馬藺纖維性能測(cè)試及應(yīng)用研究*

嚴(yán)　瑛，羅　棟

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽 712000)

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馬藺纖維性能測(cè)試及應(yīng)用研究*

嚴(yán)瑛，羅棟

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西咸陽 712000)

摘要：從馬藺葉中提取纖維素纖維，觀察了馬藺纖維的外觀形態(tài)，測(cè)試了馬藺束纖維的長(zhǎng)度、細(xì)度、回潮率、強(qiáng)伸性能、摩擦因數(shù)等性能，并闡述了其應(yīng)用。探索了一種新型紡織原料，改變傳統(tǒng)紡織天然纖維緊缺的現(xiàn)況，以期對(duì)企業(yè)有所幫助。

關(guān)鍵詞：馬藺纖維，性能，開發(fā)，應(yīng)用

馬藺系鳶尾科鳶尾屬，別名馬連，馬蘭花，多年生宿根草本植物，全國(guó)大部分地區(qū)特別是東北、華北、華東、西南和西北都有分布，多生于溝邊、草地及草甸，是極為理想的地被植物。馬藺耐干旱，耐鹽堿，可以在pH值8.9的鹽堿土中正常生長(zhǎng)，從馬藺葉中提取馬藺纖維，選擇pH值在8.9以下的鹽堿地或適宜綠化的閑置土地栽種馬藺，每年10月末～11月初收割，收獲干草用堿水蒸煮后，揉搓敲打去掉果膠和木質(zhì)素，取得馬藺纖維，放入彈棉機(jī)制成馬藺纖維棉。目前馬藺纖維在國(guó)外有研究，國(guó)內(nèi)較少。

馬藺是一種纖維植物，纖維素含量高達(dá)79.89，纖維平均長(zhǎng)49.55cm，寬59.08μm，平均單纖維強(qiáng)力45.10G。馬藺是多年生植物，生命力極強(qiáng)，被稱為千年不死之草，一次栽種年年受益，有馬藺的地方其他野草無法生長(zhǎng)，幾乎不需要田間管理，具有永久性效益。我國(guó)有15億畝鹽堿地，僅東北西部松遼平原就有5600萬畝“未利用土地大部分為鹽堿地” 如果能將全國(guó)百分之一鹽堿地種上馬藺，每畝產(chǎn)0.5噸干草，全國(guó)可達(dá)7500萬噸，至少可產(chǎn)出3000萬噸馬藺纖維[1]。

1　馬藺纖維的結(jié)構(gòu)

馬藺纖維單纖維呈管狀，其橫截面呈現(xiàn)扁圓形，且有空腔；縱向表面呈扁平帶狀，并且有扭轉(zhuǎn)。單根馬藺纖維橫截面寬度在5μm左右。橫截面及縱向形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1　馬藺纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)

1.1馬藺纖維的長(zhǎng)度和細(xì)度

經(jīng)上述化學(xué)脫膠得到的纖維大多以束纖維狀態(tài)存在，計(jì)算得到束纖維的長(zhǎng)度為 100mm ～300mm，細(xì)度80dtex。由此可知，馬藺纖維的長(zhǎng)度和細(xì)度較常見的棉、麻纖維大得多，這跟材料本身有很大的關(guān)系。馬藺在成熟期被收割時(shí)，馬藺葉長(zhǎng)度能達(dá)到 50cm，寬約 4mm～6mm，葉片基部較寬，到底部漸變尖，且葉片呈兩面凸起的平行脈序。試驗(yàn)選生長(zhǎng)成熟的馬藺葉，除去根部較硬的部分，且在對(duì)馬藺葉進(jìn)行脫膠過程中去除了生長(zhǎng)不良及霉變的葉子，對(duì)提取長(zhǎng)而細(xì)的纖維有很大的優(yōu)勢(shì)。

1.2纖維X射線衍射圖譜

X 射線在晶體中的衍射現(xiàn)象實(shí)際上是大量的原子散射波互相干涉的結(jié)果。每種結(jié)晶所產(chǎn)生的衍射花樣都反映出晶體內(nèi)部的原子分布規(guī)律。將試樣剪碎，用 X 射線衍射儀進(jìn)行測(cè)試。

1.3回潮率

根據(jù) GB 5883 《苧麻回潮率、含水率試驗(yàn)方法》，測(cè)得馬藺纖維的回潮率約為 10. 24%，其吸濕性比棉纖維好。

1.4斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率

由于得到的馬藺纖維為束纖維，細(xì)度差異比較大，試驗(yàn)中選擇較細(xì)且細(xì)度比較一致的馬藺纖維測(cè)試?yán)鞌嗔褟?qiáng)力和伸長(zhǎng)率，取平均值。測(cè)得纖維的拉伸斷裂強(qiáng)力為 100cN～300cN；斷裂伸長(zhǎng)率為1%～2%。馬藺纖維與棉、麻等的各項(xiàng)物理指標(biāo)[2]對(duì)比見表1。

表1　馬藺纖維與其它纖維物理性能比較

由表 1 可知，馬藺纖維較粗，斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率與苧麻纖維相當(dāng)，這可能跟馬藺纖維本身纖維間以及纖維的不勻大有關(guān)。其他幾種纖維可紡性目前都已得到公認(rèn)，并是前途較好的紡織纖維。鑒于以上指標(biāo)，認(rèn)為馬藺纖維尚需進(jìn)一步改善其纖維加工工藝及性能。

1.5摩擦性能

馬藺纖維的摩擦因數(shù)測(cè)定結(jié)果見表2。

表2　馬藺纖維的摩擦因數(shù)

由表2 可以看出，馬藺纖維的平均靜、動(dòng)摩擦因數(shù)分別為0.23、0.18 左右。紡紗膠輥膠圈是紡紗機(jī)械上的關(guān)鍵器材，纖維的動(dòng)摩擦因數(shù)越大，則膠輥的表面粗糙度應(yīng)越大，這樣才能加強(qiáng)膠輥對(duì)纖維的握持能力，增強(qiáng)摩擦力界，改善成紗條干。膠輥的表面粗糙度應(yīng)根據(jù)纖維的摩擦因數(shù)來決定，棉纖維的摩擦因數(shù)為 0.24～0.26，馬藺纖維的動(dòng)摩擦因數(shù)比棉的稍小，所以紡紗時(shí)應(yīng)選擇較加工棉纖維時(shí)粗糙程度小的膠輥膠圈，以滿足紡紗要求。

2　馬藺的開發(fā)應(yīng)用前景

2.1馬藺在城市綠化和綠色觀賞地被建設(shè)中具有廣闊前景

眾所周知，喬灌草花合理搭配、相得益彰，生態(tài)功能各有千秋。然而，目前北方大多數(shù)城市綠色地被建設(shè)的草坪等絕對(duì)依賴國(guó)外進(jìn)口，抗逆性差，耗水量大，刈割次數(shù)多，建植養(yǎng)護(hù)成本高，有人戲稱為“貴族型產(chǎn)業(yè)”，與大多數(shù)城市嚴(yán)重的水資源短缺形成尖銳矛盾。 因此大力推行抗旱節(jié)水型觀賞地被植物已形成共識(shí)，勢(shì)在必行。馬藺根系發(fā)達(dá)，葉量豐富，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，長(zhǎng)勢(shì)旺盛，管理粗放，是節(jié)水、抗旱、耐鹽堿、抗雜草、抗病、蟲、鼠害的優(yōu)良觀賞地被植物。 馬藺移栽當(dāng)年只須灌水2～3次，成活后每年只需在最干旱時(shí)灌水1～2次就能良好生長(zhǎng)，不僅節(jié)水，而且有效節(jié)省大量養(yǎng)護(hù)成本。馬藺在北方地區(qū)綠期可達(dá)280天以上，葉片翠綠柔軟，藍(lán)紫色的花淡雅美麗，花蜜清香，花期長(zhǎng)達(dá) 50天，可形成美麗的園林景觀。植株高矮適中，可免除修剪，節(jié)約水肥和管理投入，節(jié)省大量的人力和財(cái)力。馬藺耐踐踏，經(jīng)歷踐踏后無須培育即可自我恢復(fù)。馬藺具有較強(qiáng)的貯水保土、調(diào)節(jié)空氣濕度、凈化環(huán)境作用。在城建開放綠地、道路兩側(cè)綠化隔離帶和綴花草地等中，馬藺是無可爭(zhēng)議的園林配景優(yōu)良植物[3]。

馬藺可作為中度甚至重度鹽漬化城市綠化的優(yōu)良品種。我國(guó)有部分城市地處鹽漬化地帶，城區(qū)綠化必須選擇耐鹽性的花卉、草種，否則必須經(jīng)換土才能進(jìn)行綠化。這樣的建植成本和建成后的養(yǎng)護(hù)成本不僅會(huì)有極大的增加，并且換土后雖然當(dāng)時(shí)的成活率很高，生長(zhǎng)良好，但一旦管理不當(dāng)經(jīng)過了幾年后，由于灌溉或蒸發(fā)量過大，最終會(huì)使底土的鹽漬反上來，從而導(dǎo)致?lián)Q土鹽漬化，致使草坪或花卉生長(zhǎng)不好，逐漸枯萎并最終死亡。 所以馬藺是地處鹽堿地的城市園林綠化和改良的難得的好植被[4]。

2.2馬藺在水保護(hù)坡建設(shè)中具有廣闊的前景

護(hù)坡綠地建設(shè)，需要大量抗旱能力強(qiáng)、固土能力強(qiáng)的草本植物。馬藺因其根系十分發(fā)達(dá)，抗旱節(jié)水能力強(qiáng)，適于作為水土保持和固土護(hù)坡的理想植物。實(shí)踐證明，馬藺既能很好地保持水土又有美麗的外觀；既有頑強(qiáng)的生命力又容易建植管理；具有獨(dú)特的生物學(xué)特征和豐富的文化背景，具有水保護(hù)坡的“天性”。馬藺具有極強(qiáng)的抗病蟲害能力，不僅在馬藺單一植被群落中從不發(fā)生病蟲害，而且由于它特殊的分泌物，使其與其他植物混植后也極少發(fā)生病蟲害，大大降低了綠色地被建植后防治病蟲害所需的投入和成本[5]。

2.3馬藺纖維和其他化纖交織、混紡的土工織物應(yīng)用廣泛

馬藺纖維土工織物具有造價(jià)低、施工簡(jiǎn)便、加固效果好等優(yōu)點(diǎn)。在隔離、防滲、加筋補(bǔ)強(qiáng)、過濾排水和防護(hù)等不同的應(yīng)用場(chǎng)合，發(fā)揮著不同的功能和作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊克亮，等.馬藺栽培技術(shù)[J].甘肅林業(yè)，2013(1)：36-37.

[2] 姚穆.紡織材料學(xué)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2009：31-35.

[3] 裴仙娥.野生植物資源馬藺的開發(fā)利用[J].寧夏農(nóng)林科技，2009(5)：72-73.

[4] 張德魁.馬藺的特性研究進(jìn)展與開發(fā)利用[J].草原與草坪，2008(3)：7-10.

[5] 徐恒剛.馬藺在城市綠化中的作用及前景[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2010(9)：60- 61.

*基金項(xiàng)目：陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研課題：滌綸/馬藺纖維土工織物設(shè)計(jì)與應(yīng)用(項(xiàng)目編號(hào)：ZK15-08)階段性成果。

中圖分類號(hào)：TS 101

Research on Iris Lactea Fiber Performance Test and Application

YAN Ying，LUO Dong

(Shaanxi Polytechnic Institute，Xianyang 712000，Shaanxi，China)

Abstract：It was researched that extraction cellulose fiber from the leaves of iris lactea was observed from the appearance of the iris lactea fiber and tested the length，fineness，moisture regain，tensile properties，frictional coefficient，etc. The application of iris lactea fiber was also expounded. It explores the a new textile material and changes the shortage status of traditional natural textile fiber in order to help the enterprise.

Key words：iris lactea fiber，performance，development，application