艾草纖維性能測試分析

高秀麗，王夢麗

（河南工程學院紡織學院，河南鄭州450007）

0 引言

眾所周知，自然界中艾草的生命力非常頑強，在我國分布廣泛[1]。艾草因具有抑菌、除臭、驅蚊、保健等功效，在我國醫藥領域的應用已非常成熟。此外，艾草在紡織領域也有很多的應用。凌良仲等人在紡絲液中加入艾草粉、分散劑、溶劑混紡制得艾草纖維；馮偉民通過將艾葉草晶體研磨成納米級粉體，再與其他纖維混合，研究出一種含有艾葉草纖維的混紡面料。此類混紡方式所制得的含有艾草纖維的面料具有保暖、除臭、吸濕、抑菌和防紫外線的功效。試驗使用獨特的生產方式，在紡絲液中加入艾草提取物紡成艾草纖維，將艾草自帶的抗菌、保健、美容等功能賦予纖維，使艾草纖維也具有抗菌、除臭、保健等功效。文中通過對艾草纖維、棉纖維和黏膠纖維的性能進行測試分析，對艾草纖維的可紡性進行研究，希望艾草纖維可以得到更加廣泛的應用。

1 試驗

1.1 試驗樣品

試驗所用纖維樣品規格詳見表1。

表1 纖維規格

1.2 試驗儀器

蔡司SIGMA 500場發射掃描電子顯微鏡、YG321纖維比電阻儀、YG747型通風式快速八籃恒溫烘箱、Y151型纖維摩擦因數儀、YG001 N+型單纖維強力儀、YG362B型單纖維卷曲彈性儀等。

2 結果與分析

2.1 纖維截面形態

通過SEM觀察艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的縱向及橫向的表面形態，電鏡圖分別見圖1和圖2。

圖1 艾草、黏膠、棉纖維的縱向掃描電鏡圖

圖2 艾草、黏膠、棉纖維的橫向掃描電鏡圖

由圖1可知，艾草纖維和普通黏膠纖維的縱向均呈現出粗細均勻、表面光滑、無轉曲、有溝槽，但艾草纖維表面有少許顆粒，而棉纖維的轉曲多、表面粗糙、無明顯溝槽，所以艾草纖維的抱合力小于棉纖維。由圖2可知，棉纖維的截面為腰圓形，而艾草纖維和普通黏膠纖維的橫向截面均為不規則的鋸齒形，艾草纖維內部孔隙較黏膠纖維多，所以艾草纖維具有較好的吸濕性，且纖維表面存在的溝槽使紗線和織物更加蓬松，所以用其制成的織物穿著時更加柔軟、舒適、透氣。

2.2 比電阻

艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的比電阻測試可以按照GB/T 14342─2015《化學纖維短纖維比電阻試驗方法》進行，測試結果詳見表2。研究表明，纖維的回潮率越低，其比電阻越高，導電能力越差，且易產生靜電，在紡紗時易發生纏繞、斷頭現象，影響成紗的質量。由表2可知，艾草纖維的質量比電阻小于棉纖維和普通黏膠纖維的質量比電阻，說明艾草纖維的導電能力較棉和普通黏膠纖維好，在紡紗時不易產生靜電、纏繞、斷頭等現象，有利于紡紗的順利進行。

表2 三種纖維的質量比電阻測試

2.3 回潮率

艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的回潮率測試可以按照GB/T 9995─1997《紡織材料含水率和回潮率的測定烘箱干燥法》進行，測試結果詳見表3。

表3 三種纖維的回潮率測試

回潮率對纖維的強力、細度、比電阻和摩擦均有影響。由表3可知，艾草纖維的回潮率大于普通黏膠纖維和棉纖維的回潮率。這可能是因為存在的艾草顆粒增大了纖維的回潮率。這一現象也說明艾草纖維因吸濕性能良好不易積聚靜電，使紡紗工藝更易進行，具有很好的可紡性。

2.4 摩擦性能

用Y151型纖維摩擦因數儀對艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的摩擦因數進行測試，測試結果詳見表4。

表4 三種纖維的摩擦因數

由表4可知，3種纖維的靜摩擦因數由大到小的順序為：艾草纖維＞棉纖維＞普通黏膠纖維。艾草纖維的靜摩擦因數最大，可能是因為植物提取物使纖維表面出現一些小的突起，可以增加纖維間的抱合力，易于成紡，即艾草纖維成紗容易。

2.5 拉伸性能

艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的干態和濕態的拉伸性能測試可以按照GB/T 14337─1993《合成短纖維斷裂強力及斷裂伸長試驗方法》進行，測試時用YG001 N+型單纖維強力儀進行測試，測試結果詳見表5。

由表5可知：艾草纖維和黏膠纖維的斷裂強度與斷裂功濕態強度約為干態強度的一半，棉纖維的干濕強度與斷裂功僅稍有變化，且艾草纖維在干濕態時的斷裂強度與斷裂功均比普通黏膠纖維的大，可能是由于紡絲液中加入的艾草顆粒使纖維大分子鏈重新結合，改變了纖維的內部結構，使艾草纖維在成紗時減少紗線的斷裂；艾草纖維和黏膠纖維濕態的斷裂伸長率比干態的斷裂伸長率低，而棉纖維濕態的斷裂伸長率比干態的斷裂伸長率高；艾草纖維和普通黏膠纖維濕態的初始模量比干態的均有增加，而棉纖維的卻有所降低，且艾草纖維的初始模量比普通黏膠纖維的高，說明艾草纖維的彈性好，在紡絲液中加入艾草提取物后，制成織物的彈性和尺寸穩定性要高于普通黏膠纖維織物。

表5 纖維干濕態拉伸測試結果

表6 纖維的各項卷曲指標

2.6 卷曲

艾草纖維、普通黏膠纖維和棉纖維的各項卷曲指標可以按照GB/T 14338─2008《化學纖維短纖維卷曲性能試驗方法》進行，測試時使用YG362B型卷曲彈性儀進行測試，測試結果詳見表6。

由表6可知，3種纖維的4項卷曲指標大小均為：艾草纖維＜普通黏膠纖維＜棉纖維，說明艾草纖維的卷曲性比普通黏膠纖維的小。這可能是由于在紡絲液中加入艾草提取液后改變了纖維內部分子的排列，因而試驗時要根據紡紗要求合理選擇用單種纖維進行紡紗或與其他纖維進行混紡。

3 結論

具有抑菌、除臭、驅蚊、保健等性能的艾草纖維表面存在的小顆粒使其摩擦因數增大，其截面為鋸齒形，回潮率大，斷裂強度和斷裂功大，比電阻小，卷曲少，使得艾草纖維具有較好的可紡性，且紡紗時不宜產生靜電。由于艾草分布廣泛，可提供充足的原料。艾草在醫藥、保健、美容等方面成功的應用，讓人們對艾草有了更加充分地認識，希望可以把艾草的上述功能賦予到更多產品上，使其在更多新的領域得到研發。艾草纖維采用純天然植物提取物作為抗菌劑，對人體皮膚無刺激性，不會產生不良副作用，更加符合人們對于綠色環保生活的需求，具有良好的發展前景。