羅布麻結(jié)構(gòu)與性能及應(yīng)用研究

郭 晶，沈蘭萍，宋 紅

(西安工程大學(xué) 紡織科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710048)

羅布麻又名紅野麻，屬夾竹桃科[1]，是一種生長(zhǎng)在鹽堿、沙荒地區(qū)的草本植物，由于最初在新疆羅布泊發(fā)現(xiàn)，故命名為羅布麻。我國(guó)羅布麻廣泛分布于新疆、甘肅、吉林、內(nèi)蒙、青海、遼寧、河南、江蘇、山西、陜西等十幾個(gè)省市、自治區(qū)，其中以新疆塔里木河邊緣地區(qū)的羅布麻資源最為豐富[2,3]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，羅布麻野生面積現(xiàn)有2000多萬畝, 其中新疆約800萬畝[4]。羅布麻是一種韌皮纖維，它的纖維集絲的光澤、棉的柔軟[5]、麻的挺括于一身，而且羅布麻還具有多種保健功能[6]。近年來，在“綠色”、“環(huán)?！钡拇蟪绷飨?，隨著人們?nèi)找孀非蠓椀氖孢m性和保健性，羅布麻紡織品受到了消費(fèi)者的青睞，也促使人們對(duì)它進(jìn)一步探索和研究。

1 羅布麻的組成與形態(tài)結(jié)構(gòu)

1.1 羅布麻的成分組成

羅布麻是麻纖維的一種，其成分組成與其它麻纖維相似，但也存在一定差異。麻類纖維成分組成如表1所示。從表1可以看出，羅布麻纖維作為植物纖維素纖維，其纖維素的含量為62%～72%，果膠和水溶物的含量在各類麻纖維中居于首位，由于果膠含量較高，一般通過脫膠工藝去除。其半纖維素含量是幾種麻纖維中最低的，一般而言半維素含量越少，則纖維品質(zhì)越好[7]。木質(zhì)素含量3.6%～4.5%，高于亞麻和苧麻。

表1 麻類纖維的化學(xué)成分[8]

1.2 羅布麻的主要特征

1.2.1羅布麻的外觀結(jié)構(gòu)形態(tài)

羅布麻纖維兩端封閉，中間有空腔[8]，纖維縱向無扭轉(zhuǎn)，纖維表面有豎紋和橫節(jié)。羅布麻纖維表面的麻節(jié)有的較寬，有的寬度不明顯[9]。節(jié)結(jié)處的纖維直徑稍微變粗，有利于提高紡紗時(shí)纖維間的抱合力。橫截面為多邊形或橢圓形，中腔小、胞壁厚，纖維粗細(xì)差異大[8]。羅布麻纖維的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與棉、苧麻極為相似，分子結(jié)構(gòu)緊密，在結(jié)晶區(qū)中纖維大分子排列較為整齊，結(jié)晶度高、取向度好[6]，其結(jié)晶度為63.07%，取向度為98.6%[10]。

1.2.2羅布麻纖維特征

羅布麻纖維細(xì)度約為0.3 tex～0.4 tex，與棉纖維相近，比苧麻纖維細(xì)。長(zhǎng)度與棉纖維相近，平均長(zhǎng)度為20 mm～25 mm，長(zhǎng)度差異較大，為10 mm～40 mm[11]。斷裂強(qiáng)力約為7.5 cN，斷裂伸長(zhǎng)率約為2.86%，斷裂強(qiáng)度約為2.4 cN/dtex[12]。羅布麻纖維在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的回潮率可達(dá)10%～14%，由于纖維有中腔，因此其具有良好的吸濕透氣性[13]。羅布麻與其它麻類纖維的性能比較如表2所示。羅布麻的光澤與真絲非常相似，柔和悅目[14]，優(yōu)于其他麻類纖維，纖維潔白，質(zhì)地優(yōu)良。

表2 麻類纖維性能比較表[11]

2 羅布麻的優(yōu)異性能

2.1 抗菌性

羅布麻具有許多優(yōu)異的性能，如抗菌性：對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和白色念球菌有較強(qiáng)的抑菌作用[11]。羅布麻織物洗滌30次后，其無菌率仍高出一般織物10倍～20倍，是天然的抗菌纖維[15]。

2.2 舒適性

羅布麻系列紡織品懸垂性能好、抗靜電性能較好，產(chǎn)品挺括，風(fēng)格別致，吸濕性良好,散濕快，穿著涼爽不貼身。且羅布麻纖維細(xì)，織物表面的茸毛較長(zhǎng)[16]，剛性比其他麻類纖維小，織物的刺癢感較其它麻類織物好[10]。

2.3 保暖透氣性

羅布麻織物在8℃以下時(shí)保暖性是純棉織物的2倍，21℃以上時(shí)的透氣性是純棉織物的2.5倍[11].

2.4 遠(yuǎn)紅外作用

羅布麻織物能發(fā)射8 μm～15 μm的遠(yuǎn)紅外光波[16]。

2.5 醫(yī)療保健作用

含35%以上羅布麻的服裝具有平喘、降壓、清熱解毒等作用，且對(duì)皮膚濕疹等也有一定的輔助治療作用[11]。

2.6 屏敝紫外線

羅布麻內(nèi)含有能夠吸收紫外線的黃酮類化合物[16]。

2.7 吸濕導(dǎo)濕性

羅布麻良好的毛細(xì)效應(yīng)及導(dǎo)濕性，可使人體產(chǎn)生的汗液快速吸附在織物上蒸發(fā)外排[17]。

2.8 天然無污染

羅布麻作為天然纖維，大部分為野生無需施肥噴藥等。

3 羅布麻纖維的加工

3.1 原麻制備

羅布麻纖維是一種韌皮纖維，位于莖桿的韌皮組織內(nèi)。收割后經(jīng)過剝麻、晾曬等初加工后成為原麻。目前主要有手工剝麻和機(jī)械剝麻兩種方式得到原麻。手工剝麻的羅布麻纖維長(zhǎng)度在33 mm以上(38 mm～40mm)，含雜率在70%左右。機(jī)械剝麻的纖維長(zhǎng)度在28 mm～30 mm左右，含雜率為10%～17%[18]。手工剝麻費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，產(chǎn)量低。機(jī)械剝麻效率高，主要采用的方法是碎莖制麻法，一般采用HT807—01羅布麻剝麻機(jī)器和HTC—07—12A羅布麻除雜機(jī)進(jìn)行機(jī)械剝麻。

3.2 脫膠

羅布麻纖維中含有較多的果膠、木質(zhì)素等物質(zhì)，為了充分利用羅布麻纖維，脫膠是關(guān)鍵問題。紡織工業(yè)領(lǐng)域采用的脫膠方法主要包括物理微波-超聲波脫膠、化學(xué)脫膠、生物酶脫膠以及聯(lián)合脫膠等[19]。物理微波-超聲波脫膠是指對(duì)纖維進(jìn)行微波預(yù)處理后，利用超聲波在液體中所特有的一系列效應(yīng)，將膠質(zhì)從纖維中剝離，達(dá)到去除膠質(zhì)，提取纖維的目的[20]。化學(xué)脫膠是采用燒堿高溫蒸煮的方法，但存在產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水、纖維的藥物成分大量流失降低保健功效、損傷纖維長(zhǎng)度和強(qiáng)力等缺點(diǎn)。利用微生物的生命活動(dòng)脫去原麻中膠質(zhì)的方法，稱為生物脫膠法。微生物脫膠耗時(shí)較多，制成的精干麻品質(zhì)不穩(wěn)定，且脫膠過程不易控制。因此生物化學(xué)聯(lián)合脫膠方法應(yīng)運(yùn)而生?，F(xiàn)階段比較先進(jìn)的脫膠方法是汽爆脫膠技術(shù)。該方法具有高效、清潔、無污染、不損傷纖維等特點(diǎn)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)羅布麻的多級(jí)利用，汽爆液可提取黃酮等物質(zhì)，汽爆渣可以作為生態(tài)板材的原材料。

3.3 羅布麻纖維紡紗

羅布麻纖維細(xì)度、強(qiáng)度、光澤、抗腐蝕能力均優(yōu)于其他麻類纖維及天然纖維。但其長(zhǎng)度整齊度差，纖維缺乏卷曲和抱合力，不易被針齒抓取，在紡紗梳理中落纖率大，因而純紡紡紗難度很大。羅布麻紗線的開發(fā)基本是混紡紗，如羅布麻/棉混紡紗、羅布麻/毛混紡紗[4]。為保證羅布麻的混紡質(zhì)量，羅布麻的混紡比一般在45%～65%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))[7]，由此加工的成紗，不僅具有麻的風(fēng)格，還擁有絲般的光澤。為提高羅布麻紗的制成率，在前道工序增加預(yù)處理工藝，加入一定量的油劑，使纖維軟化，可有效保證羅布麻的含量，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

紡紗工藝流程[16]為：環(huán)錠紡：人工小量混棉→梳棉→并條(2道)→粗紗→細(xì)紗；轉(zhuǎn)杯紡：人工小量混棉→梳棉→并條(2道)→轉(zhuǎn)杯紡紗機(jī)。

4 結(jié)語

羅布麻產(chǎn)品具有多種優(yōu)異性能，受到越來越多的關(guān)注和青睞，然而目前羅布麻的開發(fā)應(yīng)用仍以野生原材料為主，易出現(xiàn)原材料供應(yīng)不足等問題。因此，研究人工種植羅布麻的量產(chǎn)化具有重要意義，既可以提供紡織原材料，又可以防風(fēng)固沙、綠化環(huán)境[21]。羅布麻的開發(fā)主要從纖維性能、剝麻技術(shù)、脫膠技術(shù)、染色性能、羅布麻與其他紡織纖維的混紡技術(shù)以及面料開發(fā)等方面展開。羅布麻紡織品的開發(fā)趨勢(shì)將是集柔軟舒適型、綠色輕薄型和保健功能型于一體的多功能紡織品。同時(shí)，織物的色彩、組織紋理的設(shè)計(jì)應(yīng)緊跟流行趨勢(shì)，并且應(yīng)將多學(xué)科、多種技術(shù)和多種產(chǎn)品相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)羅布麻的分層分級(jí)利用，創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)合理的羅布麻綜合應(yīng)用新工藝?？傊诰G色、環(huán)保的大潮流下，隨著人們?nèi)找孀非蠹徔椘返氖孢m性和保健性，羅布麻紡織品的開發(fā)有著廣闊的前景。