的结构比较简单。机敏材料的应用必须配以辅助设施才能构成一个智能材料系统。即通过辅助设施的信息反馈，智能材料系统具有自诊断、自调整和自修补功能。机敏材料已在许多领域获得了广泛应用，如温度自动控制、环境监测等。机敏材料可应用于“士兵系统”中微气候服装子系统和智能军服。

（六）调温纤维及织物

调温纤维及纺织品具有自动吸收、储存、分配和放出热量的功能，防止头、身体、手和足部位的剧烈温度变化，创造舒适的温度环境。根据获得方法不同，调温功能材料主要有3类：

一类是纤维中腔充有气体与热缩冷胀溶剂的中空纤维。这种特殊的中空纤维对温度非常敏感：天气冷时，纤维中的液体分解出气体，形成气泡、纤维膨胀，增强了保温的能力；天气炎热时，气泡又变成液滴，纤维收缩，织物的孔眼张开，变得透气凉爽。穿着这种纤维织造的衣服，既有冬暖夏凉的感觉，又可减少增减衣服的麻烦。

另一类是在纤维中加入相变物质微胶囊的纤维。它是利用其固相变液相吸收能量温度不变，液相变固相释放能量温度也不变的特点，在纤维中（如腈纶）加入含低熔点蜡的微胶囊，使蜡在规定范围内反复发生固—液相态变化，而温度保持恒定。

再一类是在合纤纺丝过程中加入蓄热保温物质或对织物进行涂层处理的材料。其方法通常是将铁粉等掺入涂层树脂，利用铁粉被氧化的化学反应来使织物发热，或利用某些碳化物吸收太阳射线中的可见光和近红外线并将之转化为热能的特点，制成蓄热保温纤维。

据报道，日本新近研究了一种能保持衣服内舒适温度功能的纤维材料，是在聚酯等合成纤维上镀上一层具有调节温度功能的特殊蛋白微粒子（10纳米）超薄膜，这种材料当衣服外温度上升时，特殊微粒子即随温度状况吸热并储存起来，抑制衣服内温度上升，当外部温度下降时，这种纤维即释放出储存的热量，防止衣服内部温度下降。据介绍，用这种“调温”材料制成的织物，还具有耐磨、耐脏、吸水、不易起球、耐静压力、耐久压烫等优点。

（七）防核生化材料

防核生化按其渗透性能可分为非渗透性隔离材料、半渗透性隔离材料、可选择性渗透材料和渗透性隔离材料几种。

1.非渗透性隔离材料

通常是由橡胶涂层织物制成，也是应用最早的防生化材料。这种材料的物理性隔离作用非常好，对生化剂能起到比较好的防护作用，但因透气性差，穿着由这种材料制成的防护服，炎热或温和天气容易产生闷热，寒冷天气容易产生冷感，长时间穿着必须配备微气候调温装置。

2.半渗透性隔离材料

由织物涂层或覆膜而成。分为无孔、微孔和超微孔三种结构。无孔材料的防生化和抵御外部环境因素性能好，透气性较差；微孔和超微孔材料的防生化性能优异，透湿气性强，抗水性能也很好。

3.可选择性渗透材料

它是一种涂层或覆膜材料，但较半渗透性材料更薄、更轻、更柔韧，其特点是能有选择性地让水汽分子透过，而生化武器毒剂分子不能透过——无论是液态、烟雾或蒸汽，同时还具有防御如风、雨、雪等环境因素影响的功能。因为这种材料不需要配用吸收性物质就能阻挡住化学剂蒸汽，目前被许多国家看好。

4.渗透性隔离材料

由活性纤维或活性炭衬料制成的织物。活性炭纤维具有吸附孔丰富、分布均匀，吸附行程短，吸脱速度快，吸附量大，易再生等特点。通常是以粘胶、聚丙烯腈、酚醛等树脂为原料，在纺丝时纺丝液中混入微孔促进剂，纺丝后经炭化活化及后处理制得。活性炭衬料织物一般是由尼龙针织基布和聚氨酯泡沫材料衬活性炭，外包覆一层织物而成。渗透性隔离材料既具有优异的防御化学剂蒸汽的性能，又具有良好的透湿透气性能，还具有其他防护功能。

据报道，带有活性炭或超级活性炭的防水、透气、吸附性材料兼有渗透性材料的透气性和非渗透性材料的隔离防护性能，被认为是目前替代透气性防化织物和非透气材料的理想材料，各国都在进行这方面的研究。