牛角瓜纤维及其功能纺织品的应用

牛角瓜纤维及其功能纺织品的应用

向杰

身份证号：370602198802164628

摘要：近年来，随着环境的变化，耕地面积的受限，迫切需要开发新型天然纤维来缓解传统纤维的供给压力。牛角瓜纤维作为一种新型的天然纤维素纤维，具有密度低、中空大、重量轻、抗菌性好、利用率高、对健康危害小、可生物降解再生等优点，因此在纺织、医疗、吸附和传感等领域具有较高的应用价值。本研究对牛角瓜纤维的生物学特性、物理性能、初加工技术、染色技术和产品等方面的研究进行介绍和分析，为牛角瓜纤维及其功能性产品的开发与产业的推动提供参考。

关键词：牛角瓜纤维；功能纺织品；应用；

引言

纺织面料材料呈现纤维组分多元化、面料外观风格色彩不同常态化及生产低碳减排环保生态化的趋势。为顺应市场潮流和迎合消费者对纺织品健康、舒适、美观的追求，选用不同纤维混纺，使纱线性能优劣互补，以迎合市场需求，获取较好经济效益，成为面料开发的重要部分。牛角瓜纤维是近年来出现的纺织新材料。牛角瓜果实状如牛角，故名牛角瓜，在亚洲和非洲的热带亚热带地区广泛使用,果实经牛角瓜纤维的种子吸收后,经过加工,获得了牛角瓜纤维。牛角瓜纤维可用于纺织品生产,以取代棉花和其他纤维。它有许多优点,应用前景非常广阔。

1牛角瓜纤维结构与性能

由于牛角瓜纤维的独特性、结构和性能受到了众多学者的关注，我们对牛角瓜纤维的表面形态进行了测试和微观结构分析，发现牛角瓜纤维中纤维素、半纤维素和木质素含量远远低于棉花，并且含有较高的半纤维素和木质素，同时也含有较高的乳胶和脂肪，我们研究了其基本物理和物理性质，如长度、细节、线材密度、机械性质和吸湿性， 并与天然纤维素纤维相同的棉和棉进行了比较，从宏观到微观测试了纤维的特性，分析了纤维的抗力、糖量和抗菌行为，发现纤维中不存在糖含量高易滋生细菌的抗菌材料，本文研究了牛角瓜纤维的结构和性能，并与木棉和棉的纤维进行了比较，得出了类似的结果， 但是，当水果被切成块时，纤维会连接到胶囊和种子，这两种状态的水果会影响三种纤维的性能.

2纤维材料

牛角瓜纤维是一种天然纤维，其纤维线密度为1.05ｄｔｅｘ，长度为33ｍｍ，回潮率为13.49％，断裂伸长率为2.6％，断裂强度为3.42ｃＮ／ｄｔｅｘ。牛角瓜纤维具有较强的抗菌能力，对金黄色葡萄球菌抑菌能力达99％，但纤维脆性大，易损伤，抱合力差，质轻易飘浮，易产生毛羽。蚕蛹蛋白纤维滑爽如桑蚕丝，柔软似羊绒，亲肤性好；断裂强度为3.42ｃＮ／ｄｔｅｘ，低于粘胶纤维，而其面料克服了桑蚕丝柔而不挺的缺点；质量比电阻低，不易产生静电。Ａｉｒｃｅｌｌ纤维属于功能性持久的多功能改性聚酯纤维，能释放负离子，具有持久促进新陈代谢、易眠安神、消炎止痛等抗菌保健和防紫外线功能，其吸湿性（回潮率为0.6％）、导湿性和透气性能高于普通涤纶，具有棉的柔软和舒适性，染色效果较好，光泽自然柔和，亲和性好，适合加工高档产品。

3牛角瓜纤维及其纺织加工

3.1牛角瓜纤维的染色技术

染料分子易于进入牛角瓜纤维之间或分子内部与纤维素上的羟基结合。可选择活性染料对牛角瓜纤维进行染色。研究表明在活性艳红X-3B染料浓度为2%（owf），染色温度为50℃，盐的质量分数为40g/L，碱的质量分数为5g/L时，牛角瓜纤维染色率较高（64%）。研究的蒽醌型分散染料蓝E-4R及红E-3B在强还原条件下，对纤维保护性较好，色光变化小，便于控制。研究结果表明，直接染料沙拉菲尼尔大红对牛角瓜纤维的上染率可达98%，而牛角瓜纤维对沙拉菲尼尔翠蓝的吸附以物理吸附为主，最高上染率仅接近49%。450采用亮蓝CN-MG、红H-3BS和黄H-S3R三种不同的染料对棉、木棉、牛角瓜织物染色，并比较其上染率和固色率。

3.2纱线

对牛角瓜纤维进行了纯纤维检测，发现其强度低、扭转刚度大、易断裂、持握力差、纺纱难度大等特点，经过多次试验和分析，人们将其它纤维与轨道纤维混用，以弥补其缺陷，利用其优点，提高纤维的强度和韧性，从而形成了不同比例的牛角瓜纤维(细绒棉或长绒棉)品种， 随着环锭纤维含量的增加，纤维含量越低，共混物的强度和均匀度越差，丝材质量越好；为了进一步改善干条，提高强度，提高纺织能力，提高纺织效率，人们试图在牛角瓜纤维/棉混纺纤维的基础上添加聚酯，结果是干性和强力的显着提高，纤维质量的显着提高，纺织效率的提高。

3.3浆纱

由于经纱本身较细，与同材质粗特纱相比，纱线毛羽少但强力较低；研发织物纬密大，开口次数多，经纱上下运动频繁，使其摩擦增强，毛羽增多，因此结合实际研发中出现的问题，确定“增强、重浸透、求被覆、提高上浆率、贴伏毛羽、增耐磨及合理设定干湿区张力保伸长”等上浆原则。根据上浆原则并考虑浆料环保性、成本及退浆难易程度选定Ｄ136为主浆料，该浆料适于亲水和疏水性纤维，冷水迅速溶解，节能节气，黏度稳定，与其他浆料混溶，性能优良；可低温上浆，不结皮，无浆斑，易退浆，有利于保护环境，节约成本；Ｅ２１００瓜尔胶为辅助浆料，该浆料是从角豆树果实和瓜尔豆中提取的植物胶，易吸湿，可减少静电，冷水中速溶性强、溶液黏稠度高，溶液稳定性好。浆料配方：ＪＤ136浆料35ｋｇ，醋酸酯淀粉30ｋｇ，Ｅ2100瓜尔胶液体浓度为１％，后上蜡量为2.95～3.00ｋｇ。ＪＤ136和Ｅ2100浆料干分绞阻力都较小，分纱轻快，毛羽少，纱面光滑，织造顺畅。

3.4针织面料

牛角瓜纤维中空度高，模量小，弹性优良等特性使其在针织面料有较大的发展潜力。将牛角瓜纤维和长绒棉混纺成纱线，采用针织技术加工成衣后，面料具有重量轻、手感柔软和保暖性好等优点。将不同混纺比的牛角瓜纤维混纺纱织成纬平针织物；随着牛角瓜纤维含量增加，针织物的保暖性增加。成功研发了牛角瓜纤维和咖啡碳纤维混纺浅灰针织纱，制成的面料具有保暖、抗菌、吸附、除臭等优异性能。牛角瓜纤维的聚苯乙烯通常由牛角瓜纤维制成，导致简单的纺织品和编织，而单一类型的组织也限制了其在纺织品和服装领域的应用，因此，将来可以测试不同结构的织造和织造，并进一步优化纺织、前处理和后整理等工艺，以最大限度地保持牛角瓜纤维的性能，从而提高产品质量。

3.5保暖内衣面料

利用牛角瓜纤维/棉/涤纶混纺织物空腔大、壁薄的特点，开发出保暖性好、断裂强力高、舒适性好的保暖内衣面料，可生产吸湿排汗、保暖性能好、舒适性高的保暖内衣及其他服装面料，满足人们的需求。

结束语

牛角瓜纤维作为一种天然纤维素纤维，由于其独特的结构和优异的性能，受到了越来越多研究人员的关注。但是牛角瓜适合在干热河谷环境中生存，随着地域和气候不同，果实大小和纤维长度存在差异。现阶段，对于牛角瓜纤维纺织市场来说，产业链尚未被打通，未形成集约化、规模化的牛角瓜纤维提取、纺纱、织造和服装等配套生产线。

参考文献

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