黃麻纖維的性能及應用

郭　亞，孫曉婷

(青島大學紡織服裝學院，山東青島 266071)

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黃麻纖維的性能及應用

郭亞，孫曉婷

(青島大學紡織服裝學院，山東青島 266071)

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

關鍵詞：黃麻纖維性能應用改性處理

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，其種植和產量僅次于棉花。但黃麻纖維中木質素和雜質含量相對較高，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。隨著現代紡織技術的發(fā)展，黃麻纖維的應用領域不斷被拓展，相繼出現許多高附加值的新產品，具有廣闊的市場應用前景。

1黃麻纖維結構和性能

1.1結構

黃麻屬于纖維素纖維，主要成分為纖維素，另含有半纖維素、木質素、果膠等物質(見表1)。在幾種常見的麻類纖維中，黃麻纖維的木質素含量最高，剛性較大導致其織物硬挺并產生刺癢感?？v向呈竹子節(jié)狀或X型節(jié)狀，纖維細胞厚度整齊，呈圓筒狀，兩端漸細，頂端偶呈鈍角形，無轉曲，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，需采用成束的工藝纖維進行紡紗。黃麻工藝纖維平均斷裂強度為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、麻袋的黃麻工藝纖維長度為80mm～150mm，細度為18dtex～35dtex；制作麻布的工藝纖維長度為18mm～25mm，細度為5.5dtex～8.5dtex[1，2]。

表1　幾種纖維的化學成分對比

圖1黃麻纖維橫截面

黃麻纖維截面為不規(guī)則的多角形，紗線及織物易產生漫反射現象，同時，纖維初始模量大，產品挺括大方、懸垂典雅、紋理自然、色調柔和，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代風格相融合，通過紋路與色彩的豐富變化，呈現出一種簡約、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含有大量親水性基團，另外由于具有不規(guī)則的截面形狀，可以形成毛細效應，具有極好的吸放濕性能，可快速的排出人體產生的汗液，調節(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構，纖維內部富含氧氣，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，抑制了細菌的生長和繁殖，甚至將其殺死[4]。對黃麻纖維織物進行的接觸法抗菌實驗結果顯示，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)則的橫截面結構，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、經濟，又有益于人體健康。

2黃麻纖維產品的開發(fā)與應用

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，在服飾用品中受到了越來越多的關注。產品主要用于襯衫、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出黃麻織物粗獷、挺括的風格，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構以及顏色的多種搭配提高混織面料的設計和應用[5]。

在對黃麻混紡面料進行服裝組織結構設計時，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，并在衣擺處進行散邊、脫線，以無明顯收腰的寬松款式為主，設計出優(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，呈現出溫馨、浪漫的風格。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行混紡制成的粗支紗，可采用簇絨、槍刺等手段生產各類毛毯、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，混紡后經漂白、染色和涂層，可給人以淳樸、舒適、簡約的美學風格，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)生質變，因此，對其包裝材料必須要具有防水、防潮等防護性能。采用黃麻纖維制作的禮品袋，既可以防止手機、相機等電子產品受潮，又能給產品增添一些自然之風，讓人感受到返璞歸真的純樸氣息。

2.4產業(yè)用品

目前黃麻在產業(yè)用品中主要以復合材料和土工布的形式出現。黃麻復合材料具有低成本、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眼結構的管狀物，生產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，與現在廣泛使用的玻璃纖維等內飾材料相比，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，木質素含量高，脫膠困難，纖維粗硬，導致其可紡性差，服用性能受到影響。因此可采用物理或化學方法對纖維進行改性，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，必須對其進行精細化脫膠處理，是指通過一種或幾種脫膠工藝制得更高細度的黃麻纖維。目前最常用的細化方法是化學脫膠、微生物脫膠、生物化學聯(lián)合脫膠、生物酶脫膠等。

金佳燕等[10]利用化學助劑和堿液的共同作用，去除黃麻纖維中的膠質，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，減少了工藝纖維截面的單纖維根數，在保證纖維長度的前提下，使其細度明顯變細，比去除部分非纖維素物質所能達到的細度更細，精細化效果更佳。

李亞濱等[11]采用多種生物酶制劑對黃麻纖維進行處理，通過測試分析總結出，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行預處理，可明顯提高纖維表面膠質和木質素的去除率，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成分，可在低溫下進行，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行分析。結果表明，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。

利用生物酶和化學柔軟整理劑相結合的方法對黃麻/棉針織物進行柔軟處理，可以充分發(fā)揮化學方法的強除雜和生物酶方法的溫和高效，使其在達到整理效果的同時，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構，因此可使用堿液對黃麻進行改性處理，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素、半纖維素和果膠，同時也去除了有用的蠟質，使纖維受到損傷，易脆折，難以達到紡紗要求，因此，可采用氨基硅微乳對堿液浸漬后的黃麻纖維進行處理，使被損壞的纖維內部結構得以調整和修復，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、質量輕，具有較高的強度和模量，適合作樹脂復合材料的增強體。但由于黃麻纖維獨特的分子結構與組成，使其表現出較強的極性和親水性，而樹脂屬于疏水性物質，兩者間的相容性較差，影響復合材料的性能[15]。因此，可在復合材料制備前對黃麻纖維進行適當表面改性處理，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行改性處理，通過對復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/聚丙烯增強復合材料進行表面改性處理，經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，力學性能得到進一步改善。

4黃麻纖維應用中存在的問題

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制品，擴大其應用范圍，滿足人們的需求。

5結語

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高附加值的產品，獲得良好的社會經濟效益。但對于消費者來說黃麻纖維制品的應用局限于麻繩、麻袋、地毯底襯等低檔產品，而對黃麻纖維的服用、家紡、產業(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的深入研究，提高紗線支數，改善后整理工藝，開發(fā)出更多精細紡織面料和產業(yè)用復合材料。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格和性能吸引廣大消費者。

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中圖分類號：TS102

文獻標識碼：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計。