第二节　蚕丝

蚕丝是熟蚕结茧时分泌丝液凝固而成的连续长纤维，也称“天然丝”。它与羊毛一样，是人类最早利用的动物纤维之一。由单个蚕茧抽得的丝条称茧丝。它由两根单纤维借丝胶黏合包覆而成。缫丝时，把几个蚕茧的茧丝抽出，借丝胶黏合成丝条，统称蚕丝。除去丝胶的蚕丝，称精练丝。蚕丝中用量最大的是桑蚕丝，其次是柞蚕丝，其他蚕丝品种数量相对较少。蚕丝质轻而细长，织物光泽好，穿着舒适，手感滑爽丰满，导热差，吸湿透气，用于织制各种绸缎和针织品，并用于工业、国防和医药等领域。中国、日本、印度、苏联和朝鲜是主要产丝国，总产量占世界产量的90%以上。

一、彩色蚕丝

彩色蚕丝是由家蚕经过人工培育而成的彩色家蚕吐的有颜色的丝。普通的蚕丝是白色的，在纺织加工过程中需要对蚕丝或织物进行染色或漂白。生产过程中所用的染料10%～15%的种类含有对人体有害甚至致癌的物质，印染废水对环境也有污染。天然彩色蚕丝具有天然的颜色，色泽柔和艳丽，其织物不需要漂白、染色处理，减少了印染对环境造成的污染，具有重要的环保意义。

（一）彩色蚕丝的颜色

天然彩色蚕丝的色素无毒无害、色彩自然、色调柔和，有一些还是目前染色工艺难以模拟的色彩。桑蚕彩色蚕茧主要有黄红茧丝系和绿茧丝系两大类。黄红色系包括淡黄、金黄、肉色、红色、篙色、锈色等；绿色系包括竹绿（淡绿）和绿色两种。黄红茧丝系的茧丝颜色来自桑叶中的类胡萝卜素和黄素类色素。绿茧丝系的茧丝颜色主要为黄酮色素，在中肠和血液中合成。这些色素需从消化管进入血液，又从血液中进入绢丝腺才会着色，故茧丝颜色的深浅不仅与色素的成分和含量有关，还受到消化管与绢丝管壁的渗透性影响，也就是受到蚕体基因的控制。

经人工添食色素生产的彩色茧颜色更为丰富。只要能将红、黄、蓝三大主色系的彩色茧成功生产出来，即可以按照配色原理衍生出二次色、三次色的彩色茧，生产出橙色、绿色和紫色彩色茧，甚至黑色茧。

（二）彩色蚕丝的生产方法

1.利用生物工程技术中的转基因手段　转基因手段是将国内外原始优良的彩色茧基因通过各种转基因技术转移到高产优质的白色茧品种上，从而选育出能吐出彩色丝的蚕茧新品种。利用转基因技术培育出的桑蚕品种性状尚不稳定，品种容易退化，在实用上与家蚕杂交种相比仍处于明显的劣势。

2.利用有色茧资源培育天然彩色茧品种　利用桑蚕品种资源库的桑蚕天然有色茧基因，获得良好的天然彩色育种材料，选育出天然彩色茧实用品种系列，主要有黄色、红色、绿色等十多个品种。这种方法得到的茧丝颜色较稳定，但存在彩色茧茧形小、干壳量低等问题，并且随着饲养代数的增加，蚕体会出现衰弱和退化。

3.将色素添加在饲料中生产彩色茧丝　蚕的绢丝腺是控制蚕吐丝功能的器官，它的颜色决定着蚕丝的颜色。在绢丝腺的发育时期，通过在人工饲料中添加色素，使色素渗透过肠壁和绢丝腺细胞组织，使桑蚕吐出有色蚕丝。这种方法因食物的差别、蚕的进食量和添加色素量等不同，桑蚕从食物中获取的色素也不同，因而同一桑茧不同茧层、不同桑茧系色素的分布有差异。

（三）彩色蚕丝的特性

1.保湿作用　天然彩色蚕丝的内部具有良好的微孔隙结构，其孔隙率比家蚕白色蚕丝要高，轻柔，保暖性好，吸放湿性优良，透气性强，穿着舒适。

2.紫外线吸收能力　彩色蚕丝具有良好的紫外线吸收能力。桑蚕丝对于易诱发基因突变、导致皮肤癌等癌变的280nm波长左右的紫外线（UVB）有很好的遮蔽和吸收作用，UVB透过率不足0.5%，用彩色蚕丝做衣服或化妆品可以有效地避免紫外线对皮肤的伤害。

3.抗菌性能　彩色蚕丝能抑制生活环境中常见的金黄色葡萄糖球菌、大肠杆菌、枯草杆菌、黑色芽孢菌等病菌的生长。天然彩色蚕丝中黄酮色素含量和类胡萝卜素含量高于白茧丝，故彩色茧丝的抗菌效果更好。

4.抗氧化功能　彩色蚕丝具有一定的抗氧化功能。天然彩色蚕丝分解自由基的能力远高于棉纤维和白色茧丝，使机体免受自由基的毒害。其中绿茧丝的效果最好，能分解90%左右的自由基，比棉纤维高出30多倍；黄茧丝能分解50%的自由基；白色丝只能分解30%的自由基。因此，由彩色茧丝制成的内衣和化妆品，具有很好的护肤作用。

5.其他性能　彩色蚕丝织物容易起皱。其原因在于丝素结晶度低，内部存在大量孔隙，非结晶区的丝蛋白大分子由氢键、盐式键、范德华力等分子间作用力联系，缺乏化学交联。受外力或水分子作用时，这些键会断裂或减弱，分子链发生相对滑移。外力去除时，分子间没有足够的约束力使其恢复到原来位置，变形不能完全恢复，故而产生折皱。

彩色蚕丝织物还容易泛黄。蚕丝中所含的氨基酸与紫外线发生光化反应，使蛋白质分子主链的肽键断裂，分子链裂解，造成丝纤维的强力和伸度下降，光化反应中中间产物形成的色素使蚕丝泛黄变色，同时伴有表面龟裂、脆化，影响织物性能。

天然黄色蚕丝的相对强度和伸长率与白色丝相近。其相对强度比白色丝稍小，伸长率比白色丝高3.29%。

（四）彩色蚕丝的应用

1.丝素的应用　将彩色蚕丝中的丝素用化学方法加以降解，使丝蛋白长链大分子分解为小分子丝素肽。丝素肽具有易被皮肤、毛发吸收的特点，可用作营养护肤、护发高级化妆品的添加剂。

2.丝胶的应用　丝胶具有良好的保湿性，可有效防止肌肤干燥皱裂老化，抑制皮肤中黑色素生成，同时具有抗氧化功能，能抵御紫外线、日光、微波、化学物质、大气污染物等对肌肤的侵蚀，应用于高档化妆品中。丝胶还可作为功能性食品营养添加剂。由于丝胶蛋白对油脂类食品具有较好的抗氧化性能，所以是天然的食品抗氧剂。经丝胶涂层的纺织品，具有肌肤保湿功能，可使皮肤保持一定的水分；还可以有效防止化学纤维与皮肤直接接触，此外，还有抗菌作用。

3.服装方面的应用　彩色蚕丝具有良好的柔韧性、保暖性、吸湿性和透气性，可制成高档内衣或高档针织时装。

二、柞蚕丝

（一）概述

柞蚕属于鳞翅目大蚕蛾科柞蚕属，古称春蚕、槲蚕，因喜食柞树叶得名。以柞蚕所吐之丝为原料缫制的长丝，称为柞蚕丝。柞蚕一般多在野外放养，是野蚕的重要品种之一。柞蚕体肤呈绿、灰色，蚕茧颜色也呈灰、青色或黑色。柞蚕体形要大于桑蚕，由于是野外散养，因此，抵抗力、生命力也优于桑蚕。其蚕丝灰青，纤维比桑蚕丝粗、硬。柞蚕主要分布在中国，朝鲜、韩国、俄罗斯、乌克兰、印度和日本等国亦有少量分布。我国柞蚕茧年产量10万余吨，产丝量9000吨，占世界总产量近90%。

（二）柞蚕丝的生产方法

柞蚕茧丝由两根平行的扁平单丝并成，其主要成分为丝素和丝胶。缫丝时把几粒柞蚕茧的茧丝抽出借丝胶黏合而成柞蚕丝。

按煮漂茧和所用化学药剂的不同，可分为药水丝和灰丝两种。药水丝用过氧化物漂茧，丝色淡黄；灰丝则以碱性物质漂茧，茧色灰褐。按缫丝方法的不同，又可分为水缫丝和干缫丝。水缫丝在立缫机温汤中进行缫丝，丝色为淡黄色；干缫丝在干缫机台面上进行缫丝。机制和手工制的各种柞丝，多用于织制绸面粗犷、富丽、挺括、具有自然疙瘩花纹的柞丝绸。这种绸在国际上也享有盛名，因产地主要在中国北方的辽宁、山东、河南、黑龙江、吉林、山西等省。

（三）柞蚕丝的组成与性能

1.化学组成　柞蚕茧丝的主要成分为丝素和丝胶。丝素呈白色半透明状，有光泽，约占85%；丝胶呈淡褐色，约占13%；此外，还有灰分、色素等，约占2%。

丝胶分层附着在丝素外围，有保护作用，能溶于沸水、热皂液和碱性溶液；丝素则不溶。丝素由18种氨基酸组成，主要为丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸和酪氨酸；丝胶由15种氨基酸组成，主要为天冬氨酸、丝氨酸、苏氨酸和精氨酸。

2.理化性能　柞蚕丝手感柔软而具弹性。耐热性能良好，丝胶分层附着在丝素外围，温度高达140℃时强力才开始减弱。耐湿性能亦强，在湿润条件下，强力能增加4%。绝缘、强力、伸度、抗脆化以及耐酸、耐碱等性能均优于桑蚕丝。但织物缩水率大。生丝不易染色。

3.保暖性　柞蚕茧壳主要由柞蚕丝素构成，丝粗达到几十微米，组成的茧壳坚韧而厚实。而蚕丝间的丝容积空隙和柞蚕丝内部的孔穴能存储大量的静止空气，形成极佳的保温层，因此，柞蚕蛹在寒冷的冬天不会被冻死。国内有公司采用膨化技术加工的膨化柞蚕丝使柞蚕丝内部孔穴进一步扩大，保暖性进一步提高。

4.刚性　蚕丝的主要成分是蛋白质，而蛋白质的主要物理、化学性质从根本上取决于蛋白质分子内部肽链结构及肽链分子间的化学键性质。柞蚕丝素中肽链弯曲和缠结程度较大，其延伸度及弹性都较高。因此，柞蚕丝的分子结构决定了其具有良好的刚性。

5.保健特性　研究证实，天然柞蚕丝所含的特殊“丝胶”成分，具有抗过敏、亲肤性等保健作用。柞蚕丝的丝胶中所含的氨基酸发出的细微分子又叫“睡眠因子”，它可以使人的神经处于较安定的状况；具有良好的御寒力和恒温性。蚕丝含有纤维中最高的“丝容积空隙”，天冷时能降低热传导率，保暖性优于皮、棉；天热时又能排出多余的湿热空气，使服装内部保持干爽、舒适；具有防螨、抗菌、抗过敏及亲肤的特性。蚕丝的丝胶成分不仅可使人皮肤细腻光滑，而且具有防止螨虫和真菌滋生的能力，对过敏体质者更为有益；柞蚕丝具有排湿性能。蚕丝外部的丝蛋白里含有一种叫“亲水侧链氨基酸”的物质，能吸收空气中的水分，并加以排除，保持内部干爽舒适，对风湿病患者尤其有益。

6.阻燃性　柞蚕丝为蛋白质纤维，具有一定的天然阻燃性，燃点在300～460℃，点燃后无明火，燃烧时不易释放大量热量，不蔓延而且炭化，能抵抗剧烈燃烧，所以比较安全。

（四）柞蚕丝与桑蚕丝的区别

桑蚕丝纵向平直光滑，截面近似三角形，如图2-1所示。柞蚕丝的纤维截面与桑蚕丝相近，只是更为扁平，如图2-2所示。其纵向表面有条纹，内部有很多毛细孔。桑蚕丝颜色洁白，光泽好；柞蚕丝光泽不如桑蚕丝明亮，手感不如桑蚕丝光滑，略显粗糙。柞蚕丝含有天然淡黄色的色素，不易去除。但柞蚕丝的坚牢度、吸湿性、耐热性、耐化学药品性等性能都比桑蚕丝好。其强度仅次于麻，伸长率仅次于羊毛，耐磨牢度高。

（五）柞蚕丝的应用

柞蚕丝织物以其外形美观、色泽优雅、风格独特、服用舒适、手感柔软、强度高、抗紫外线好以及特殊的化学稳定性而应用广泛，如丝绵被子、四季衣料、化工防护服、带电作业服以及航空材料等。用于衣料，如夏季衬衫、裙子、套装、童装、针织衫、内衣裤、袜子、秋冬季的外衣料（包括柞丝绵絮作棉衣的胆料）；用于室内装饰物，如壁画、壁挂、台毯、地毯、墙衣、床罩、窗帘及其他各种用品；用于化工防护服，如防酸绸；用于带电作业服，如50×104V及75×104V高压带电作业服、静电屏蔽服、微波防护服等；用于航空材料，如降落伞绸、炸弹药囊等。

三、蓖麻蚕丝

（一）概述

蓖麻蚕属大蚕蛾科樗蚕的一亚种，最适宜在气候炎热、潮湿多雨的夏季生长，原产于印度东北部的阿萨姆森林中，故又称印度蚕。1938年前后引入中国台湾省高雄，1940年后引入中国东北、华东、华南等地。蓖麻蚕原是野外生长的野蚕，食蓖麻叶，也食木薯叶、鹤木叶、臭椿叶、马松叶和山乌桕叶，是一种适应性很强的多食性蚕。现在有在野外由人工放养的，也有在室内由人工饲养的。

（二）蓖麻蚕丝的结构

蓖麻蚕茧一端有羽化孔，茧衣又多又厚，约占茧层量的1/3，且与茧层无明显界限，难以分离。茧层松软，缺少弹性，厚薄松紧差异较大，外层松似棉花，中层次之，内层紧密，手捏有回弹声。茧层较薄，且有明显的分层，多为层茧，外层缩皱略模糊，中层明显，内层平坦。茧的厚薄也不一致，中部最厚，尾部次之，头部最薄，且疏松有一个出蛾小孔。因茧层各部分厚薄不匀，所以给煮茧工艺带来很大困难，导致解舒不良。蚕茧呈洁白色，但光泽不如桑蚕茧明亮，不能缫丝，只能作绢纺原料。

蓖麻蚕丝外形及截面形态如图2-3、图2-4所示。其截面结构与桑蚕丝、柞蚕丝相似，但锐角较小，呈不规则的钝三角形或扁平形，截面呈现麻纹并有孔腔，其截面形态可能是蓖麻蚕丝具有良好光泽性的重要原因。每根茧丝由两根单纤维并列而成，平均线密度为2.78～3.11dtex（2.5～2.8旦），与桑蚕丝接近，精练（脱胶）后线密度为1.22～1.44dtex（1.1～1.3旦），比桑蚕丝粗30%，茧的外层线密度较细，中层较粗，内层中等。2根单丝表面有丝胶包覆，2根单丝有时结合紧密有时分离，茧丝沿轴向粗细不匀。由于单丝是由许多平行于丝轴的原纤组成，且原纤排列疏松，中间有许多空隙，所以这种丝的蓬松性、柔软性好，并且有良好的透气性和吸湿性。

蓖麻蚕丝丝胶含量为7%～12%，丝素为85%～92%，杂质为1.5%～4.0%。

（三）蓖麻蚕丝的特性

蓖麻蚕丝强力小于桑蚕丝，但伸长度比桑蚕丝好，其精练纤维连续日晒10天后强力损失仅为2.84%，远比桑蚕丝的17.5%小。蓖麻蚕丝在标准状态下吸湿、放湿性比桑蚕丝好，其精练纤维的回潮率比桑蚕丝高；热传导系数也比桑蚕丝高，绝热性能好。另外，蓖麻蚕丝具有较强的耐酸碱性、耐磨性及抗压性，在工艺处理时不易引起纤维纵向分裂，不易产生毛茸；同时因蚕丝纤维抱合性较差，不易僵结，伸长率较大，机械牵引时丝纤维不易切断。

蓖麻蚕丝丝质好、弹性大、耐磨性优良，且纤维均匀，所制绢丝及绢绸节疵与白点少，绸面清晰。但蓖麻蚕丝的显色鲜艳度较桑蚕丝差，织物光泽较暗，手感较粗。用蓖麻蚕茧作原料、进行绢纺加工而获得的丝，称为蓖麻蚕绢丝。

蓖麻蚕丝的耐酸性与桑蚕丝相接近，而耐碱性略强于桑蚕丝。

（四）蓖麻蚕丝的应用

蓖麻蚕茧不能缫丝，只能作绢纺原料，纺制蓖麻绢丝。也有与桑蚕废丝、柞废丝、苎麻、化纤等混纺的蓖麻混纺绢丝。

四、天蚕丝

（一）概述

天蚕又名“日本柞蚕”“山蚕”。它是一种生活在天然柞林中吐丝作茧的昆虫，以卵越冬。幼虫的形态与柞蚕酷似，只能从柞蚕幼虫头部有黑斑，而天蚕没有黑斑这一点来加以区别。天蚕的幼虫体呈绿色，有多瘤状突起，被刚毛，是食山毛榉科栎属树叶上的野蚕，属于蚕家族中的一个成员，它适于生长在气温较温暖而半湿润的地区，但也能适应寒冷气候，能在北纬44°以北的寒冷地带自然生息。主要产于中国、日本、朝鲜和俄罗斯的乌苏里等地区。

天蚕丝是一种不需染色而能保持天然绿色的野蚕丝。它特有的淡绿色宝石般的光泽和高强度的耐拉性、韧性，常被人们誉为“纤维钻石”“绿色金子”和“纤维皇后”。其经济价值极高，一般比桑蚕丝高出30倍，比柞蚕丝高50倍。其线密度比桑蚕丝稍粗，与柞蚕丝相近。由于其产量极低，仅于桑蚕丝织品中加入部分作为点缀，用来制作服装面料、高雅庄重的饰品和绣品。

（二）天蚕丝的结构

天蚕茧的茧形、大小近似于春柞蚕茧。茧呈长椭圆形，长45～53mm，短23～27mm。茧呈深绿、浅绿、深金黄色，但绝大部分为绿色。茧色一侧较深，一侧较浅。在人工饲养条件下，茧呈黄绿色。茧丝的颜色除了随着茧的部位不同而不同外，内、中、外三层丝色也不一样，外层颜色越深，越到内层颜色越浅。天蚕丝的断面结构与柞蚕丝和桑蚕丝有所不同。柞蚕丝和桑蚕丝属于三角形截面，而天蚕丝的截面呈不规则扁平状，扁平度最小值在12.5%以下，而桑蚕丝为60%左右，这是它具有独特光泽的主要原因。

（三）天蚕丝的特性

天蚕丝的丝胶含量比桑蚕丝和柞蚕丝多，约为30%，丝素含量约为70%。国外采用马赛皂15%、纯碱2%、油剂0.5%、浴比1：45，在100℃下精练2.5h，练出的天蚕丝织物闪烁着令人喜爱的果绿色宝石光。染色时，直接染料或酸性染料都不能使天蚕丝上染，而用部分经筛选的金属络合染料、盐基染料和活性染料，经长时间染色，可使其上染。

天蚕丝纤维的线密度为5～6dtex，约比桑蚕丝粗一倍，但粗细差异较大。伸长率为41.3%，比桑蚕丝约高1.8倍（桑蚕丝的伸长率为22.1%），强力约为桑蚕丝的2.5倍。

天蚕丝主要成分为蛋白质，它的营养成分能增强人体皮肤的活力。天蚕丝所含的20多种人体必需的物质和微量元素的比例与其他蚕丝不同，它含有大量对人体有益的物质，著名的医书《大同叙方》中记载天蚕茧是名贵药材，有强身益气的功效。丝素和丝胶均由近20种氨基酸组成，其中甘氨酸、丙氨酸含量特别高。天蚕丝丝素膜降解后被人体吸收，能迅速补充人体在创伤条件下流失最多的增强免疫力的丙氨酸和对肌肉功能十分重要的甘氨酸，是人类较理想的人造皮肤的材料。

天蚕丝有很强的遮挡紫外线功能。普通的蚕丝只能遮挡紫外线中波长较长的部分，但是天蚕丝还能阻止短波紫外线穿过。天蚕丝纤维蓬松，柔软性好，吸汗传湿性、耐酸性及耐热性均优于桑蚕丝。

（四）天蚕丝的应用

天蚕丝可以织成高雅、华贵、舒适的超级衣料，还可以与毛、彩色棉等其他天然纤维混纺成复合织品，制成各种豪华高档的服装、饰品和工艺品。采用天蚕丝制作的晚礼服，在华灯的照耀下犹如珠翠满身，使穿着者显得格外雍容华贵，身价百倍，象征着穿着者的富有和地位。