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丁琛，李白，李宛鑫，石大為

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（內蒙古工業大學輕工與紡織學院，內蒙古呼和浩特010080）

摘 要：為將胡麻針刺非織造材料更好地應用于衛生領域，采用化學溶液對胡麻原莖進行預浸處理，考察NaOH和NaHSO₃對胡麻原莖的脫膠率，并以胡麻纖維的斷裂強力和黃度為指標判斷胡麻纖維的性能。結果表明，濃度為12g/L的NaOH溶液預浸胡麻原莖的脫膠率最高，再經果膠酶脫膠后，其纖維的斷裂強度可達105.93cN，黃度為33.91YI。胡麻纖維針刺非織造成型后的面密度、透氣性、吸水率測試，結果顯示均可達到衛生用品的標準。

關鍵詞：胡麻；預浸；化學溶液；針刺非織造材料

近年來，我國非織造產業發展活躍，產業結構不斷調整，產品不斷創新^[1]。就目前情況來看，國民經濟諸多領域已經涉及產業用非織造品，很多產品直接用于民眾的生活中，例如：成人紙尿褲、嬰兒尿不濕、化妝棉等。這些產品是一次性個人衛生用品，即用棄品，因而消耗量大。當下，我國正處于人口老齡化時期，老年人的護理需求逐漸增加；同時我國開放三胎政策，嬰幼兒紙尿褲的銷量必定增長。隨著人們生活水平的提高，人們對產品的等級、性能、環保問題有著越來越高的要求和需求，因此天然纖維開始受到青睞^[2-3]。

胡麻是一種油料和纖維兼用的亞麻品種，廣泛種植于我國的內蒙古、甘肅、山西等地區，人們歷來只收取胡麻籽，其秸稈被當做廢棄物燃燒，不僅污染環境，還浪費大量的資源^[4-5]。胡麻纖維是從韌皮處分離出來的一種纖維，它具有吸濕、透氣、抗過敏等許多優良特性^[6-7]，是紡織、醫療、衛生、建材等領域不可多得的天然原料，但脫膠工藝使胡麻纖維的發展受到限制。

為將胡麻纖維更好地應用于衛生行業，本研究采用NaOH和NaHSO₃溶液對胡麻原莖進行預浸處理。探究預浸過程中不同濃度的溶液對胡麻原莖脫膠率的影響，通過單纖維電子強力儀和電腦測色配色系統分析脫膠后胡麻纖維的性能變化。將提取出的胡麻纖維梳理鋪網、針刺成型，探究其非織造的面密度、透氣性和吸水率。

1.1實驗材料

胡麻，產自內蒙古自治區烏蘭察布察右中旗的胡麻田；果膠酶，山東隆科特酶制劑有限公司產；檸檬酸、檸檬酸鈉，天津市盛奧化學試劑有限公司產；NaOH、NaHSO₃，天津市風船化學試劑有限公司產。

1.2實驗儀器

HH-6型恒溫水浴鍋，金壇市友聯儀器研究所產；ESJI20-4B型電子分析天平，沈陽龍騰電子有限公司產；DGF-4AB型高溫烘箱，天津泰斯特儀器有限公司產；YG（B）008E型單纖維電子強力儀，溫州市大榮紡織標準儀器廠產；CM-3600A型電腦測色配色系統，柯尼卡美能達（中國）投資有限公司產；YG（B）461型數字式織物透氣儀，溫州市大榮紡織儀器有限公司產。

1.3胡麻脫膠工藝

1.3.1胡麻原莖預處理

將胡麻原莖剪至5cm左右，經過碾壓處理，用蒸餾水沖洗干凈，烘干。

1.3.2胡麻預浸處理

稱取10g的胡麻纖維，浴比1：100，分別放在不同濃度的NaHSO₃、NaOH溶液中預浸24h，以蒸餾水預浸為對照。實驗參數見表1~2。經過化學試劑預浸后的胡麻纖維用蒸餾水沖洗干凈，烘干。

表1 胡麻預浸處理的實驗參數（浸NaHSO₃）

表2 胡麻預浸處理的實驗參數（浸NaOH）

1.3.3胡麻脫膠流程

取樣→胡麻原莖預處理→胡麻預浸→煮沸（100℃，35min）→打纖→生物脫膠（果膠酶5萬U/mol，質量濃度5g/L，溫度50℃，pH4.6，浴比1：30，時間36h）→水洗→烘干。

1.4胡麻針刺非織造材料的制備

非織造材料的制備包括開松、梳理、鋪網、針刺，其針刺過程使用的是自制的針刺板。

針刺加固后得到的樣品手感柔和，為了防止纖維脫落，且保證接觸面符合衛生用標準，采用醫用紗布片包裹在胡麻非織造布的表面，并通過縫紉機對非織造布的邊緣進行縫合包裹，不讓其松散。如圖1所示。

圖1 成型的胡麻非織造材料

1.5測試與表征

1.5.1脫膠率測試

按照GB5889—1986《苧麻化學成分定量分析法》進行取樣及測定，將胡麻原莖放置稱量瓶中并放于烘箱，烘至恒重，取出后迅速放于干燥器中冷卻稱其重量，為L0；然后將預浸后的胡麻放置稱量瓶中，烘至恒重，取出后迅速放于干燥器中冷卻稱其重量，為L1。脫膠率按照公式（1）計算：

式中：L為脫膠率，%；L0為原胡麻質量，g；L1為胡麻預浸后的質量，g。

1.5.2斷裂強力測試

胡麻原莖經過脫膠流程后，采用手工剝離的方式將纖維與秸稈分開，通過YG（B）008E型單纖維電子強力儀測試胡麻纖維的斷裂強力，夾持距離為10mm，下降速度為20mm/min。每個試樣做6次平行測試。

1.5.3黃度測試

將胡麻纖維平鋪梳理成平行厚度均勻、不透光的纖維層，得到實驗樣本，選5個不同的點取平均值。

1.5.4面密度測試

按照GB/T24218.1-2009《單位面積質量的測定》進行取樣和測定。每個試樣使用電子天平稱量3次，得到其面密度平均值。

1.5.5透氣性測試

按照GB/T24218.15-2018《透氣性的測定》進行取樣和測定。用YG（B）461型數字式織物透氣儀測試胡麻纖維針刺非織造材料的透氣性。

1.5.6吸水率測試

試樣尺寸為14cm×11cm，放入烘箱中烘至恒重，取出稱量非織造的重量，記為G0；然后將試樣放入裝滿水的容器中，等試樣充分滲入后，取出試樣并垂直懸掛，直到沒有滲水為止，立即稱其質量，記為G1。吸水率按照公式（2）計算：

式中：W為吸水率，%；G0為試樣的原重量，g；G1為試樣飽含水分的重量，g。

2結果與分析

2.1化學溶液預浸對胡麻原莖脫膠率的影響

胡麻原莖的脫膠率如圖2，由圖2可知，不同的化學溶液對胡麻原莖的脫膠率存在著較大的差異，其中NaHSO₃最高的脫膠率為6.95%，而NaOH最高的脫膠為13.47%。由此可見，選擇NaOH溶液處理胡麻原莖的效果遠比NaHSO₃好。

圖2（a）為NaHSO₃預浸濃度對胡麻原莖脫膠率的影響。隨著NaHSO₃濃度的升高，胡麻原莖的脫膠率呈現先降后升的趨勢，但脫膠率普遍偏低，與對照組相當。這反映NaHSO₃溶液水解胡麻膠質的效果不好。

圖2（b）為NaOH預浸濃度對胡麻原莖脫膠率的影響。從圖中可以觀察出，經NaOH預浸后胡麻原莖的脫膠率均高于對照組。這說明NaOH溶液使胡麻原莖膠質層受到破壞，溶解一部分果膠，使得果膠酶更易滲透內部^[8]。隨著NaOH濃度的升高，胡麻原莖的脫膠率與NaHSO₃趨勢是一致的，5#和8#組處理效果較好，脫膠率分別為12.37%和13.47%，這意味著低濃度和高濃度的NaOH溶液均對胡麻原莖具有較好的脫膠效果。預浸時胡麻吸收溶液有限，當達到飽和后再提升NaOH濃度，脫膠率就僅有略微的提高^[9]。

圖2 胡麻原莖的脫膠率：(a)NaHSO₃；(b)NaOH

圖3 胡麻纖維的斷裂強力：(c)NaHSO₃；(d)NaOH

2.2化學溶液預浸對胡麻纖維斷裂強力的影響

預浸后的胡麻經36h的果膠酶脫膠，再通過手工剝離的方式獲得胡麻纖維，采用單纖維電子強力儀測試胡麻纖維的斷裂強力。

由圖3（c）可知，經NaHSO₃處理與未處理相比，纖維的斷裂強力顯著降低，這是因為NaHSO₃溶液對果膠水解不活躍，經果膠酶脫膠后，胡麻纖維表面的果膠、脂蠟質被逐漸去除，所以纖維的斷裂強度逐漸降低。由圖3（d）可知，與未處理組相比，NaOH處理組的斷裂強力都有所下降。隨著NaOH濃度的升高，胡麻纖維的拉伸強度呈現先降后升的趨勢。NaOH溶液濃度較低時，纖維之間還存在果膠成纖維束狀，纖維與纖維之間的抱合力較大，在拉伸的過程中不容易分離，從而造成力學性能較好的現象。NaOH溶液濃度高時，胡麻原莖表面遭到損壞，減輕生物脫膠的負擔，過度脫去果膠和半纖維素等物質，使纖維間大分子纖維素抱合力增大，斷裂強度升高。

2.3化學溶液預浸對胡麻纖維黃度的影響

試樣采用不同濃度的NaOH、NaHSO₃溶液對胡麻原莖進行預浸處理，再進行生物脫膠，測定處理后胡麻的黃度，結果見表3。

表3 化學溶液預浸對胡麻纖維黃度的測試值

由表3可知，NaHSO₃預浸濃度的變化對胡麻纖維黃度值影響不大，從而說明NaHSO₃濃度的改變并不能降低胡麻纖維的黃度。NaOH預浸濃度的增大對胡麻的黃度有明顯的改善，由41.99YI下降到33.91YI。

2.4胡麻針刺非織造材料的面密度測試

經上述最優脫膠工藝得到的胡麻纖維制備非織造材料。試驗發現，當胡麻纖維進入梳理機梳理時，預計纖網面密度比喂入的纖維總質量低25%~38%。本研究設定的胡麻非織造材料的面密度為40g/m2，取3組試樣測試。如表4所示。

由表4可知，得到的胡麻針刺非織造材料的面密度基本達到設定的面密度，均勻度較好。

表4 胡麻針刺非織造材料面密度的測試值

2.5胡麻針刺非織造材料的透氣性測試

使用YG（B）461型數字式織物透氣儀測試胡麻纖維針刺非織造材料的透氣性，結果見表5。

表5 胡麻針刺非織造材料透氣量的測試值

由表5可知，非織造透氣度的最大值為2291.91mm/s，最小值為2238.17mm/s，最大值與最小值之間幾乎未有差距。因此可以看出，胡麻針刺非織造材料的透氣性可以達到一次性個人衛生用品的標準，為胡麻纖維應用于衛生領域奠定基礎。

2.6胡麻針刺非織造材料的吸水率測試

對于衛生用非織造材料而言，材料的吸水率也是至關重要的，胡麻針刺非織造材料吸水率的測試值見表6。

表6 胡麻針刺非織造材料吸水率的測試值

由表6可知，胡麻纖維針刺非織造材料的吸水率均優于針織布，主要原因是非織造的孔隙率比較大，所以吸水率也比較高。

3.1采用化學溶液對胡麻原莖進行預浸處理，強堿性溶液可以與胡麻原莖表面的果膠發生反應，使胡麻原莖膠質層受到破壞，克服生物脫膠過程中果膠酶溶液難以滲透的缺點，并節省酶的用量和脫膠時間。

3.2NaOH預浸濃度為12g/L時，對胡麻原莖的脫膠有較好的促進作用，脫膠率為13.47%；經果膠酶脫膠后，其纖維的力學性能為105.93cN，且黃度值最低。

3.3經上述脫膠工藝得到的胡麻纖維并制備成非織造材料，經過面密度、透氣性和吸水率測試均符合衛生用非織造材料的指標，為衛生用非織造材料研究提供新思路。

參考文獻

[1]陳楠.非織造材料發力綠色科技[J].紡織科學研究,2019(7)：26-29.

[2]張哲,常麗,明津法.全球非織造布市場的發展現狀及趨勢展望[J].紡織導報,2019(6)：96-99.

[3]俞晶穎.大麻纖維衛生用非織造材料的制備與性能研究[D].上海：東華大學,2017.

[4]楊志清.油料與纖維兼用的胡麻[J].北京紡織,2005(2)：63.

[5]石大為,王瑞,馬崇啟.胡麻資源開發與利用的關鍵技術研究[J].毛紡科技,2016,44(12)：1-5.

[6]何偉堅,吳靄弟.亞麻纖維的特性及其應用[J].化纖與紡織技術,2019,48(4)：36-38,43,48.

[7]陳君楊.亞麻在汽車內飾材料上的應用[D].蘇州：蘇州大學,2012.

[8]任燕,邢建偉,徐成書,等.超聲波預處理在羅布麻生物脫膠工藝中的應用[J].印染,2018,44(24)：22-25.

[9]宋焱,李顯波,姜偉.雙氧水預浸/蒸汽閃爆紅麻纖維脫膠工藝及性能[J].過程工程學報,2017,17(1)：97-102.

文章摘自：丁琛,李白,李宛鑫,石大為.胡麻纖維衛生用非織造材料的制備及性能研究[J].輕紡工業與技術,2021,50(12)：13-16.