เส้นใย (สะกดว่าfibreในภาษาอังกฤษแบบบริติช มาจากภาษาละติน: fibra ) ^{[ 1 ]}คือ สาร ธรรมชาติหรือ สาร สังเคราะห์ที่มีความยาวมากกว่าความกว้างอย่างมีนัยสำคัญ^{[ 2 ]}เส้นใยมักถูกนำมาใช้ในการผลิตวัสดุอื่นๆ วัสดุทางวิศวกรรมที่แข็งแรงที่สุดมักมีเส้นใยเป็นส่วนประกอบ เช่นเส้นใยคาร์บอนและ โพลีเอทิลี น ที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก

เส้นใยสังเคราะห์มักผลิตได้ในราคาถูกและปริมาณมากเมื่อเทียบกับเส้นใยธรรมชาติ แต่สำหรับเสื้อผ้าแล้ว เส้นใยธรรมชาติมีข้อดีบางประการเหนือกว่าเส้นใยสังเคราะห์ เช่น ความสบายในการสวมใส่

เส้นใยธรรมชาติพัฒนาหรือเกิดขึ้นในรูปทรงเส้นใย และรวมถึงเส้นใยที่ผลิตโดยพืช สัตว์ และกระบวนการทางธรณีวิทยา^{[ 2 ]}สามารถจำแนกตามแหล่งกำเนิดได้ดังนี้:

• เส้นใยพืชโดยทั่วไปมีโครงสร้างพื้นฐานมาจากเซลลูโลสซึ่งมักมีลิกนิน เป็น ส่วนประกอบตัวอย่างเช่นฝ้าย ป่านปอป่านลินินปอแก้วปอแก้วปอแก้วป่านศรนารายณ์ปอแก้วป่าน ศรนารายณ์ กากอ้อยและกล้วยเส้นใยพืชถูกนำมาใช้ในการผลิตกระดาษและสิ่งทอ (ผ้า) และใยอาหารเป็นส่วนประกอบสำคัญของโภชนาการของมนุษย์
• เส้นใยไม้ซึ่งแตกต่างจากเส้นใยพืช มาจากต้นไม้ รูปแบบต่างๆ ได้แก่ เนื้อไม้บดละเอียด เปลือกไม้โปร่ง เยื่อกระดาษเทอร์โมเมคานิก (TMP) และ เยื่อกระดาษ คราฟต์หรือซัลไฟต์ที่ผ่านการฟอกขาวหรือไม่ฟอกขาว คราฟต์และซัลไฟต์หมายถึงกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษที่ใช้ในการกำจัดลิกนินที่ยึดโครงสร้างเนื้อไม้เดิมออกไป ทำให้เส้นใยสามารถนำไปใช้ในการผลิตกระดาษและ ผลิตภัณฑ์ ไม้แปรรูปเช่นแผ่นใยไม้อัดได้
• เส้นใยจากสัตว์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตีนชนิดต่างๆ ตัวอย่างเช่นไหมจาก หนอน ไหม ไหม จาก แมงมุมเอ็นกล้ามเนื้อลำไส้แมวขนแกะ ไหมทะเลและเส้นผม เช่นขนแคชเมียร์ขนโมแฮร์และ ขนแอง โกร่ารวมถึงขนสัตว์ต่างๆ เช่น หนังแกะ หนังกระต่าย หนังมิงค์ หนังจิ้งจอก หนังบีเวอร์ เป็นต้น
• เส้นใยแร่ประกอบด้วย กลุ่มแร่แอ สเบสตอส แอสเบส ตอสเป็น เส้นใย แร่ ยาวที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเพียงชนิดเดียว แร่หกชนิดถูกจัดอยู่ในกลุ่ม "แอสเบสตอส" รวมถึงไครโซไทล์ใน กลุ่ม เซอร์เพนไทน์และแร่ที่อยู่ในกลุ่มแอมฟิโบล ได้แก่ อะโมไซต์โครซิโดไลต์เทรโมไลต์แอนโทฟิลไลต์และแอคติโนไลต์แร่ที่มีลักษณะเป็นเส้นใยสั้น ได้แก่วอลลาสโตไนต์และพาลีกอร์สไคต์
• เส้นใยชีวภาพ หรือที่รู้จักกันในชื่อโปรตีนเส้นใยหรือเส้นใยโปรตีนส่วนใหญ่ประกอบด้วยโปรตีนที่มีความเกี่ยวข้องทางชีวภาพและมีความสำคัญทางชีวภาพอย่างมาก ซึ่งการกลายพันธุ์หรือข้อบกพร่องทางพันธุกรรมอื่นๆ อาจนำไปสู่โรคร้ายแรงได้ตัวอย่างเช่นโปรตีนในกลุ่มคอลลาเจน^{[ 3 ]}เอ็นโปรตีนกล้ามเนื้อเช่นแอคตินและอื่นๆ อีกมากมาย เช่นใยแมงมุมเส้นเอ็นและเส้นผม

เส้นใยสังเคราะห์หรือเส้นใยเคมีคือเส้นใยที่มีองค์ประกอบทางเคมี โครงสร้าง และคุณสมบัติที่ถูกดัดแปลงอย่างมีนัยสำคัญในระหว่างกระบวนการผลิต ในด้านแฟชั่น เส้นใยคือเส้นใยหรือเส้นด้ายยาวและบางที่สามารถถักหรือทอเป็นผ้าได้^{[ 4 ]}เส้นใยสังเคราะห์ประกอบด้วยเส้นใยที่สร้างใหม่และเส้นใยสังเคราะห์

เส้นใยกึ่งสังเคราะห์ผลิตจากวัตถุดิบที่มี โครงสร้าง พอลิเมอร์ สายยาวตามธรรมชาติ และได้รับการดัดแปลงและย่อยสลายเพียงบางส่วนด้วยกระบวนการทางเคมี ซึ่งแตกต่างจากเส้นใยสังเคราะห์โดยสมบูรณ์ เช่นไนลอน (พอลิอะไมด์) หรือดาครอน (โพลีเอสเตอร์) ซึ่งนักเคมีสังเคราะห์ขึ้นจากสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำโดยปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชัน (การสร้างสายโซ่) เส้นใยกึ่งสังเคราะห์ที่เก่าแก่ที่สุดคือเส้นใยที่สร้างใหม่จากเซลลูโลสเรยอน [ ^{5 ] เส้นใย}กึ่งสังเคราะห์ส่วนใหญ่เป็นเส้นใยที่สร้างใหม่จากเซลลูโลส

เส้นใยเซลลูโลสเป็นเส้นใยสังเคราะห์ชนิดหนึ่งที่ผลิตขึ้นใหม่จากเซลลูโลส ธรรมชาติ เซลลูโลสได้มาจากแหล่งต่างๆ เช่น เรยอนจากเส้นใยไม้เส้นใยไผ่จากไม้ไผ่ ซีเซลล์จากสาหร่ายทะเลเป็นต้น ในกระบวนการผลิตเส้นใยเหล่านี้ เซลลูโลสจะถูกลดรูปให้บริสุทธิ์ในระดับหนึ่งในรูปของมวลหนืด และขึ้นรูปเป็นเส้นใยโดยการอัดรีดผ่านหัวฉีด ดังนั้น กระบวนการผลิตจึงทำให้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีลักษณะเฉพาะของวัสดุธรรมชาติเหลือน้อยมาก

ตัวอย่างของเส้นใยประเภทนี้ ได้แก่:

• เรยอน
• ไลโอเซลล์เป็นแบรนด์หนึ่งของเรยอน
• โมดัล
• เส้นใยไดอะซิเตต
• เส้นใยไตรอะซิเตต

ในอดีต เซลลูโลสไดอะซิเตตและเซลลูโลสไตรอะซิเตตถูกจัดอยู่ในกลุ่มเดียวกับเรยอน แต่ปัจจุบันถือว่าเป็นวัสดุที่แตกต่างกัน

เส้นใยสังเคราะห์มาจากวัสดุสังเคราะห์ทั้งหมด เช่นปิโตรเคมีซึ่งแตกต่างจากเส้นใยสังเคราะห์ที่ได้จากสารธรรมชาติ เช่น เซลลูโลสหรือโปรตีน^{[ 6 ]}

การจำแนกประเภทเส้นใยในพลาสติกเสริมแรงแบ่งออกเป็นสองประเภท: (i) เส้นใยสั้น หรือที่เรียกว่าเส้นใยไม่ต่อเนื่อง โดยมีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 20 ถึง 60 และ (ii) เส้นใยยาว หรือที่เรียกว่าเส้นใยต่อเนื่อง โดยมีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 200 ถึง 500 ^{[ 7 ]}

เส้นใยโลหะสามารถดึงขึ้นรูปได้จากโลหะที่อ่อนตัวได้ เช่น ทองแดง ทองคำ หรือเงิน และขึ้นรูปโดยการอัดรีดหรือการเคลือบจากโลหะที่เปราะกว่า เช่น นิกเกล อะลูมิเนียม หรือเหล็ก

เส้นใยคาร์บอนมักทำมาจากพอลิเมอร์ที่ผ่านการออกซิไดซ์และคาร์บอนไนซ์ด้วย กระบวนการไพโรไล ซิสเช่นPANแต่ผลิตภัณฑ์สุดท้ายเกือบจะเป็นคาร์บอนบริสุทธิ์

เส้นใย ซิลิคอนคาร์ไบด์ซึ่งมีพอลิเมอร์พื้นฐานไม่ใช่ไฮโดรคาร์บอนแต่เป็นพอลิเมอร์ที่อะตอมคาร์บอนประมาณ 50% ถูกแทนที่ด้วยอะตอมซิลิคอน หรือที่เรียกว่าพอลิคาร์โบซิเลนการเผาไหม้ด้วยความร้อนสูงจะให้ซิลิคอนคาร์ไบด์อสัณฐาน ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยธาตุอื่นๆ เช่น ออกซิเจน ไทเทเนียม หรืออะลูมิเนียม แต่มีคุณสมบัติทางกลคล้ายคลึงกับเส้นใยคาร์บอนมาก

เส้นใยแก้วซึ่งทำจากแก้วชนิดพิเศษ และเส้นใยนำแสงซึ่งทำจากควอตซ์ ธรรมชาติที่ผ่านการทำให้บริสุทธิ์ ก็เป็นเส้นใยสังเคราะห์ที่มาจากวัตถุดิบธรรมชาติเช่นกัน เช่นเส้นใยซิลิกาซึ่งทำจากโซเดียมซิลิเกต (แก้วน้ำ) และเส้นใยบะซอลต์ซึ่งทำจากบะซอลต์หลอมเหลว

เส้นใยแร่สามารถแข็งแรงเป็นพิเศษได้เนื่องจากเกิดขึ้นโดยมีข้อบกพร่องบนพื้นผิวน้อยแอสเบสตอสเป็นตัวอย่างหนึ่งที่พบได้ทั่วไป^{[ 8 ]}

• เส้นใยพอลิเมอร์เป็นเส้นใยสังเคราะห์ชนิดหนึ่ง ซึ่งผลิตจากสารเคมีสังเคราะห์ (มักมาจาก แหล่ง ปิโตรเคมี ) แทนที่จะเกิดจากวัสดุธรรมชาติด้วยกระบวนการทางกายภาพล้วนๆ เส้นใยเหล่านี้ทำมาจาก:
  • โพลีอะไมด์ไนลอน
  • โพลีเอสเตอร์ PET หรือ PBT
  • ฟีนอล- ฟอร์มาลดีไฮด์ (PF)
  • เส้นใยโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ไวนิล
  • โพลีโอเลฟิน (PP และ PE) เส้นใยโอเลฟิน
  • เส้นใย อะคริลิก โพลีเอสเตอร์ หรือเส้นใย โพลีเอสเตอร์บริสุทธิ์(PAN) ใช้ในการผลิตเส้นใยคาร์บอนโดยการเผาในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำ เส้นใยอะคริลิกแบบดั้งเดิมมักใช้เป็นวัสดุสังเคราะห์ทดแทนขนสัตว์ เส้นใยคาร์บอนและเส้นใย PF จัดเป็นเส้นใยที่ทำจากเรซินสองชนิดที่ไม่ใช่เทอร์โมพลาสติกซึ่งส่วนใหญ่สามารถหลอมเหลวได้
  • โพลีอะไมด์อะโรมาติก (อะรามิด) เช่นทวารอนเคฟลาร์และโนเม็กซ์จะสลายตัวด้วยความร้อนที่อุณหภูมิสูงและไม่หลอมเหลว เส้นใยเหล่านี้มีพันธะที่แข็งแรงระหว่างโซ่โพลีเมอร์
  • โพลีเอทิลีน (PE) ซึ่งในที่สุดจะมีสายโซ่ยาวมาก / HMPE (เช่น Dyneema หรือ Spectra)
  • สามารถใช้อีลาสโตเมอร์ ได้ เช่น สแปนเด็กซ์แม้ว่าเส้นใยยูรีเทนกำลังเริ่มเข้ามาแทนที่เทคโนโลยีสแปนเด็กซ์แล้วก็ตาม
  • เส้นใยโพลียูรี เทน
  • อีลาสโตลฟิน
• เส้นใยโคเอ็กซ์ทรูดดิ้งมีส่วนประกอบของพอลิเมอร์สองชนิดที่แตกต่างกัน โดยปกติจะเป็นแบบแกน-เปลือก หรือแบบวางเคียงข้างกัน นอกจากนี้ยังมีเส้นใยเคลือบ เช่น เคลือบด้วยนิกเกิลเพื่อกำจัดไฟฟ้าสถิต เคลือบด้วยเงินเพื่อคุณสมบัติต้านเชื้อแบคทีเรีย และเคลือบด้วยอะลูมิเนียมเพื่อเบี่ยงเบนคลื่นวิทยุสำหรับเรดาร์แชฟเรดาร์แชฟนั้นแท้จริงแล้วคือเส้นใยแก้วต่อเนื่องที่เคลือบด้วยอะลูมิเนียม เครื่องตัดความเร็วสูงที่ติดตั้งบนเครื่องบินจะตัดมันออกเป็นชิ้นๆ ขณะที่มันพุ่งออกมาจากเครื่องบินที่กำลังเคลื่อนที่เพื่อทำให้สัญญาณเรดาร์สับสน

ไมโครไฟเบอร์ถูกคิดค้นขึ้นในญี่ปุ่นในช่วงต้นทศวรรษ 1980 และเรียกอีกอย่างว่าเส้นใยไมโครเดเนียร์ อะคริลิก ไนลอน โพลีเอสเตอร์ ไลโอเซลล์ และเรยอน สามารถนำมาผลิตเป็นไมโครไฟเบอร์ได้ ในปี 1986 บริษัท Hoechst AG ของเยอรมนีได้ผลิตไมโครไฟเบอร์ในยุโรป เส้นใยนี้ได้เข้ามาในสหรัฐอเมริกาในปี 1990 โดยบริษัท DuPont ^{[ 9 ]}

ไมโครไฟเบอร์ในสิ่งทอหมายถึงเส้นใยที่มีขนาดเล็กกว่าเดเนียร์ (เช่น โพลีเอสเตอร์ที่ดึงให้ได้ขนาด 0.5 เดเนียร์) เดเนียร์และดีเท็กซ์เป็นหน่วยวัดปริมาณเส้นใยสองหน่วยโดยพิจารณาจากน้ำหนักและความยาว หากทราบความหนาแน่นของเส้นใย ก็จะทราบเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยด้วย มิเช่นนั้น การวัดเส้นผ่านศูนย์กลางในหน่วยไมโครเมตรจะง่ายกว่า ไมโครไฟเบอร์ในเส้นใยทางเทคนิคหมายถึงเส้นใยละเอียดพิเศษ (แก้วหรือเทอร์โมพลาสติก แบบเป่าหลอม ) ซึ่งมักใช้ในการกรอง การออกแบบเส้นใยแบบใหม่ๆ รวมถึงการอัดขึ้นรูปเส้นใยที่แตกออกเป็นเส้นใยที่ละเอียดกว่าหลายเส้น เส้นใยสังเคราะห์ส่วนใหญ่มีรูปทรงกลมในส่วนตัดขวาง แต่การออกแบบพิเศษอาจเป็นแบบกลวง รูปไข่ รูปดาว หรือรูปสามแฉกการออกแบบแบบหลังนี้ให้คุณสมบัติการสะท้อนแสงที่ดีกว่า เส้นใยสิ่งทอสังเคราะห์มักถูกดัดงอเพื่อให้มีปริมาณมากในโครงสร้างแบบทอ ไม่ทอ หรือถัก พื้นผิวของเส้นใยอาจเป็นแบบด้านหรือแบบเงา พื้นผิวแบบด้านจะสะท้อนแสงได้มากกว่า ในขณะที่พื้นผิวแบบเงาจะส่งผ่านแสงและทำให้เส้นใยโปร่งใสมากขึ้น

เส้นใยที่สั้นมากและ/หรือไม่สม่ำเสมอเรียกว่าไฟบริลเซลลูโลส ธรรมชาติ เช่นฝ้ายหรือกระดาษคราฟท์ฟอก ขาว แสดงให้เห็นไฟบริลขนาดเล็กที่ยื่นออกมาจากโครงสร้างเส้นใยหลัก^{[ 10 ]}

เส้นใยสามารถแบ่งออกเป็นเส้นใยธรรมชาติและเส้นใยสังเคราะห์ คุณสมบัติของเส้นใยสามารถส่งผลต่อประสิทธิภาพในการใช้งานหลายประเภท วัสดุเส้นใยสังเคราะห์กำลังเข้ามาแทนที่วัสดุแบบดั้งเดิมอื่นๆ เช่น แก้วและไม้ ในการใช้งานหลายประเภทมากขึ้นเรื่อยๆ^{[ 11 ]}ทั้งนี้เนื่องจากเส้นใยสังเคราะห์สามารถออกแบบทางเคมี ทางกายภาพ และทางกล เพื่อให้เหมาะสมกับงานวิศวกรรมทางเทคนิคเฉพาะ^{[ 12 ]}ในการเลือกประเภทของเส้นใย ผู้ผลิตจะต้องสร้างสมดุลระหว่างคุณสมบัติของเส้นใยกับข้อกำหนดทางเทคนิคของการใช้งาน มีเส้นใยหลากหลายชนิดให้เลือกใช้ในการผลิต ต่อไปนี้เป็นคุณสมบัติทั่วไปของเส้นใยธรรมชาติตัวอย่างเมื่อเปรียบเทียบกับคุณสมบัติของเส้นใยสังเคราะห์

ตารางข้างต้นแสดงคุณสมบัติทั่วไปของเส้นใยเท่านั้น ในความเป็นจริงยังมีคุณสมบัติอื่นๆ อีก ซึ่งสามารถอ้างอิงได้ดังต่อไปนี้ (จาก a ถึง z): ^{[ 14 ]}

ความต้านทานต่อประกายไฟ, ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ, สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเชิงเส้น, อุณหภูมิใช้งานต่อเนื่อง, ความหนาแน่นของพลาสติก , อุณหภูมิการเปลี่ยน จากเหนียว เป็น เปราะ , การยืดตัวเมื่อขาด, การยืดตัวเมื่อถึงจุดคราก, ความต้านทานไฟ, ความยืดหยุ่น, ความต้านทานต่อรังสีแกมมา, ความมันเงา, อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะเป็นแก้ว , ความแข็ง , อุณหภูมิการโก่งตัวจากความร้อน , การหดตัว, ความแข็งแง , ความ แข็งแรงดึงสูงสุด , ฉนวนกันความร้อน , ความเหนียว , ความโปร่งใส , ความต้านทานต่อรังสียูวี, ความต้านทาน ปริมาตร, การดูดซับน้ำ, โม ดูลัสของยัง

วิกิมีเดียคอมมอน ส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับเส้นใย

• วัสดุคอมโพสิตเมทริกซ์เซรามิก
• ใยอาหาร
• พืชเส้นใย
• การจำลองเส้นใย
• เส้นใยในเรขาคณิตเชิงอนุพันธ์
• เยื่อกระดาษขึ้นรูป
• แอกซอน – เส้นใยประสาท
• ใยแก้วนำแสง