張宏偉,陶建勤,卞克玉

(常州紡織服裝職業(yè)技術學院 江蘇省特種功能紡織材料工程研究中心，江蘇 常州 213164)

天然纖維原料來源廣、可再生，近年來對其研究開發(fā)一直紡織科技領域的研究熱點，如烏拉草纖維、桑皮纖維、蓮纖維、香蕉纖維、羅布麻、龍須草纖維、木棉纖維等[1-6]。蘿藦是蘿藦科蘿藦屬植物，多年生草質藤本；分布于中國、俄羅斯、日本和朝鮮；在我國分布于東北、華北、華東等地區(qū)。蘿藦植物的纖維分為兩部分，一部分是蘿藦種子絨毛纖維，另一部分是蘿藦藤蔓莖稈韌皮纖維，其中莖皮纖維堅韌，可造人造棉[7]。對蘿藦絨的性能研究結果表明：自然狀態(tài)下蘿藦絨呈絨朵狀，機械作用可將絨朵打散得到單根絨絲；絨絲纖維基本呈圓柱狀且中空，表面光滑，自然狀態(tài)無轉曲，纖維長度集中分布在30～45 mm；蘿藦絨質輕，具有較高的蓬松度和優(yōu)良的保暖性能[8]。由于纖維中空比例高，纖維間隙及中空結構的吸油儲油作用很強，其對植物油、機油和柴油具有較高的飽和吸油倍率[9]。本文對蘿藦纖維的成分、結構和可紡性能進行了測試與分析。

1 實驗原料與儀器

1.1 實驗原料

材料：秋冬季成熟的蘿藦藤蔓莖稈。試劑：氫氧化鈉、雙氧水、硫酸、草酸銨、苯、無水乙醇、氯化鋇等，以上藥品均為化學純，蒸餾水。

1.2 實驗儀器

脂肪提取器、三角燒瓶、冷凝管、高型稱量瓶、抽濾器、玻璃沙芯漏斗、玻璃干燥器、恒溫烘箱、電子天平、恒溫水浴鍋、50 mL比重瓶、Y171型纖維切斷器、CU-2纖維細度分析儀、YG004A電子單纖維強力儀、美國尼高力IR200型傅立葉紅外光譜儀、日本JEOL公司JSM-6360LA型掃描電子顯微鏡。

2 實驗

2.1 實驗樣品的制備

秋冬季采收蘿藦藤蔓莖稈和蘿藦種子絨纖維，見圖1 (a)和(b)；將莖稈切斷長度1米左右扎成小捆，放在池塘里浸漬20天，利用自然脫膠方法把莖稈韌皮部與從木質部上分離開，見圖1(c)； 取出后用手工方法剝?nèi)№g皮部，在陽光下曬干，輕松揉搓后得到蘿藦纖維見圖1(d)。用燒杯盛取250 mL水，放入氫氧化鈉和雙氧水，二者的質量分數(shù)都為1%，稱取2 g蘿藦纖維放在溶液中，把燒杯放在水浴鍋中加熱至70℃，進行初步脫膠漂白20 min，之后用水清洗得到的蘿藦纖維見圖1(e)，以此蘿藦纖維作為實驗樣品，對其結構與性能進行測試分析。

圖1 蘿藦植物、種子絨纖與維蘿藦纖維

2.2 蘿藦纖維組成成分測試與分析

由于蘿藦纖維取自于植物莖稈，屬于天然纖維素纖維，參照GB/T 5889—1986《苧麻化學成分定量分析方法》，對蘿藦纖維的組成成分進行定量測試。測試結果見表1，表1同時給出了苧麻和亞麻纖維的相應組成成分[1]，以備參照分析。

表1 蘿藦纖維和麻纖維組成成分/%

一般來說，纖維素纖維中纖維素含量高、半纖維素和木質素含量低，纖維的手感較為柔軟，紡紗性能和服用性能較好。從表1看出，提取的蘿藦纖維組成成分中，纖維素含量低于麻類纖維；而蠟質、半纖維素和木質素含量高于麻纖維，果膠、水溶物和灰分含量與麻纖維相似。

2.3 密度測試與分析

采用比重瓶法進行密度測試。實驗采用無水乙醇為測試液體，對蘿藦纖維共5個試樣的密度進行測試，得出平均值為1.43 g/cm3，蘿藦纖維密度低于苧麻纖維1.51 g/cm3[10]，這與其組成成分有關，與麻纖維相比較，蘿藦纖維含有較高的半纖維素和木質素成分，所以比重低于麻纖維。

2.4 蘿藦纖維紅外光譜分析

蘿藦、苧麻和蘿藦絨纖維的紅外光譜見圖2。

圖2 蘿藦、苧麻及種子絨纖維的紅外光譜圖

從圖2看出，蘿藦和苧麻纖維在主要波數(shù)位置的吸收峰值十分接近，而這些波數(shù)處的吸收峰為碳水化合物、纖維素、聚木糖半纖維素和木質素等的特征吸收峰[11]。由此確定蘿藦纖維屬于纖維素纖維。而圖2中蘿藦絨纖維的特征吸收峰與前兩者也很相似，只是多了1732.55 cm-1和1507.67 cm-1兩個吸收峰，說明蘿藦絨纖維主要成分也是纖維素，只是纖維表面多了一些蠟質成分，浸水實驗也證明蘿藦絨纖維不易浸濕，反而是親油性能較好，具有較強的吸油性[9]。

2.5 蘿藦纖維結構掃描電鏡分析

對蘿藦纖維的縱向面和橫截面進行掃描電鏡分析，結果見圖3。從縱向面照片看出，沿縱向有很多豎紋，橫截面照片看也有裂紋，說明纖維還有進一步劈裂細化的可能性，采用堿煮的方法可以對其進一步精練細化，使其具有更低的線密度和較好的可紡紗性能。

圖3 蘿藦纖維的SEM照片

2.6 纖維可紡性測試與分析

纖維長度測試，稱取1 g纖維，用鑷子、絨板、直尺，手工測量，不要落下一根纖維，得到纖維平均長度為72.3 mm。

纖維細度測試，采用中段切取稱重法。將試樣放置在溫度(20±2)℃、濕度(65±3%)的恒溫恒濕實驗室24 h以上，達到吸放濕平衡，用Y171型纖維切斷器在手工整理的蘿藦纖維束的中部切取定長10 mm的一段，稱重、計算得到其線密度[10]為3.37 dtex。

纖維橫截面寬度測試，采用CU-2纖維細度分析儀，在100倍下連續(xù)測試多根纖維縱向不同位置的寬度，測得900個寬度數(shù)據(jù)，取平均值，得到橫截面寬度均值為65.5 μm。

纖維強伸性能測試，采用YG004A電子單纖維強力儀，測試300根纖維，得到強力均值為17.56 cN， 斷裂伸長率均值為3.22%，強度均值為5.21 cN/dtex。苧麻纖維的強度均值為6.73 cN/dtex，斷裂伸長率均值為3.77%[10],可見蘿藦纖維強度和斷裂伸長率都低于苧麻，這與蘿藦纖維的纖維素含量測試結果相符合。綜合以上測試結果，得到蘿藦纖維可紡紗性能指標見表2。

表2 蘿藦纖維可紡紗性能指標

3 結語

蘿藦纖維屬于天然纖維素纖維。由于其纖維素含量比苧麻纖維低，而半纖維素和木質素含量高于苧麻纖維，所以導致其強力、強度低于苧麻纖維，體積密度也低于麻纖維。從掃描電鏡照片看出，沿蘿藦纖維縱向有很多裂紋，說明采用適當?shù)拿撃z方法，可以對蘿藦纖維進一步劈裂細化，使其細度和橫截面寬度進一步降低，提高可紡性能。

蘿藦屬于多年草質藤本植物，產(chǎn)地分布廣，生長于林邊荒地、山腳、河邊、路旁灌木叢中，生命力強，種植容易；其全草是一種中藥；其種子絨毛具有醫(yī)用、吸油性能和服用保暖性能；蘿藦韌皮纖維經(jīng)過進一步脫膠細化之后可以作為新型天然紡織纖維原料。鑒于其獲取容易，具有多方面的使用價值，所以種植和開發(fā)蘿藦植物及蘿藦纖維具有較好的經(jīng)濟前景。