艾草纤维性能测试分析

高秀丽，王梦丽

（河南工程学院纺织学院，河南郑州450007）

0 引言

众所周知，自然界中艾草的生命力非常顽强，在我国分布广泛[1]。艾草因具有抑菌、除臭、驱蚊、保健等功效，在我国医药领域的应用已非常成熟。此外，艾草在纺织领域也有很多的应用。凌良仲等人在纺丝液中加入艾草粉、分散剂、溶剂混纺制得艾草纤维；冯伟民通过将艾叶草晶体研磨成纳米级粉体，再与其他纤维混合，研究出一种含有艾叶草纤维的混纺面料。此类混纺方式所制得的含有艾草纤维的面料具有保暖、除臭、吸湿、抑菌和防紫外线的功效。试验使用独特的生产方式，在纺丝液中加入艾草提取物纺成艾草纤维，将艾草自带的抗菌、保健、美容等功能赋予纤维，使艾草纤维也具有抗菌、除臭、保健等功效。文中通过对艾草纤维、棉纤维和黏胶纤维的性能进行测试分析，对艾草纤维的可纺性进行研究，希望艾草纤维可以得到更加广泛的应用。

1 试验

1.1 试验样品

试验所用纤维样品规格详见表1。

表1 纤维规格

1.2 试验仪器

蔡司SIGMA 500场发射扫描电子显微镜、YG321纤维比电阻仪、YG747型通风式快速八篮恒温烘箱、Y151型纤维摩擦因数仪、YG001 N+型单纤维强力仪、YG362B型单纤维卷曲弹性仪等。

2 结果与分析

2.1 纤维截面形态

通过SEM观察艾草纤维、普通黏胶纤维和棉纤维的纵向及横向的表面形态，电镜图分别见图1和图2。

图1 艾草、黏胶、棉纤维的纵向扫描电镜图

图2 艾草、黏胶、棉纤维的横向扫描电镜图

由图1可知，艾草纤维和普通黏胶纤维的纵向均呈现出粗细均匀、表面光滑、无转曲、有沟槽，但艾草纤维表面有少许颗粒，而棉纤维的转曲多、表面粗糙、无明显沟槽，所以艾草纤维的抱合力小于棉纤维。由图2可知，棉纤维的截面为腰圆形，而艾草纤维和普通黏胶纤维的横向截面均为不规则的锯齿形，艾草纤维内部孔隙较黏胶纤维多，所以艾草纤维具有较好的吸湿性，且纤维表面存在的沟槽使纱线和织物更加蓬松，所以用其制成的织物穿着时更加柔软、舒适、透气。

2.2 比电阻

艾草纤维、普通黏胶纤维和棉纤维的比电阻测试可以按照GB/T 14342─2015《化学纤维短纤维比电阻试验方法》进行，测试结果详见表2。研究表明，纤维的回潮率越低，其比电阻越高，导电能力越差，且易产生静电，在纺纱时易发生缠绕、断头现象，影响成纱的质量。由表2可知，艾草纤维的质量比电阻小于棉纤维和普通黏胶纤维的质量比电阻，说明艾草纤维的导电能力较棉和普通黏胶纤维好，在纺纱时不易产生静电、缠绕、断头等现象，有利于纺纱的顺利进行。

表2 三种纤维的质量比电阻测试

2.3 回潮率

艾草纤维、普通黏胶纤维和棉纤维的回潮率测试可以按照GB/T 9995─1997《纺织材料含水率和回潮率的测定烘箱干燥法》进行，测试结果详见表3。

表3 三种纤维的回潮率测试

回潮率对纤维的强力、细度、比电阻和摩擦均有影响。由表3可知，艾草纤维的回潮率大于普通黏胶纤维和棉纤维的回潮率。这可能是因为存在的艾草颗粒增大了纤维的回潮率。这一现象也说明艾草纤维因吸湿性能良好不易积聚静电，使纺纱工艺更易进行，具有很好的可纺性。

2.4 摩擦性能

用Y151型纤维摩擦因数仪对艾草纤维、普通黏胶纤维和棉纤维的摩擦因数进行测试，测试结果详见表4。

表4 三种纤维的摩擦因数

由表4可知，3种纤维的静摩擦因数由大到小的顺序为：艾草纤维＞棉纤维＞普通黏胶纤维。艾草纤维的静摩擦因数最大，可能是因为植物提取物使纤维表面出现一些小的突起，可以增加纤维间的抱合力，易于成纺，即艾草纤维成纱容易。

2.5 拉伸性能

艾草纤维、普通黏胶纤维和棉纤维的干态和湿态的拉伸性能测试可以按照GB/T 14337─1993《合成短纤维断裂强力及断裂伸长试验方法》进行，测试时用YG001 N+型单纤维强力仪进行测试，测试结果详见表5。

由表5可知：艾草纤维和黏胶纤维的断裂强度与断裂功湿态强度约为干态强度的一半，棉纤维的干湿强度与断裂功仅稍有变化，且艾草纤维在干湿态时的断裂强度与断裂功均比普通黏胶纤维的大，可能是由于纺丝液中加入的艾草颗粒使纤维大分子链重新结合，改变了纤维的内部结构，使艾草纤维在成纱时减少纱线的断裂；艾草纤维和黏胶纤维湿态的断裂伸长率比干态的断裂伸长率低，而棉纤维湿态的断裂伸长率比干态的断裂伸长率高；艾草纤维和普通黏胶纤维湿态的初始模量比干态的均有增加，而棉纤维的却有所降低，且艾草纤维的初始模量比普通黏胶纤维的高，说明艾草纤维的弹性好，在纺丝液中加入艾草提取物后，制成织物的弹性和尺寸稳定性要高于普通黏胶纤维织物。

表5 纤维干湿态拉伸测试结果

表6 纤维的各项卷曲指标

2.6 卷曲

艾草纤维、普通黏胶纤维和棉纤维的各项卷曲指标可以按照GB/T 14338─2008《化学纤维短纤维卷曲性能试验方法》进行，测试时使用YG362B型卷曲弹性仪进行测试，测试结果详见表6。

由表6可知，3种纤维的4项卷曲指标大小均为：艾草纤维＜普通黏胶纤维＜棉纤维，说明艾草纤维的卷曲性比普通黏胶纤维的小。这可能是由于在纺丝液中加入艾草提取液后改变了纤维内部分子的排列，因而试验时要根据纺纱要求合理选择用单种纤维进行纺纱或与其他纤维进行混纺。

3 结论

具有抑菌、除臭、驱蚊、保健等性能的艾草纤维表面存在的小颗粒使其摩擦因数增大，其截面为锯齿形，回潮率大，断裂强度和断裂功大，比电阻小，卷曲少，使得艾草纤维具有较好的可纺性，且纺纱时不宜产生静电。由于艾草分布广泛，可提供充足的原料。艾草在医药、保健、美容等方面成功的应用，让人们对艾草有了更加充分地认识，希望可以把艾草的上述功能赋予到更多产品上，使其在更多新的领域得到研发。艾草纤维采用纯天然植物提取物作为抗菌剂，对人体皮肤无刺激性，不会产生不良副作用，更加符合人们对于绿色环保生活的需求，具有良好的发展前景。