郭　亞，孫曉婷

(青島大學(xué)紡織服裝學(xué)院，山東青島 266071)

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黃麻纖維的性能及應(yīng)用

郭亞，孫曉婷

(青島大學(xué)紡織服裝學(xué)院，山東青島 266071)

摘要：黃麻纖維是一種性能優(yōu)良、產(chǎn)量高、價格低廉的天然纖維。論述了黃麻纖維的基本結(jié)構(gòu)和性能、黃麻纖維產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用，以及幾種常用的改性處理方法，提出了黃麻纖維在服裝、家紡及產(chǎn)業(yè)用紡織品中存在的問題及應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：黃麻纖維性能應(yīng)用改性處理

0引言

黃麻為一年生草本植物，主要生于熱帶和亞熱帶。黃麻纖維是最廉價的天然纖維之一，它與苧麻、大麻、亞麻、洋麻等同屬于韌皮纖維，被稱為“黃金纖維“，具有吸濕強、涼爽透氣、染色性好、抗張強度大、價格低廉、易生物降解等優(yōu)良特性，其種植和產(chǎn)量僅次于棉花。但黃麻纖維中木質(zhì)素和雜質(zhì)含量相對較高，可紡性差，一般用于制作工作服、鞋類用布、裝飾用布、汽車用布以及地毯和家具等用品。隨著現(xiàn)代紡織技術(shù)的發(fā)展，黃麻纖維的應(yīng)用領(lǐng)域不斷被拓展，相繼出現(xiàn)許多高附加值的新產(chǎn)品，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

1黃麻纖維結(jié)構(gòu)和性能

1.1結(jié)構(gòu)

黃麻屬于纖維素纖維，主要成分為纖維素，另含有半纖維素、木質(zhì)素、果膠等物質(zhì)(見表1)。在幾種常見的麻類纖維中，黃麻纖維的木質(zhì)素含量最高，剛性較大導(dǎo)致其織物硬挺并產(chǎn)生刺癢感?？v向呈竹子節(jié)狀或X型節(jié)狀，纖維細(xì)胞厚度整齊，呈圓筒狀，兩端漸細(xì)，頂端偶呈鈍角形，無轉(zhuǎn)曲，光澤好；橫截面為五角形、六角形或多角形，中間有圓形或橢圓形大小不一的空腔，斷面有傾斜龜裂條痕(如圖1)。黃麻單纖維長度很短，一般為1mm～2.5mm，無法單獨紡紗，需采用成束的工藝?yán)w維進(jìn)行紡紗。黃麻工藝?yán)w維平均斷裂強度為2.7cN/dtex，斷裂伸長率為2.3%～3.5%，胞壁密度為1.21g/cm3，通常用來制作麻繩、麻袋的黃麻工藝?yán)w維長度為80mm～150mm，細(xì)度為18dtex～35dtex；制作麻布的工藝?yán)w維長度為18mm～25mm，細(xì)度為5.5dtex～8.5dtex[1，2]。

表1　幾種纖維的化學(xué)成分對比

圖1黃麻纖維橫截面

黃麻纖維截面為不規(guī)則的多角形，紗線及織物易產(chǎn)生漫反射現(xiàn)象，同時，纖維初始模量大，產(chǎn)品挺括大方、懸垂典雅、紋理自然、色調(diào)柔和，無矯揉造作之感，給人以淳樸、親和的視覺感受。將黃麻獨特的紋理與現(xiàn)代風(fēng)格相融合，通過紋路與色彩的豐富變化，呈現(xiàn)出一種簡約、優(yōu)雅的自然韻味[3]。

1.2性能

1.2.1熱濕舒適性

黃麻纖維中的纖維素等物質(zhì)含有大量親水性基團(tuán)，另外由于具有不規(guī)則的截面形狀，可以形成毛細(xì)效應(yīng)，具有極好的吸放濕性能，可快速的排出人體產(chǎn)生的汗液，調(diào)節(jié)人體與外界環(huán)境之間的微氣候，使人體始終處于一種熱濕平衡的適宜環(huán)境中，穿著舒適性好。

1.2.2抗菌性

黃麻纖維具有天然抗菌性，目前對其抗菌機理主要有兩方面的作用：一是黃麻纖維獨特的孔腔結(jié)構(gòu)，纖維內(nèi)部富含氧氣，致使厭氧菌無法生存；二是黃麻纖維本身含有麻鑿醇等抗菌物質(zhì)，抑制了細(xì)菌的生長和繁殖，甚至將其殺死[4]。對黃麻纖維織物進(jìn)行的接觸法抗菌實驗結(jié)果顯示，12h后金黃色葡萄球菌的存活率僅為6%，大腸桿菌為8%。

1.2.3抗紫外線

由于黃麻纖維具有不規(guī)則的橫截面結(jié)構(gòu)，對光波和聲波可以起到很好的反射和消散作用，制成的織物有較強的抗紫外線功能，既環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，又有益于人體健康。

2黃麻纖維產(chǎn)品的開發(fā)與應(yīng)用

2.1服飾用品

黃麻纖維面料舒適性好，涼爽、透氣、易生物降解，且價格低廉，是麻類服裝較理想的天然原料。雖然目前黃麻纖維制品在高檔服飾產(chǎn)品的開發(fā)中存在很多不足，但是隨著其面料品種和性能的不斷改進(jìn)，在服飾用品中受到了越來越多的關(guān)注。產(chǎn)品主要用于襯衫、裙子、夾克衫等，完全可替代中高檔苧麻、亞麻類服裝制品。

將黃麻紗線與棉、滌綸進(jìn)行混織，形成具有雙重特性的針織物。該混織面料可在外觀上呈現(xiàn)出黃麻織物粗獷、挺括的風(fēng)格，給人一種樸實、自然的田園享受；同時可改善黃麻織物手感粗硬和滌綸織物透氣性差、易氣球等缺點。并可通過組織花型結(jié)構(gòu)以及顏色的多種搭配提高混織面料的設(shè)計和應(yīng)用[5]。

在對黃麻混紡面料進(jìn)行服裝組織結(jié)構(gòu)設(shè)計時，既可采用折褶的工藝手法形成豐滿的輪廓特征，又可通過抽褶的裝飾手法形成自然褶裥，并在衣擺處進(jìn)行散邊、脫線，以無明顯收腰的寬松款式為主，設(shè)計出優(yōu)雅、愜意的時尚麻類服裝。

2.2家紡用品

黃麻紗線顏色偏黃，自然、古樸，非常適合用于暖色調(diào)的臥室裝飾用品?？捎命S麻纖維編織成方形、扇形、圓筒形等多種形狀的燈罩，織物透光性好，外觀挺括、簡潔實用，呈現(xiàn)出溫馨、浪漫的風(fēng)格。黃麻與合成纖維的混紡織物還可以用于織造輕型窗簾。

黃麻纖維與毛、粘膠、聚丙烯或聚丙烯腈等進(jìn)行混紡制成的粗支紗，可采用簇絨、槍刺等手段生產(chǎn)各類毛毯、地毯、裝飾物等，與純羊毛毛毯相比耐磨性好，具有較高的強力、伸長和較好的熱絕緣性，價格卻遠(yuǎn)低于純羊毛毯[6]。而且，由于黃麻纖維具有防蟲、防螨、天然抑菌等性能，可避免滋生病菌。

2.3包裝用品

黃麻纖維與其他麻類纖維相比，色澤更亮麗，混紡后經(jīng)漂白、染色和涂層，可給人以淳樸、舒適、簡約的美學(xué)風(fēng)格，是制作手工藝品和包裝用品的最佳天然纖維材料。而且，由于黃麻纖維具有抑菌、防霉、防潮等特性，可作為食品、蔬菜、酒類、茶葉等的外包裝材料[7]。

由于電子產(chǎn)品在儲存和運輸過程中，極易受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生質(zhì)變，因此，對其包裝材料必須要具有防水、防潮等防護(hù)性能。采用黃麻纖維制作的禮品袋，既可以防止手機、相機等電子產(chǎn)品受潮，又能給產(chǎn)品增添一些自然之風(fēng)，讓人感受到返璞歸真的純樸氣息。

2.4產(chǎn)業(yè)用品

目前黃麻在產(chǎn)業(yè)用品中主要以復(fù)合材料和土工布的形式出現(xiàn)。黃麻復(fù)合材料具有低成本、高模量、耐沖擊、耐腐蝕等優(yōu)點。35%的黃麻與65%的熱塑性樹脂(聚丙烯)合成的復(fù)合材料—“麻塑粒子”，其物理機械性能優(yōu)于純聚丙烯，綠色環(huán)保、可生物降解，可代替木材，廣泛用于汽車制造、家具、房屋、管件等。

將黃麻纖維下腳料織成獨特網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的管狀物，生產(chǎn)出的土工布可改善土壤微環(huán)境，降低水流速度，增加土壤滲入量，防止產(chǎn)生溝蝕，具有很好的水土保持效果。主要用于控制水土流失；水庫、堤壩和高速公路等的邊坡加固；防止土壤沙漠化；環(huán)境裝飾等方面[8]。

黃麻纖維進(jìn)行阻燃處理后，可與聚丙烯纖維混合針刺制成非織造汽車內(nèi)飾材料，該襯板材料的頂破強力、斷裂強力以及透氣性能均能滿足汽車行業(yè)的要求，而且含有大量天然黃麻纖維，與現(xiàn)在廣泛使用的玻璃纖維等內(nèi)飾材料相比，具有價格低廉、環(huán)保性好等優(yōu)點[9]。

3黃麻纖維的改性處理

由于黃麻單纖維太短，木質(zhì)素含量高，脫膠困難，纖維粗硬，導(dǎo)致其可紡性差，服用性能受到影響。因此可采用物理或化學(xué)方法對纖維進(jìn)行改性，以提高其纖維制品的可紡性和最終服用性能。

3.1黃麻纖維的精細(xì)化

雖然黃麻纖維可以解決長度問題，但一般纖維較粗，難以紡制高支紗，因此，必須對其進(jìn)行精細(xì)化脫膠處理，是指通過一種或幾種脫膠工藝制得更高細(xì)度的黃麻纖維。目前最常用的細(xì)化方法是化學(xué)脫膠、微生物脫膠、生物化學(xué)聯(lián)合脫膠、生物酶脫膠等。

金佳燕等[10]利用化學(xué)助劑和堿液的共同作用，去除黃麻纖維中的膠質(zhì)，使纖維徑向均勻，然后通過梳理和牽伸，使纖維沿軸向劈裂，纖維間相互滑移，減少了工藝?yán)w維截面的單纖維根數(shù)，在保證纖維長度的前提下，使其細(xì)度明顯變細(xì)，比去除部分非纖維素物質(zhì)所能達(dá)到的細(xì)度更細(xì)，精細(xì)化效果更佳。

李亞濱等[11]采用多種生物酶制劑對黃麻纖維進(jìn)行處理，通過測試分析總結(jié)出，不同成分的酶制劑對黃麻纖維外觀和性能有不同程度的影響。在酶處理前可使用雙氧水對纖維進(jìn)行預(yù)處理，可明顯提高纖維表面膠質(zhì)和木質(zhì)素的去除率，強度和徑向均勻度也有明顯改善。而且生物酶不含有毒的化學(xué)成分，可在低溫下進(jìn)行，具有較好的生態(tài)節(jié)能效用。

3.2黃麻纖維的柔軟化

韓菊等[12]采用環(huán)氧交聯(lián)劑(二甘醇二縮水甘油醚)對黃麻纖維進(jìn)行改性處理，并對交聯(lián)溫度、交聯(lián)時間以及交聯(lián)劑用量等因素對黃麻纖維物理性能的影響程度進(jìn)行分析。結(jié)果表明，環(huán)氧交聯(lián)劑具有明顯的交聯(lián)作用，使黃麻纖維的斷裂伸長率和柔軟度都得到明顯的改善。

利用生物酶和化學(xué)柔軟整理劑相結(jié)合的方法對黃麻/棉針織物進(jìn)行柔軟處理，可以充分發(fā)揮化學(xué)方法的強除雜和生物酶方法的溫和高效，使其在達(dá)到整理效果的同時，改善黃麻/棉針織物的柔軟性，減輕織物的刺癢感，降低整理后黃麻/棉針織物強度的損失和對其他服用性能指標(biāo)的影響[13]。

3.3黃麻纖維的羊毛化

黃麻纖維與粗羊毛具有相似的物理機械性能，但由于羊毛纖維具有卷曲結(jié)構(gòu)，因此可使用堿液對黃麻進(jìn)行改性處理，使其具有羊毛的卷曲外觀，以改善其彈性、柔軟性和可紡性。

黃麻纖維的羊毛化處理是指在一定溫度下，用一定濃度的氫氧化鈉溶液對處于松弛狀態(tài)的黃麻纖維進(jìn)行浸漬處理，賦予纖維羊毛狀的卷曲外觀，其卷曲率、強度、伸長率都有所提高。而且，隨著NaOH濃度的升高，黃麻纖維的卷曲率提高，強力降低。羊毛化處理雖然去除了纖維中的部分木質(zhì)素、半纖維素和果膠，同時也去除了有用的蠟質(zhì)，使纖維受到損傷，易脆折，難以達(dá)到紡紗要求，因此，可采用氨基硅微乳對堿液浸漬后的黃麻纖維進(jìn)行處理，使被損壞的纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)得以調(diào)整和修復(fù)，改善其可紡性[14]。

3.4黃麻纖維的表面改性

黃麻纖維價格低、質(zhì)量輕，具有較高的強度和模量，適合作樹脂復(fù)合材料的增強體。但由于黃麻纖維獨特的分子結(jié)構(gòu)與組成，使其表現(xiàn)出較強的極性和親水性，而樹脂屬于疏水性物質(zhì)，兩者間的相容性較差，影響復(fù)合材料的性能[15]。因此，可在復(fù)合材料制備前對黃麻纖維進(jìn)行適當(dāng)表面改性處理，增強纖維與樹脂間的粘合性，提高材料的強度。

湯棟等[16]分別采用堿處理、氰乙基化、輕度乙?；?種方法對黃麻纖維氈進(jìn)行改性處理，通過對復(fù)合材料的拉伸強度和彎曲強度的測試分析，5種改性方法均可降低黃麻纖維的結(jié)晶度與表面能，提高了纖維與樹脂界面的相容性，同時拉伸和彎曲性能得到增強。

劉曉燁等[17]將MPP乳液與NaOH溶液按一定比例組合對黃麻/聚丙烯增強復(fù)合材料進(jìn)行表面改性處理，經(jīng)過二者的表面涂覆作用后，黃麻纖維的吸濕率下降、熱穩(wěn)定性提高，與聚丙烯具有較好的相容性，力學(xué)性能得到進(jìn)一步改善。

4黃麻纖維應(yīng)用中存在的問題

由于黃麻纖維自身的缺點，使其在傳統(tǒng)紡紗形式上受到一定限制，因此，黃麻纖維的加工方法相對其他天然纖維有很大的不同：在對纖維的混紡以及織造、染色、后整理等加工方面也存在一定困難，致使黃麻纖維長期以來只能被大量用于工業(yè)中，品種較單一，限制了其在高檔服裝、家紡面料中的應(yīng)用[18]。但由于黃麻纖維具有多種優(yōu)良性能，可以利用其特性開發(fā)出更多品種的的黃麻產(chǎn)制品，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，滿足人們的需求。

5結(jié)語

黃麻纖維作為一種生態(tài)環(huán)保纖維，能以廉價的原料生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品，獲得良好的社會經(jīng)濟(jì)效益。但對于消費者來說黃麻纖維制品的應(yīng)用局限于麻繩、麻袋、地毯底襯等低檔產(chǎn)品，而對黃麻纖維的服用、家紡、產(chǎn)業(yè)用制品則比較陌生，因此，必須要加快對黃麻纖維加工技術(shù)的深入研究，提高紗線支數(shù)，改善后整理工藝，開發(fā)出更多精細(xì)紡織面料和產(chǎn)業(yè)用復(fù)合材料。隨著黃麻纖維外觀和服用性能的不斷完善，黃麻制品定會以其獨特的風(fēng)格和性能吸引廣大消費者。

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中圖分類號：TS102

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-5580(2016)02-0178-04

收稿日期：2015-12-21

第一作者：郭亞(1992-)，女，碩士研究生，研究方向：紡織材料與紡織品設(shè)計。