艾草纖維性能測試分析

高秀麗，王夢(mèng)麗

（河南工程學(xué)院紡織學(xué)院，河南鄭州450007）

0 引言

眾所周知，自然界中艾草的生命力非常頑強(qiáng)，在我國分布廣泛[1]。艾草因具有抑菌、除臭、驅(qū)蚊、保健等功效，在我國醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用已非常成熟。此外，艾草在紡織領(lǐng)域也有很多的應(yīng)用。凌良仲等人在紡絲液中加入艾草粉、分散劑、溶劑混紡制得艾草纖維；馮偉民通過將艾葉草晶體研磨成納米級(jí)粉體，再與其他纖維混合，研究出一種含有艾葉草纖維的混紡面料。此類混紡方式所制得的含有艾草纖維的面料具有保暖、除臭、吸濕、抑菌和防紫外線的功效。試驗(yàn)使用獨(dú)特的生產(chǎn)方式，在紡絲液中加入艾草提取物紡成艾草纖維，將艾草自帶的抗菌、保健、美容等功能賦予纖維，使艾草纖維也具有抗菌、除臭、保健等功效。文中通過對(duì)艾草纖維、棉纖維和黏膠纖維的性能進(jìn)行測試分析，對(duì)艾草纖維的可紡性進(jìn)行研究，希望艾草纖維可以得到更加廣泛的應(yīng)用。

1 試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)樣品

試驗(yàn)所用纖維樣品規(guī)格詳見表1。

表1 纖維規(guī)格

1.2 試驗(yàn)儀器

蔡司SIGMA 500場發(fā)射掃描電子顯微鏡、YG321纖維比電阻儀、YG747型通風(fēng)式快速八籃恒溫烘箱、Y151型纖維摩擦因數(shù)儀、YG001 N+型單纖維強(qiáng)力儀、YG362B型單纖維卷曲彈性儀等。

2 結(jié)果與分析

2.1 纖維截面形態(tài)

通過SEM觀察艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的縱向及橫向的表面形態(tài)，電鏡圖分別見圖1和圖2。

圖1 艾草、黏膠、棉纖維的縱向掃描電鏡圖

圖2 艾草、黏膠、棉纖維的橫向掃描電鏡圖

由圖1可知，艾草纖維和普通黏膠纖維的縱向均呈現(xiàn)出粗細(xì)均勻、表面光滑、無轉(zhuǎn)曲、有溝槽，但艾草纖維表面有少許顆粒，而棉纖維的轉(zhuǎn)曲多、表面粗糙、無明顯溝槽，所以艾草纖維的抱合力小于棉纖維。由圖2可知，棉纖維的截面為腰圓形，而艾草纖維和普通黏膠纖維的橫向截面均為不規(guī)則的鋸齒形，艾草纖維內(nèi)部孔隙較黏膠纖維多，所以艾草纖維具有較好的吸濕性，且纖維表面存在的溝槽使紗線和織物更加蓬松，所以用其制成的織物穿著時(shí)更加柔軟、舒適、透氣。

2.2 比電阻

艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的比電阻測試可以按照GB/T 14342─2015《化學(xué)纖維短纖維比電阻試驗(yàn)方法》進(jìn)行，測試結(jié)果詳見表2。研究表明，纖維的回潮率越低，其比電阻越高，導(dǎo)電能力越差，且易產(chǎn)生靜電，在紡紗時(shí)易發(fā)生纏繞、斷頭現(xiàn)象，影響成紗的質(zhì)量。由表2可知，艾草纖維的質(zhì)量比電阻小于棉纖維和普通黏膠纖維的質(zhì)量比電阻，說明艾草纖維的導(dǎo)電能力較棉和普通黏膠纖維好，在紡紗時(shí)不易產(chǎn)生靜電、纏繞、斷頭等現(xiàn)象，有利于紡紗的順利進(jìn)行。

表2 三種纖維的質(zhì)量比電阻測試

2.3 回潮率

艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的回潮率測試可以按照GB/T 9995─1997《紡織材料含水率和回潮率的測定烘箱干燥法》進(jìn)行，測試結(jié)果詳見表3。

表3 三種纖維的回潮率測試

回潮率對(duì)纖維的強(qiáng)力、細(xì)度、比電阻和摩擦均有影響。由表3可知，艾草纖維的回潮率大于普通黏膠纖維和棉纖維的回潮率。這可能是因?yàn)榇嬖诘陌蓊w粒增大了纖維的回潮率。這一現(xiàn)象也說明艾草纖維因吸濕性能良好不易積聚靜電，使紡紗工藝更易進(jìn)行，具有很好的可紡性。

2.4 摩擦性能

用Y151型纖維摩擦因數(shù)儀對(duì)艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的摩擦因數(shù)進(jìn)行測試，測試結(jié)果詳見表4。

表4 三種纖維的摩擦因數(shù)

由表4可知，3種纖維的靜摩擦因數(shù)由大到小的順序?yàn)椋喊堇w維＞棉纖維＞普通黏膠纖維。艾草纖維的靜摩擦因數(shù)最大，可能是因?yàn)橹参锾崛∥锸估w維表面出現(xiàn)一些小的突起，可以增加纖維間的抱合力，易于成紡，即艾草纖維成紗容易。

2.5 拉伸性能

艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的干態(tài)和濕態(tài)的拉伸性能測試可以按照GB/T 14337─1993《合成短纖維斷裂強(qiáng)力及斷裂伸長試驗(yàn)方法》進(jìn)行，測試時(shí)用YG001 N+型單纖維強(qiáng)力儀進(jìn)行測試，測試結(jié)果詳見表5。

由表5可知：艾草纖維和黏膠纖維的斷裂強(qiáng)度與斷裂功濕態(tài)強(qiáng)度約為干態(tài)強(qiáng)度的一半，棉纖維的干濕強(qiáng)度與斷裂功僅稍有變化，且艾草纖維在干濕態(tài)時(shí)的斷裂強(qiáng)度與斷裂功均比普通黏膠纖維的大，可能是由于紡絲液中加入的艾草顆粒使纖維大分子鏈重新結(jié)合，改變了纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使艾草纖維在成紗時(shí)減少紗線的斷裂；艾草纖維和黏膠纖維濕態(tài)的斷裂伸長率比干態(tài)的斷裂伸長率低，而棉纖維濕態(tài)的斷裂伸長率比干態(tài)的斷裂伸長率高；艾草纖維和普通黏膠纖維濕態(tài)的初始模量比干態(tài)的均有增加，而棉纖維的卻有所降低，且艾草纖維的初始模量比普通黏膠纖維的高，說明艾草纖維的彈性好，在紡絲液中加入艾草提取物后，制成織物的彈性和尺寸穩(wěn)定性要高于普通黏膠纖維織物。

表5 纖維干濕態(tài)拉伸測試結(jié)果

表6 纖維的各項(xiàng)卷曲指標(biāo)

2.6 卷曲

艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的各項(xiàng)卷曲指標(biāo)可以按照GB/T 14338─2008《化學(xué)纖維短纖維卷曲性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行，測試時(shí)使用YG362B型卷曲彈性儀進(jìn)行測試，測試結(jié)果詳見表6。

由表6可知，3種纖維的4項(xiàng)卷曲指標(biāo)大小均為：艾草纖維＜普通黏膠纖維＜棉纖維，說明艾草纖維的卷曲性比普通黏膠纖維的小。這可能是由于在紡絲液中加入艾草提取液后改變了纖維內(nèi)部分子的排列，因而試驗(yàn)時(shí)要根據(jù)紡紗要求合理選擇用單種纖維進(jìn)行紡紗或與其他纖維進(jìn)行混紡。

3 結(jié)論

具有抑菌、除臭、驅(qū)蚊、保健等性能的艾草纖維表面存在的小顆粒使其摩擦因數(shù)增大，其截面為鋸齒形，回潮率大，斷裂強(qiáng)度和斷裂功大，比電阻小，卷曲少，使得艾草纖維具有較好的可紡性，且紡紗時(shí)不宜產(chǎn)生靜電。由于艾草分布廣泛，可提供充足的原料。艾草在醫(yī)藥、保健、美容等方面成功的應(yīng)用，讓人們對(duì)艾草有了更加充分地認(rèn)識(shí)，希望可以把艾草的上述功能賦予到更多產(chǎn)品上，使其在更多新的領(lǐng)域得到研發(fā)。艾草纖維采用純天然植物提取物作為抗菌劑，對(duì)人體皮膚無刺激性，不會(huì)產(chǎn)生不良副作用，更加符合人們對(duì)于綠色環(huán)保生活的需求，具有良好的發(fā)展前景。