亞麻纖維的特點及其應用前景

丁 帥，王德保，鄭鵬程

（1.山東省紡織科學研究院，山東 青島266032；2.山東省特種紡織品加工技術重點實驗室，山東 青島266032）

亞麻是一種悠久的高性能環(huán)保型纖維，很多情況下可以替代棉纖維和合成纖維，在紡織工業(yè)上的應用非常廣泛。

大量生產高聚合纖維比較困難，若將高聚合纖維廣泛應用于紡織產品，化學穩(wěn)定性非常重要。即在織物整理和護理過程中，高溫高濕環(huán)境下，與各種化學物質共同作用而保持自身的性能穩(wěn)定。亞麻在稀釋的弱酸中能夠保持性能不變，但遇到強酸或者濃酸，將會起化學反應。亞麻纖維在強堿中性能穩(wěn)定，用強堿沖洗性能不會發(fā)生變化。亞麻纖維可作為特種紡織品應用于特殊場合。亞麻類服裝具有視覺效果好、穿著舒適、吸濕排汗、抗菌防皺等特點［1］。

1 亞麻纖維簡介

亞麻是亞麻科的一年生草本植物，在生長過程中能適應不同的溫度和地形，因此遍布世界各地。亞麻歷史悠久，距今已有1萬年的歷史。亞麻纖維的進化是個復雜的過程，受土壤環(huán)境和外界環(huán)境影響比較大。

亞麻纖維來自于亞麻植物的莖，在顯微鏡下觀察，亞麻纖維內部中空，橫切面呈多邊形，見圖1。纖維束包含很多獨立的細胞，長度從6～65 mm不等，直徑大約0.02mm。它們大多是透明的，象一根非常光滑的管子。纖維之間沒有卷繞，這與棉纖維非常不同。一段纖維上，最長部分的長度往往是最短部分長度的幾倍。有的地方會有一些節(jié)點以及纖維相互交錯。亞麻纖維的細胞壁非常厚，呈多邊形。不成熟的亞麻纖維橫截面是橢圓形的，而且細胞壁更厚［2］。

圖1 亞麻纖維縱面圖

亞麻纖維被一層薄薄的樹皮包裹，所以必須通過浸透腐爛的方法去掉樹皮，得到纖維。亞麻的莖經過預先處理得到纖維束，纖維束是呈環(huán)狀的軟組織層，由無數(shù)小纖維交錯而成。每把纖維束大約有約40根小纖維，平均長度是25mm。纖維束布滿整個莖，所以取材非常豐富。最終的亞麻纖維主要由纖維素組成，中間層主要由膠質物質組成，也有些含有木質素，木質素的含量通常很少，在顯微鏡下觀察才能發(fā)現(xiàn)。亞麻纖維表面由許多“節(jié)”組成，這主要是纖維束從亞麻莖移出，多次變形引起的［3］。

亞麻莖的大部分都被亞麻纖維束所占據(jù)，由于微生物的作用，在生物降解過程中，這些纖維束會從干莖中剝離出來。基于這個原因，干莖往往被砍下放置在草地上或者浸泡在水里。這個方法有助于分解纖維束和莖之間的膠質，使分離過程更容易。如果莖沒有有效地通過生物降解與纖維束分離，那么將纖維束中的木質成分用機械分離也會非常困難。另一方面，超強的生化過程將會降低纖維之間的粘合力，讓亞麻纖維最終成為類似于棉纖維的纖維團。這個過程主要不是由破壞性比較強的生化降解實現(xiàn)的，而是由對亞麻纖維的預處理實現(xiàn)的，即將亞麻纖維束浸泡在堿溶液中，從而得到類似于棉纖維的纖維團［4］。

對棉纖維的化學分析適用于未經過處理的天然纖維，對亞麻纖維的化學分析就要用到一些針對半加工纖維的分析方法，例如采用濕紡法得到的纖維。亞麻中的木質素高達5%，纖維素的含量比棉要低，雜質的含量更高，大約是13%～15%。

在銅氨溶液中，亞麻纖維最終會呈現(xiàn)與棉纖維截然不同的狀態(tài)，體積膨脹數(shù)倍，內腔輕微卷曲和扭曲。當在銅氨溶液中浸泡時間足夠長時，棉纖維會溶解，亞麻纖維卻不同，在大部分的亞麻纖維被溶解掉以后，內腔還會在溶液中找到。這是因為內腔的主要成分是蛋白質，不易被銅氨溶液溶解。

2 亞麻纖維的處理過程

為了能夠達到最大產量，不能像割草一樣收割亞麻，而必須要連根拔起。曾經人工完成此項工作非常困難，現(xiàn)在一般都采用機械收割完成。收割以后，將亞麻纖維堆成剁曬干，一旦曬干，亞麻籽就沒有了。將亞麻置于潮濕的環(huán)境，去掉果膠。然后進行剝皮和梳理工序，在這個過程中，亞麻纖維與麥稈分離，分類成短纖維和長纖維。再進入紡紗階段，通過牽伸或梳理作用，使得亞麻纖維形成彎曲的“緞帶”。然后根據(jù)重量和厚度分類，做不同的處理。最后是織造、漂白和染色過程。在織造以前，亞麻纖維進行強度、勻度和柔軟度的檢查，因為織機的運行速度很高，原材料必須在性能上嚴格把關。

3 亞麻纖維的整理工藝

木聚糖酶通常與纖維素一起作用于亞麻，主要通過打開纖維而去除雜質。有時也用酶處理法來去掉殘留在纖維表面的雜質。眾所周知，纖維中含有過多雜質對染色非常不利，因為過多雜質會影響氣流攪拌速度，而氣流攪拌速度對生物整理和生物拋光過程有非常重要的影響。

傳統(tǒng)的預處理方法是將亞麻浸泡在強堿溶液中以去除半纖維素酶，這大約占整個雜質的75%，經過預處理后，纖維重量減少25%，紗線強力更是損失嚴重。這直接限制了纖維的進一步應用，而且堿處理法也非常不環(huán)保。要想去除亞麻纖維中的非纖維素雜質，環(huán)保型微生物和酶處理法被證明是替代強堿最有效的方法。在這個過程中，在酶中加入木聚糖酶和果膠酶也非常有必要。

研究發(fā)現(xiàn)，在良好的精煉條件下，亞麻纖維質量損失比較小，漂白效果也比較好，在漂白前，去除雜質非常重要。大部分雜質是在精煉過程中，通過碳酸氫鈉、氫氧化鈉或者堿溶液去掉的［5］。

4 亞麻纖維的特點

4.1 清涼透氣

亞麻纖維通透性好，被譽為“會呼吸的纖維”和“天然空調”，它的天然紡錘形結構和獨特的果膠質扁孔，具有優(yōu)良的透氣性、吸濕性、清爽性和排濕性。亞麻的導熱能力非常強，所以亞麻床單感覺非常涼爽。亞麻纖維吸濕性非常強，能迅速吸收和導出濕氣，表面水蒸氣的蒸發(fā)速度也非?？臁４┲鴣喡橐路苑浅８伤?，是因為在人體感受到潮濕以前，亞麻纖維就已經吸收干燥時自身重量20%的濕氣。亞麻的透氣性和熱傳導能力非常強，熱傳導能力是羊毛的5倍，絲綢的19倍。在炎炎夏日，穿亞麻衣服的人皮膚表面溫度比穿絲綢或者純棉衣物的人低3～4℃。

4.2 天然抑菌

亞麻纖維能發(fā)出淡淡的隱香，加之獨特的纖維架構，能夠抑制細菌生產和繁殖，亞麻獨特的抑菌性，使其備受青睞。當煮沸或者漂白時，亞麻纖維實際上是純纖維素。象其他純纖維素纖維一樣，亞麻在這種狀態(tài)下的抗腐蝕能力非常強。在極度溫暖潮濕的環(huán)境，霉菌也會侵襲亞麻纖維，但是干燥的亞麻纖維的抗菌能力非常強，不會霉變。亞麻中的二氧化硅使得纖維的抗腐能力非常強，二氧化硅是經常用到的防腐材料，古代埃及人制造木乃伊的時候就曾用到它［6］。

4.3 消除靜電

靜電的產生是由于織物本身所帶的正負電荷不平衡引起的，而且靜電感較強，在各類紡織纖維中，亞麻是靜電感應系數(shù)最小的纖維，能有效的消除靜電。亞麻纖維抗靜電能力非常強，即便是衣物中亞麻含量很少，也能起到很好的抗靜電作用。

4.4 抗紫外線

亞麻含有半纖維素，使紫外線被纖維素吸收，不易直接照到人體，又起到防磁、抗輻射、和保護皮膚的作用。亞麻纖維可以阻擋一半的γ射線，保護人體免受太陽輻射的危險。從受污染土壤中提取的亞麻纖維甚至于沒有任何被輻射的跡象。

5 亞麻的應用

亞麻渾身都是寶，亞麻籽可以做染料、化妝品和油等。纖維可用做醫(yī)用縫合線，副產品可以做成紙漿，制成銀行存條或者防火板。制造帳篷、帆布和漁線等對纖維的強力和抗菌性能要求較高的織造物時，亞麻纖維往往是人們的首選，但是現(xiàn)在這種產品通常用合成纖維制成。純粹的亞麻產品已很難滿足人們各方面的需要，而用亞麻和合成纖維混紡而成的紡織產品因為性能優(yōu)異、易于打理而逐漸為人們所歡迎。用棉和亞麻混紡而成的布料在裝飾用紡織品中應用非常廣泛。由于亞麻纖維的細胞壁較厚，相對于棉纖維而言，負重能力更強，棉纖維在負重5g的情況下就會被壓斷，而亞麻纖維負重15g才會被壓斷。亞麻的快速吸水性能使得用亞麻纖維制成的擦拭玻璃布工作起來非常有效，能快速、徹底的擦拭掉玻璃表面的水漬。

一直以來，人們對纖維的深入了解和制造工藝的逐漸進步使得纖維素纖維的應用越來越廣泛。鑒于亞麻的諸多優(yōu)異性能，亞麻的應用涉及許多領域。將亞麻等非常規(guī)性的天然纖維應用于紡織行業(yè)可以給市場注入更多環(huán)保型產品，降低了需要大量種植棉花而帶來的土地壓力，也可以大大減少大量使用合成纖維而造成的環(huán)境負擔。

［1］李曉一.亞麻：引領夏季新風潮［J］.中國纖檢，2012，（15）：32—33.

［2］微服.上海國際家紡展紀實—亞麻成就新亮點［J］.中國纖檢，2012，（9）：71—72.

［3］楊巍.蘭西縣亞麻汽車座墊產業(yè)區(qū)發(fā)展研究［J］.上海紡織科技，2010，38（11）：8—10.

［4］崔艷龍.我國亞麻紡織產品發(fā)展思路的若干探討［J］.中小企業(yè)管理與科技，2010，（30）：161—161.

［5］彭文芳.黃麻 亞麻纖維混紡織物服用性能研究［J］.山東紡織科技，2009，50（40）：4—7.

［6］丁帥.阻燃整理技術在棉織物上的應用［J］.產業(yè)用紡織品，2011，29（10）：35—37.