菠萝纤维的纺织应用及其发展前景

牛争翔 钟 畅 李珺懿

（辽东学院，辽宁丹东118000）

菠萝纤维又名为凤梨麻，是从菠萝叶中通过工艺提取得到的一种叶片麻类纤维。它不仅具有良好的纺织性和可染性，并且是一种功能性生态纺织材料，其中的含有的维生素C等化学成分对人体有着非常好的保健作用。由于菠萝纤维的生物可降解性符合中国绿色纺织的国情，受到了中国纺织科研工作者的广泛关注。

1 菠萝纤维的性能特点

未经化学处理加工的菠萝纤维有较多的木质素和胶质，故表面略显粗糙，手感较硬。经过特殊化工工艺处理后的天然菠萝纤维不仅外观洁白，强度高，手感也如天然蚕丝般柔软细腻爽滑，故又经常有有菠萝丝的高贵称谓。微观条件下菠萝纤维水平方向有一些枝节，垂直方向有许多的空隙和孔洞，单纤维细胞外形为纺锤状，中间稍圆，两端略尖，并具有线性的空腔。

1.1 微细结构

菠萝叶亚麻纤维的微细结晶度、取向度相较于普通亚麻、黄麻纤维高，这也就说明了菠萝叶状纤维中小的无定型区比较小，大纤维分子排列整齐密实，其纤维密度比亚麻、黄麻高。同时菠萝纤维具有较高的结晶度、取向度，而且纤维的抗拉强度大、刚度大而纤维伸长小[1]。

1.2 化学成分

菠萝纤维主要由纤维素、半纤维素和木质素等成分组成，它的化学组成成分与亚麻、黄麻等其他麻类相似，其中半纤维素、木质素等化学成分的含量明显高于苎麻、亚麻，而略低于黄麻，这说明菠萝纤维的可纺性优于黄麻而次于苎麻和亚麻。[2]菠萝纤维中脂质蜡质的含量使得纤维有良好的光泽性。在现代纺织工业上，由于胶质等化学成分的含量严重影响了弹性纤维纤维的纺织可纺性，从而严重影响加工成品纱的加工品质，因此在做纺纱前处理过程中，应当采取适当的胶质脱胶加工处理，提高加工成品纱的品质。

1.3 物理性能

菠萝纤维的单纤维长度相对于其他天然麻类的单纤维较短，不能直接用于纺纱加工，在脱胶处理时可以采用半脱胶工艺，保留一定量的胶质存在，可以使很短的单纤维粘连成一定的长度，达到能够满足纺织的要求。菠萝纤维的线密度介于亚麻和黄麻之间，且菠萝纤维的线密度的特性与苎麻等其他麻类纤维类似，即纤维越长，线密度越大；在同一条麻束上，根部最大，稍部最小。所以在进行纺纱加工时，若要大幅度降低纺纱纤维的线密度，也可以考虑采用切根的纺纱方法，以大幅度降低纺纱纤维的平均线密度，从而有效地改善纤维可纺性和纤维成纱后的质量。[3]

1.4 机械性能

菠萝叶纤维的强度较高、弹性模量较大、伸长率较小其伸长率大于黄麻次于苎麻和亚麻，其可纺纤维的强度和伸长率大于黄麻小于苎麻和亚麻，故菠萝纤维成品纱线的质量优于黄麻纤维而次于苎麻纤维和亚麻纤维。

2 菠萝纤维的脱胶

菠萝纤维中的胶质能够达到30%以上，其中主要由木质素、戊聚糖、果胶等成分组成。由于大量的胶质影响了菠萝纤维的手感，故菠萝纤维的脱胶处理是重中之重。其脱胶方法有化学脱胶和生物酶脱胶两种。

3 菠萝纤维的纺纱工艺

菠萝纤维的纺纱工艺中，既可以使用纯菠萝纤维进行纺纱，也可以利用菠萝纤维和其他纤维进行混纺的方法。在纯菠萝纤维纺纱过程中，由于菠萝纤维属于短纤维，在纺纱制作过程中纤维的落纤率比较高，并且由于菠萝纤维的抱合力差会产生大量的飞花。在混纺加工过程中，由于菠萝纤维属于一种叶片麻类纤维，所以在纺纱过程中完全可以使用其他麻类的纺纱器械进行加工，并且在和其他纤维进行混纺时也是可以利用相对应的纺纱机器的。在利用不同的纺纱设备进行混纺加工时，根据纤维的纺纱制成率、短头率以及成纱质量等基本问题，进行菠萝纤维和其他纤维的投料比率[6]。

4 菠萝纤维的应用现状

4.1 服用纺织领域

菠萝纤维所织制的织物非常容易印染，并且悬垂性也比较好，光泽度也较高。菠萝纤维外观洁白，手感舒适如蚕丝且具有良好的环保和服用性能，且其生产过程中的废弃物可以进行生物降解，不污染环境，所以菠萝纤维作为一种新型绿色纤维逐渐进入大家日常生活中。菠萝纤维不仅可以纯纺，而且还与其他天然纤维如棉、羊毛、蚕丝、大豆蛋白复合纤维或化学纤维如涤纶、腈纶、丙纶等纤维进行混纺，所以其服装制品越来越受到消费者的青睐。用菠萝叶纤维和棉纤维混纺纱可生产牛仔布；菠萝叶纤维和绢丝混纺可织成高级礼服面料；用转杯纺生产的纯菠萝叶纤维纱作纬纱，用棉或其它混纺纱作经纱，可生产各种不同规格品种的装饰性编织物及各种家具编织布；用涤/羊毛/菠萝纤维混纺纱可用于生产各种西服与其他外衣类的面料；用菠萝纤维/丙纶进行混纺的纱线可生产各种高档的服装面料；用菠萝纤维/棉进行混纺的纱线可以用于织制窗帘布、床单、家具布、毛巾、地毯等；用涤纶/腈纶/菠萝纤维进行混纺的纱线作为芯纱生产的包芯纱，可以用于生产针织女装的外衣、袜子等。[2]菠萝纤维和大豆蛋白纤维的混纺具有抑菌杀菌和防臭的性能，可用于织制高档织物。Pinatex是一种新型植物材料，指从菠萝叶片中提取纤维并将纤维进行加工后制得的纺织品，外形像帆布。Pinatex可以通过染色、印刷等不同的处理得到不同的纹理。并且可以通过不同处理技术，使Pinatex具有与皮革相似的外观，其质感，耐用性等方面均不逊色于真皮。

4.2 非服用纺织领域

经过碱处理的菠萝纤维可以作为具有特殊用途的产品的非织造布原料，由于菠萝叶纤维具有较好的绝热性，所以通过菠萝纤维开发出来的非织造布可用于房屋壁顶的保暖，也可以用于汽车内饰、席梦思、沙发或飞机座椅等产品，当做其填充材料，是最理想的轻质、低价绝热材料。用菠萝叶纤维可生产针刺非织造布，这种针刺非织造布可以用作土工布，用于水库、河坝的加固防护。由于菠萝叶纤维纱比棉纱的强力高且毛羽多，这恰好是橡胶与纺织材料粘合成一体的有利因素，因此菠萝叶纤维是生产橡胶运输带的帘子布、三角胶带芯线的理想材料[7]。

用菠萝纤维生产的帆布比同规格的棉帆布强力高。菠萝纤维还可于强力塑料、屋顶材料、绳索、医疗等产品。

4.3 树脂基复合材料用

随着菠萝纤维在化学表面改性研究取得成功的基础上，对菠萝纤维增强树脂基复合材料的研究也逐步展开。菠萝叶纤维可用于增强复合材料，可以增强低密度聚乙烯复合材料，还可以增强聚酯复合材料[8]。

5 菠萝纤维的发展前景

菠萝叶纤维是优异的新型天然纺织原料，在中国和全球具有广阔的纤维商业化研究开发应用前景。印度曾经在联合国的基金资助下成功开展了从改性菠萝品种的加工选育、纤维的加工提取、到改性纤维的应用性能、改性处理和纤维纺纱试验等一系列研究工作。日本和菲律宾是世界上利用菠萝叶纤维较早的国家。据报道，日本钟纺公司已成功开发纯菠萝叶纤维布料并以质薄耐穿著称[9]。

菠萝叶纤维染色性能好，制成品手感柔软，具有较好的服用性能。而在我国广阔的菠萝产地，有利于大量开发菠萝叶纤维，为发展我国纤维纺织行业提供了大量的优质的天然菠萝植物纤维，增强了我国纺织品出口新品种，减少了对进口麻原料的依赖性，提高了纺织品的市场竞争能力，对当地农村经济发展意义重大。因此，随着我国纺织科技和生产技术的进步，菠萝叶纤维的生产经过专家们深入的探索和系统的研究，预料未来菠萝叶纤维的应用将会越来越多。开发利用菠萝叶纤维的经济效益十分可观，前景光明。

6 结语

菠萝纤维是一种麻类叶纤维，由加工收获新鲜菠萝后的部分剩余菠萝叶子经过加工后精制得到的，具有天然抗菌防臭等优良性能，纤维细度是棉纤维的10倍，强度较高，光泽较好，是理想的功能性纺织材料。作为麻类纤维，菠萝纤维和苎麻的脱胶工艺上有很大的相似之处，主要有化学脱胶和生物酶脱胶两种方式。菠萝纤维中的大分子排列地整齐而密实，纤维的结晶度和取向度也都比较高，由于半纤维素以及木质素等含量高，所以具有较好的可纺性。经过深加工或碱处理的菠萝纤维所织得的织物可以应用于服装及工业等多个领域。