羅佳妮，王 冰，鄒漢濤，張如全，左丹英

(武漢紡織大學(xué) 新型紡織材料綠色加工及其功能化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430200)

1 引言

麻纖維在中國的資源和品種比較豐富，已經(jīng)開發(fā)使用的麻纖維主要有苧麻、亞麻、大麻、黃麻、洋麻和羅布麻，此外還有劍麻(西沙爾麻)、菠蘿麻(鳳梨麻)、椰殼麻、蕉麻以及苘麻和蕁麻[1]。麻纖維制品性能優(yōu)良：苧麻制品抑菌效果好、吸濕散熱快，還具備防腐能力；亞麻制品是衛(wèi)生產(chǎn)品，表現(xiàn)出良好的熱濕舒適性，其抗菌效果顯著；大麻制品對(duì)人體皮膚好，還兼具抗菌防霉、防紫外線的優(yōu)點(diǎn)；黃麻制品手感粗硬但強(qiáng)度高，且吸濕性和耐磨性均較好；羅布麻制品具有藥理作用如幫助人體降壓，還能發(fā)射遠(yuǎn)紅外。

非織造產(chǎn)品工藝流程短、生產(chǎn)成本低、性能優(yōu)良、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)量大、對(duì)纖維要求低且品種規(guī)格易選擇，亦能通過處理制成各種合成材料，行業(yè)發(fā)展迅猛。將麻纖維作為原料生產(chǎn)的高性能非織造產(chǎn)品具有較高的技術(shù)含量和經(jīng)濟(jì)效益。如落麻纖維，早期在麻纖維紡織過程難以利用，經(jīng)非造工藝獲得了更高的附加值，其應(yīng)用領(lǐng)域得到拓展。

當(dāng)今全球能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，人們環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，麻纖維非織造產(chǎn)品以其質(zhì)量高、可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)性愈發(fā)受到人們的青睞。本文按最終用途將麻纖維非織造產(chǎn)品分為農(nóng)業(yè)材料、建筑結(jié)構(gòu)材料、過濾材料、土工材料、醫(yī)療衛(wèi)生材料、汽車內(nèi)飾材料、其它產(chǎn)業(yè)用材料等，分別從以上幾方面綜述了麻纖維在非織造產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用與發(fā)展，并對(duì)其發(fā)展提出建議和展望。

2 麻纖維在非織造領(lǐng)域的應(yīng)用

2.1 農(nóng)業(yè)材料

2.1.1農(nóng)用地膜

農(nóng)用地膜可以保護(hù)農(nóng)作物幼苗并起到促進(jìn)發(fā)育的作用，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大量使用，由于難降解，會(huì)給環(huán)境造成較大的污染[2-3]。采取天然纖維如麻纖維開發(fā)的可生物降解地膜可以在很大程度上改善此類污染。

劉陶等人[4]將亞麻和蠶絲纖維的下腳料通過手工鋪網(wǎng)經(jīng)粘合劑浸漬后加熱固化的方式制成了農(nóng)用地膜。經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)其應(yīng)用性能優(yōu)良，說明制造的麻/絲混合纖維非織造布作為農(nóng)用地膜是可行的，且回收利用了麻、絲的下腳料，節(jié)約了資源，提高了附加值；羅慧等人[5]將30%的黃麻纖維與70%的皮芯型低熔點(diǎn)纖維制成了復(fù)合非織造地膜，氣流成網(wǎng)和模壓工藝保證了地膜材料有較好的力學(xué)性能，同時(shí)地膜可完全降解，不會(huì)造成環(huán)境污染。

2.1.2人工草坪基質(zhì)

建坪種草是為了避免水土流失，維持良好的生態(tài)環(huán)境。傳統(tǒng)土培草坪培植費(fèi)時(shí)、生產(chǎn)成本較高，且在草坪移植時(shí)會(huì)給培植地的土層帶來嚴(yán)重?fù)p害。而培植人工草坪具有鋪裝便捷、清潔衛(wèi)生、成本低等特點(diǎn)，是傳統(tǒng)土培草坪不可比擬的[6]。

許家英等人[7]將不同配比的滌、麻、絲非織造布作為人工草坪的基質(zhì)進(jìn)行種植實(shí)驗(yàn)，克服了傳統(tǒng)草坪培育高成本和移植時(shí)損害土層的缺點(diǎn)，能為草種生長(zhǎng)補(bǔ)充所需要的養(yǎng)分，且制造的人工草坪成本可以低于1.9元/m2，不超過市售人工草坪的價(jià)格；陶金[8]按1∶1的比例將稻秸稈纖維與麻纖維利用針刺技術(shù)制成非織造布，產(chǎn)品的各個(gè)性能指標(biāo)如斷裂強(qiáng)力、吸濕性、透濕性等均優(yōu)于純稻秸稈非織造布，具有較高的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

2.1.3無土栽培基質(zhì)

無土栽培的核心是以人工基質(zhì)取代土壤栽培作物，基質(zhì)可添加營養(yǎng)劑來提供作物生長(zhǎng)所需要的養(yǎng)分[9]。近年來，非織造布憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)在無土栽培領(lǐng)域發(fā)展迅速，其中可自然降解的非織造布，符合環(huán)保理念。

王思思等人[10]以針刺工藝將苧麻落麻纖維和聚乳酸纖維制成非織造布，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，種植在以非織造布作為無土栽培基質(zhì)的小麥草，97.7%的種子成功發(fā)芽且生長(zhǎng)健康、狀況良好，說明制得的非織造布適宜作為無土栽培的基質(zhì)；王洪等人[11]在紅麻纖維中加入低熔點(diǎn)纖維，在氣流成網(wǎng)的基礎(chǔ)上再經(jīng)熱風(fēng)粘合制成非織造布，結(jié)果證明其透氣性能好、拉伸性能滿足卷裝要求，可作為一種種植基材用于無土栽培，種植效果較好；德國薩克森研究所采用縫編工藝制備草坪培育基質(zhì)用亞麻纖維非織造布，用縫合線將草種均勻地縫制其中，可在河岸或斜坡上進(jìn)行鋪置，在保證草種發(fā)芽的同時(shí)還能有效避免水土流失[12]。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)材料

繼木材、鋼材、水泥之后，非織造布憑借其生產(chǎn)效率高、流程短、成本低、產(chǎn)量大等優(yōu)勢(shì)以及獨(dú)特的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，成為公認(rèn)的第四種新型建筑材料，可以用作排水、過濾、防滲、防漏、隔離、加固、保護(hù)材料等[13]。麻纖維復(fù)合材料作為建筑材料時(shí)維護(hù)工作量小，多用于商業(yè)和民用建筑[14]。

王瑞等人[15]將脫膠后的亞麻纖維進(jìn)行梳理，通過針刺技術(shù)制得了具有一定膨松度、拉伸和彎曲性能較低的非織造布復(fù)合材料，適合作為一般承載或非承載的結(jié)構(gòu)材料。而在亞麻中加入不飽和聚酯纖維經(jīng)模壓加工成非織造布可制作成型良好的復(fù)合材料板材及異型件，且不會(huì)出現(xiàn)褶皺與破洞[16]；J Claramunt等人[17]研究了波特蘭水泥作為基體和亞麻非織造材料作為加固件的立面部件的機(jī)械性能和耐久性。測(cè)試結(jié)果表明，用經(jīng)過濕干處理的亞麻非織造布開發(fā)的復(fù)合材料具有很高的性能，以及足夠的耐久性；GN Ramaswamy等人[18]將洋麻纖維與聚丙烯以80∶20的比例，通過針刺或熱粘合制成洋麻非織造基布，再與聚酯表面氈制成的層壓材料性能良好。洋麻非織造布還可用作墻面覆蓋物、封邊材料和其他層壓材料。

2.3 過濾材料

過濾材料是日常生產(chǎn)生活中不可或缺的一部分。一般在工業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)中都會(huì)應(yīng)用到氣體或液體的過濾裝置，而過濾裝置中最重要的就是過濾介質(zhì)。紡織材料作為過濾介質(zhì)可過濾氣體和液體，其應(yīng)用以食品生產(chǎn)行業(yè)為主[19]。隨著復(fù)合化和纖維的微細(xì)旦化的發(fā)展，非織造濾材的過濾性能大大提高，發(fā)揮著越來越重要的作用[20]。目前，開發(fā)有效去除廢水中金屬離子的可生物降解非織造濾材是研究的重點(diǎn)。

WE Marshal等人[21]用檸檬酸處理可生物降解亞麻/棉纖維非織造布，研究了其對(duì)廢水中的銅離子的吸附效果。結(jié)果顯示，經(jīng)檸檬酸處理的亞麻及亞麻/棉混紡非織造布可快速去除廢水中金屬離子。與純棉和亞麻/棉 50/50混紡非織造布相比，亞麻含量更多(含100%亞麻和75%亞麻)的非織造布吸附銅離子的效果更明顯。

2.4 土工材料

非織造土工材料大約占有土工材料的70 %，其不僅在道路修建、橋梁修理、海岸防護(hù)、堤壩加固方面有廣泛應(yīng)有，還可用于房屋地基防護(hù)及農(nóng)業(yè)排水系統(tǒng)等。出于對(duì)環(huán)境和資源的考慮，在水土、環(huán)境治理及防護(hù)等方面以可自然降解的天然纖維為原料的土工布逐漸代替了原來難以生物降解的高分子合成材料產(chǎn)品。

李素英[22]采用針刺非織造技術(shù)，以廢棉纖維為基層、聚丙烯纖維為芯層、麻纖維表層，按棉∶麻∶PP=2∶3∶5的質(zhì)量比，加工成疊層復(fù)合材料，可用作公路護(hù)坡生態(tài)毯，生態(tài)毯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其具有優(yōu)良的吸水保溫性及高強(qiáng)低伸的力學(xué)性能，有助于植物扎根以及護(hù)坡，腐化后也會(huì)變成肥料供植物生長(zhǎng)，環(huán)保效果好[23]。

美國曾用網(wǎng)狀黃麻控制水土流失，隨后印度、孟加拉、中國等生產(chǎn)的黃麻、紅麻土工布除控制水土流失外還可防止土壤沙化，其它應(yīng)用還包括保護(hù)河床、再造植被、改造沙漠以及提高農(nóng)作物產(chǎn)量。東華大學(xué)非織造研究中心開發(fā)的機(jī)械性能良好的黃紅麻針刺非織造布，經(jīng)浙江蕭山麻研究所的種植試驗(yàn)證明，采用黃紅麻制備的非織造布有助于種子生長(zhǎng)。除黃紅麻外，亞麻非織造土工織物因其各向異性小、結(jié)構(gòu)緊湊、具有開放結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，應(yīng)用潛力很大[24]。

2.5 醫(yī)療衛(wèi)生材料

麻纖維是制造醫(yī)用衛(wèi)生非織造布的原料之一，其具有高吸收性、良好的抑菌性、易于消毒等優(yōu)點(diǎn)。

王樹源等人[25]采取水刺加固工藝將天然抗菌的漢麻纖維和具有高吸水性的粘膠纖維加工成非織造醫(yī)用敷料，其具有微孔結(jié)構(gòu)，生物相容性好，還有抗菌抑菌功效，抑菌率不低于90%，適于創(chuàng)面的護(hù)理。

2.6 汽車內(nèi)飾材料

麻纖維汽車內(nèi)飾材料具有優(yōu)良的抑菌、抗菌和保健等效果，其吸放濕，快有利于調(diào)節(jié)車內(nèi)微氣候。質(zhì)地粗硬的黃麻一般作為基材制造針刺地毯或車用針刺氈，亞麻與其它纖維混合制造的復(fù)合材料也可用于汽車零部件、裝飾及包裝材料等[26]。

陳超等人[27]將質(zhì)量比為60∶40的黃麻氈與PP膜在180℃、10 MPa的條件下熱壓9 min制備了彎曲強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度較優(yōu)的復(fù)合材料。其作為汽車內(nèi)飾材料強(qiáng)力高、韌性好、質(zhì)輕且不易變形、低碳環(huán)保；何宏等人[28]通過針刺和模壓工藝，在聚丙烯纖維基體中加入黃麻纖維，制成PET/PP非織造復(fù)合材料。測(cè)試發(fā)現(xiàn)非織造布中黃麻纖維所占的比例越大，其彎曲性能和隔熱性能越好，尺寸穩(wěn)定性及吸水性也有所提高。

近年來，非織造布已經(jīng)成為汽車工業(yè)中的常見紡織品之一，特殊結(jié)構(gòu)的非織造材料可用作吸聲材料，天然黃麻纖維[29]和椰殼纖維[30]均具有優(yōu)異的吸聲減噪效果。HR Gu等人[31]采用針刺非織造工藝，制備PP/低熔點(diǎn)PET纖維/紅麻非織造布，研究了其用于汽車立柱飾件的吸聲性能。發(fā)現(xiàn)較大的針刺深度和較高的低熔點(diǎn)PET纖維的比例，是影響低孔徑非織造布吸聲性能的重要因素；周勇等人[32]通過熱粘合預(yù)定型以及熱壓成型技術(shù)將黃麻纖維和皮芯型聚酯纖維混合加工，制造的復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的吸音降噪效果，適宜生產(chǎn)汽車內(nèi)飾產(chǎn)品。

在汽車工業(yè)，我國汽車襯墊和內(nèi)飾板多用黃麻和亞麻制造[33]，MFA Rasyid等人[34]研究了非織造亞麻纖維增強(qiáng)聚酯樹脂(NWFA)生物復(fù)合材料，目的是為了解決報(bào)廢車輛的材料降解或回收問題。

2.7 其它產(chǎn)業(yè)用材料

苧麻、漢麻、亞麻、紅麻等纖維可用于紡織、建筑、汽車等行業(yè)，也可作為生產(chǎn)強(qiáng)度高、重量輕的復(fù)合材料的可再生原料[35]。

趙建明[36]通過對(duì)苧麻下腳料適當(dāng)?shù)念A(yù)處理并與滌綸纖維混合，采取針刺工藝制成具有良好吸放濕性能、透氣性能、防霉抗菌及一定的強(qiáng)力和彈性的苧麻非織造布，特別適用于鞋用襯墊材料，還可制成高級(jí)地毯底布、彈簧床墊及汽車內(nèi)飾材料(包括轎車行李倉的襯墊和覆蓋材料、簇絨地毯底布、針刺模壓毯以及沙發(fā)軟墊材料)等。

漢麻纖維可用于土工布、汽車吸音材料、壁板和屋面板等的制造[37]。辛丹維[38]以漢麻纖維為原料經(jīng)熱軋工藝制備的漢麻非織造布，不僅吸水性能好、機(jī)械強(qiáng)度高，擁有良好的干、濕態(tài)力學(xué)性能，還表現(xiàn)出抗菌的效果。

黃麻纖維耐磨，除了擁有良好的隔熱性能，還具有較高的斷裂強(qiáng)度，適用于制造針刺地毯的底布，其非織造針刺氈可作為軟體家具的內(nèi)襯或填料；亞麻和大麻纖維具有良好的吸油性能，改性后制成吸液墊材，可用于除污行業(yè)[39]；堿處理過的黃麻與ES纖維經(jīng)針刺熱軋加工，可制成機(jī)械性能優(yōu)良的非織造復(fù)合板材[40]；用黃、紅麻或亞麻的廢麻加工制成的非織造麻氈，可用于制作床墊、沙發(fā)、保溫墊毯等，也可用作汽車內(nèi)殼填充材料及工業(yè)包裝用料等[41]；亞麻無塵非織造布應(yīng)用于餐飲行業(yè)，其產(chǎn)品包括無塵餐巾紙、餐具包覆材料等[42]。在軍用領(lǐng)域，紅麻非織造布和芳綸環(huán)氧復(fù)合材料可制成彈道襯墊[43]。

3 麻纖維在非織造領(lǐng)域的發(fā)展

雖然麻纖維非織造產(chǎn)品具有低成本、高生產(chǎn)效率、綜合性能優(yōu)異等特點(diǎn)，但為使其擁有更高的附加值，目前還需進(jìn)行深入研究，可從以下幾方面入手。

3.1 麻纖維非織造產(chǎn)品高性能化

高性能紡織材料對(duì)紡織品的發(fā)展具有重要意義。利用納米技術(shù)處理麻纖維，開發(fā)拒水、拒油、柔軟、透氣的高性能非織造布，可用于醫(yī)療等特種行業(yè)；采用石墨烯等對(duì)麻纖維表面進(jìn)行處理，可制備高強(qiáng)度的麻纖維制品；利用碳納米管摻雜改性麻纖維，可制備電磁屏蔽非織造布，用于軍事、醫(yī)療、生活等領(lǐng)域；采取原位聚合方法在麻纖維非織造布表面鍍金屬，可用于研發(fā)耐磨、耐水洗、電學(xué)性能穩(wěn)定的工業(yè)用高性能導(dǎo)電紡織品。

3.2 麻纖維非織造產(chǎn)品多功能化

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，單一功能的產(chǎn)品難以滿足各種需求，利用現(xiàn)有的功能整理技術(shù)，開發(fā)多功能的麻纖維非織造布顯得尤為重要。麻纖維非織造布經(jīng)抗靜電整理、阻燃整理、抗菌整理、親水整理、拒水拒油整理等，可開發(fā)多功能的產(chǎn)品。如采用特殊的工藝，研發(fā)抗菌、防病蟲害的麻纖維非織造地膜材料，抗靜電、易去污的醫(yī)療用品以及阻燃防水、防油防污的汽車內(nèi)飾材料。此外，儲(chǔ)熱調(diào)溫麻纖維制品、柔性熱防護(hù)麻纖維非織造材料、阻燃隔熱材料等都具有很高的研究?jī)r(jià)值。

3.3 麻纖維非織造產(chǎn)品智能化

智能化是紡織品發(fā)展的主要方向之一。將麻纖維與智能材料復(fù)合，并結(jié)合電子信息技術(shù)、光纖傳感技術(shù)，開發(fā)出智能化麻纖維非織造產(chǎn)品，可用于醫(yī)療、軍事及航天等領(lǐng)域。如利用光傳感技術(shù)研發(fā)的麻纖維非織造材料，用于汽車座椅套可測(cè)出乘坐人的體溫、體重，進(jìn)而針對(duì)性自動(dòng)調(diào)節(jié)車內(nèi)溫度；將相變蓄熱技術(shù)與非織造技術(shù)結(jié)合起來，開發(fā)以麻纖維為原料的高科技智能調(diào)溫材料，可滿足目前節(jié)能、環(huán)保的要求。

3.4 麻纖維非織造產(chǎn)品生態(tài)化

利用超聲波、纖維素酶脫膠技術(shù)對(duì)麻纖維進(jìn)行脫膠處理，消除現(xiàn)有化學(xué)脫膠對(duì)環(huán)境污染大、對(duì)纖維有損傷的弊端；采用生物酶拋光技術(shù)對(duì)麻纖維非織造布處理，改善麻纖維非織造布的手感，開發(fā)親膚舒適醫(yī)療衛(wèi)生用品；利用麻纖維天然可降解的特點(diǎn)，與其它可降解的材料相復(fù)合，開發(fā)生態(tài)、綠色、環(huán)保的麻纖維復(fù)合產(chǎn)品。

3.5 麻纖維非織造產(chǎn)品復(fù)合化

在麻纖維非織造布生產(chǎn)過程中，可將麻纖維與其他材料復(fù)合，或采用多種生產(chǎn)工藝結(jié)合的方式，提高麻纖維非織造布的性能和附加值。如在非織造布成網(wǎng)階段，利用麻纖維梳理成網(wǎng)/漿粕氣流成網(wǎng)制備高吸濕性的擦拭材料、尿布及衛(wèi)生巾芯材料；利用麻纖維下腳料濕法成網(wǎng)制備強(qiáng)力高、吸濕放濕快的麻纖維非織造材料，有望用于強(qiáng)度較高的包裝材料；利用麻纖網(wǎng)水刺與濕法成網(wǎng)復(fù)合，制備產(chǎn)品強(qiáng)力高、柔軟、不掉毛屑的服裝內(nèi)襯。也可采用后整理技術(shù)，對(duì)麻纖維非織造布進(jìn)行覆膜、疊層等，制備麻纖維復(fù)合非織造材料。此外，麻纖維非織造布也可以作為增強(qiáng)材料，與高性能樹脂進(jìn)行復(fù)合，制備高強(qiáng)度復(fù)合材料。

3.6 麻纖維非織造產(chǎn)品多領(lǐng)域化

近年來，麻纖維非織造布多用于土工建筑、農(nóng)林漁業(yè)等日常生活領(lǐng)域，未來麻纖維非織造技術(shù)應(yīng)開發(fā)涵蓋醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、交通運(yùn)輸、國防軍工及航空航天等高精尖領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)麻纖維非織造產(chǎn)品應(yīng)用的多領(lǐng)域化。

當(dāng)下，應(yīng)抓緊紡織新技術(shù)跟進(jìn)、后加工處理設(shè)備的研制及引進(jìn)，提升麻纖維非織造布產(chǎn)品的質(zhì)量與性能，實(shí)現(xiàn)高性能化、多功能化、智能化、生態(tài)化、復(fù)合化及多領(lǐng)域化開發(fā)，適應(yīng)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、智能創(chuàng)新的發(fā)展要求，開拓國際市場(chǎng)，帶動(dòng)國內(nèi)市場(chǎng)，促進(jìn)麻纖維非織造布在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

4 結(jié)論

麻纖維資源豐富，品種眾多，廉價(jià)、舒適、環(huán)保，其非織造材料的研發(fā)符合當(dāng)今綠色環(huán)保的發(fā)展理念。麻纖維非織造產(chǎn)品性能優(yōu)異，廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、建筑結(jié)構(gòu)、過濾、土工、醫(yī)療衛(wèi)生、汽車和其他產(chǎn)業(yè)用材料領(lǐng)域，具有可觀的社會(huì)效益和發(fā)展?jié)摿ΑＬ嵘夹g(shù)、研發(fā)高附加值產(chǎn)品、擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)麻纖維非織造產(chǎn)品的高性能化、多功能化、智能化、生態(tài)化、復(fù)合化及多領(lǐng)域化是今后的努力方向。

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