1 前言
羅布麻纖維是植物纖維中的韌皮纖維，具有伸直而兩端封閉的后壁長細(xì)胞，原纖維是一種高分子聚合物。纖維顏色受浸漬發(fā)酵的影響有很大差異，一般呈灰色或灰白色，其散纖維光澤如絲般。纖維性能近似苧麻，但比苧麻細(xì)度細(xì)，長度短，具有透氣性、吸濕性和排濕性等優(yōu)點，織成的織物具有透氣性好、吸濕性強、散熱快、穿著涼爽、易于洗滌和堅實耐磨等特點。但羅布麻纖維服用性能與其它麻一樣，存在著纖維剛性大、粗糙、堅硬、含雜較多，服用時回彈性差、易折皺，有刺癢感，影響舒適性。另外，麻纖維染色性能差，織物顏色偏淺而不鮮艷，且染色堅牢度較差，限制了麻紡織品的開發(fā)和應(yīng)用。本項目通過羅布麻纖維的化學(xué)改性，對以纖維的染色性能進行初步研究。
2 麻纖維的改性
所謂麻纖維的改性，就是利用化學(xué)或物理的方法對麻纖維進行處理。麻纖維經(jīng)改性處理后，改善其物理機械性能，克服其不足之處，使其獲得某些特殊的性能。此外，麻纖維經(jīng)改性處理后，織物的染色性能大大改善，染品色彩鮮艷，深淺相宜。麻纖維改性的途徑有以下幾種。
(1)改變纖維素大分子的結(jié)構(gòu) 主要是應(yīng)用化學(xué)或物理方法改變麻纖維的結(jié)晶度、取向度，即改變麻纖維素大分子之間排列的緊密程度和排列方向，亦即改變麻纖維大分子的晶格結(jié)構(gòu)。
(2)接枝改性利用麻纖維素中的羥基反應(yīng)，與其它的基團接枝，從而得到具有特殊性能的麻纖維。接枝改性麻纖維的性質(zhì)主要取決于接枝基團的性質(zhì)。
(3)纖維素大分子間鍵合這是一種通過在麻纖維素大分子之間形成化學(xué)鍵，而使麻纖維改性的方法。例如，用樹脂處理麻纖維素，從而改善麻纖維的彈性和耐折皺性等。目前，國內(nèi)研究麻纖維改性的方法大多利用纖維素的酯醚化反應(yīng)原理進行的。
2．1 堿法改性
麻纖維素在高濃度NaOH溶液中能生成堿纖維素。由于生成堿纖維素的過程是放熱反應(yīng)，故堿法改性均在常溫下完成。生成的堿纖維素為Na．纖維素I或Na一纖維素Ⅱ，視所用NaOH溶液濃度而定。堿法改性得到的改性麻纖維素實際上是水化麻纖維素。
2．2 尿素法改性
利用尿素中的羰基與堿纖維素反應(yīng)的原理，對麻纖維實行改性。本方法改性的優(yōu)點是工藝簡單，成本較低，改性后纖維的物理機械性能較好。紗線、織物染色牢度好，顏色鮮艷，具有真絲般的光澤，穿著舒適。
2．3 磺化法改性
利用麻的堿纖維素與CS：反應(yīng)，使麻纖維素半粘膠化，使麻纖維得以改性。因此，麻纖維磺化法改性的工藝過程主要分為：麻纖維素與濃堿作用生成堿纖維素；對麻的堿纖維素進行磺化處理，使部分纖維素生成磺酸鹽。由于這一改性過程比較激烈，因此改性過程中必須嚴(yán)格控制磺化的工藝參數(shù)，以防止出現(xiàn)麻纖維素全粘膠化的現(xiàn)象，使改性麻纖維失去其原有的特性和風(fēng)格?；腔ǜ男缘男Ч^好，但其工藝較為復(fù)雜，成本較高，且CS：有毒，防護較難。
3 試驗
本試驗采用堿對麻纖維進行改性。用于麻纖維改性的堿有LiOH、NaOH、KOH、NH OH等，以LiOH的改性效果最優(yōu)，但因價格較高，因而生產(chǎn)中常采用NaOH。NaOH與麻纖維上的膠質(zhì)作用，使果膠物質(zhì)溶除，脂肪蠟質(zhì)皂化，木質(zhì)素發(fā)生氧橋鍵的斷裂，而產(chǎn)生具有酚羥基的木質(zhì)素復(fù)合體，最后以鈉鹽的形式轉(zhuǎn)人堿液中被溶解。木質(zhì)素是造成纖維粗硬的原因之一，它的存在對后道染整工藝帶來較大的影響，因而它的含量越低越好。NaOH與組成麻纖維的主要成分纖維素作用，產(chǎn)生化學(xué)變化、物理化學(xué)變化和結(jié)構(gòu)上的變異，化學(xué)變化生成新的物質(zhì)—— 堿纖維素，而物理化學(xué)變化發(fā)生溶脹膨化現(xiàn)象，使麻纖維富有彈性，具有絲光作用，從而改善纖維毛效和提高纖維滲透性。結(jié)構(gòu)上的變異則是纖維素大分子上的葡萄糖基環(huán)之間的相對位置發(fā)生變化，表現(xiàn)為結(jié)晶度和取向度下降。
3．1 試驗材料
試驗原料源于甘肅民勤沙生植物園的羅布麻，打成麻溫水漚麻加工而成。
3．2 試驗方法
(1)羅布麻纖維化學(xué)成分的測定，參照GB
(2)羅布麻纖維堿改性前后上染率的測定。
4 結(jié)果與討論
4．1 羅布麻纖維的化學(xué)成分
麻纖維的化學(xué)成分與紡織加工及纖維的染色性能關(guān)系十分密切。一般在麻纖維化學(xué)脫膠過程中，希望纖維素伴生物中果膠、半纖維素的含量越低越好。因為果膠質(zhì)中的果膠酸鈣、鎂鹽，半纖維素中的葡萄甘露聚糖等對堿有較高的穩(wěn)定性。木質(zhì)素對纖維的影響是，木質(zhì)素含量少的纖維光澤好，柔軟，并富有彈性，可紡性和染色性能均好。在纖維脫膠過程中，雖然希望盡量脫除木質(zhì)素，但由于木質(zhì)素在植物細(xì)胞壁中起著支撐和粘結(jié)纖維素的作用，客觀上不可能全部脫除，否則易使纖維解體，從而降低纖維的可紡性能 J。在麻纖維脫膠和變性等深加工過程中，脂肪、蠟質(zhì)和水溶物的影響不大，但灰分含量的多少將影響纖維深加工。通過測試，羅布麻纖維的成分見表1。
從表1可知，羅布麻纖維中非纖維雜質(zhì)、脂蠟、果膠、半纖維素、木質(zhì)素及灰分等含量約占35％。
4．2 羅布麻纖維的染色性能
羅布麻染色性能與亞麻相似，勻染性差。羅布麻纖維素含量較亞麻低，木質(zhì)素、半纖維素和果膠等天然共生物含量較高，它們的分子量比纖維素要小得多，且填充于纖維素微原纖的間隙中，呈無規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，易被染料著色；而纖維中纖維素結(jié)晶顆粒較大，取向度高，染料對纖維素的可及度較低，染色困難。所以染料上染羅布麻，不容易染勻和染透。此外，半纖維素、木質(zhì)素殘留量大，會使纖維孔道形狀、大小發(fā)生相應(yīng)的變化，纖維大分子取向增高，孔道變窄。根據(jù)纖維孔道擴散模型理論，降低纖維表面毛效，會影響染料在纖維上的擴散速率。羅布麻纖維經(jīng)NaOH改性處理后，麻纖維的聚合度、結(jié)晶度和取向度都有不同程度的下降，且隨著NaOH濃度的增加而變化。羅布麻纖維的聚合度在堿處理剛開始時其值下降很快，以后變化則較少。煮漂后的麻纖維再改性，其銅值和亞甲基藍(lán)值降低，提高了麻纖維的化學(xué)反應(yīng)性，從而改善了麻纖維的染色性能。生產(chǎn)中在使用還原、活性、直接、硫化染料染色時，改性麻上染率與未改性麻上染率相比，均有不同程度的提高，尤其是還原染料的染色，上染率則有較大的提高。就不同的堿濃度改性處理后的羅布麻纖維，以相同的染料和工藝進行染色，其上染率見表2。在相同的NaOH濃度改性作用下，改性麻和未改性麻以相同的工藝染色，羅布麻纖維上染率見表3。
由表2和3知，麻纖維經(jīng)過改性后，其上染率有明顯提高，特別是還原染料染色提高幅度較大。此外，麻纖維經(jīng)NaOH改性處理后，纖維的物理化學(xué)性能變化和結(jié)構(gòu)的變異，還能使麻纖維的回彈性和柔軟度得到改善，從而增強了制品的抗皺性。用堿改性后的纖維因反應(yīng)性增強，再用柔軟劑、樹脂和有機硅等進行整理，效果則更加顯著。
5 結(jié)語
羅布麻具有很多優(yōu)良特性，其纖維品質(zhì)綜合了棉、亞麻、大麻和苧麻等不同植物纖維的優(yōu)點，它的細(xì)度和強力甚至比細(xì)羊毛還好，可紡60 以上的紗線，并可用來代替細(xì)羊毛織布。其纖維經(jīng)過脫膠處理成散纖后，可直接進行紡紗，亦可與棉花、羊毛等各種化學(xué)纖維進行多種混紡，可應(yīng)用于各種領(lǐng)域。另外，因羅布麻含有強心苷、磺酮和氨基酸等組分，對防治高血壓和冠心病等具有良好療效。羅布麻與其它纖維混紡的保健產(chǎn)品目前已開發(fā)成功，并受到消費者的歡迎。
