木棉纤维性能与应用的研究

中图分类号：O636.1+1

文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0012-01

摘要：

木棉纤维是锦葵目木棉科内几种栽培种植物果荚内附着的纤维,属单细胞纤维，同时也是最细的天然超细纤维，纵向呈圆柱型表面光滑，截面为圆形或椭圆形。本文从其形态特征、性能、应用等几方面研究，并把木棉纤维与棉纤维的结构以及性能进行了比较。结果表明，木棉纤维中空度较高，细胞壁薄，因而相对密度小，浮力好，同时不存在类似于棉纤维次生胞壁纤维素淀积过程，易于加工，结晶度低，应用前景良好。

关键词：木棉纤维;性能;比较;应用

1 关于木棉的概述

木棉纤维是锦葵目木棉科内几种植物的果实纤维，属单细胞纤维，其附着于木棉蒴果壳体内壁，由内壁细胞发育、生长而成。一般长约8 ～32mm、直径约20～45μm 。木棉纤维是一种非棉的天然纤维，它是木本植物攀枝花树、英雄树、烽火树等的果实纤维木棉纤维有白、黄及黄棕色三种颜色。

2木棉纤维的性能介绍

2.1木棉纤维的形态结构特征。

木棉纤维的横截面胞壁在0174μm 左右,中腔直径达15μm ,中空度高达97 %。因此木棉是迄今为止中空度最高的纤维,化学纤维目前的中空度也只能达40 % 。木棉纤维横截面胞壁断面上有呈层状排列、大小不一的孔洞,最大尺度为300～400 nm。孔洞是由于胞壁存在着纤维素大分子相对紧密排列的微纤和相对疏松的无定形区,断裂时由原纤抽拔形成。纤维纵向表面有微小凸痕,但不均匀,也没有似棉纤维一样的转曲。由此可知,木棉纤维不存在类似于棉纤维次生胞壁纤维素淀积过程。

2.2木棉纤维的物理性能。

木棉纤维有白、黄和黄棕色三种，纤维长约8mm～32mm，直径约20μm～45μm。纵向外观呈圆柱型，表面光滑，不显转曲；中段较粗，根端钝园，梢端较细，两端封闭。纤维截面为圆形或椭圆形的大中空管壁，截面细胞未破裂时呈气囊结构，破裂后纤维呈扁带状。木棉纤维独特的纤维结构也决定了它不同于其它自然纤维的基本性能。纤维在水中可承受相当于自身20～36倍的负荷而不致下沉。木棉纤维的平均折射率为1.71761比棉的1.59614略高，这就导致木棉纤维光泽明亮，光滑的圆截面更加剧了光泽度。

2.3木棉最突出的性能-保暖性。

木棉纤维细度仅有棉纤维的1/2，中空率却达到97%，是一般棉纤维的2-3倍。木棉中空纤维的纱体蓬松，很容易使超细纤维进入织物空隙，形成高效静止空气层，可显著提高热阻率，从而木棉纤维是最理想的保暖材料，保暖性能是羽绒的3倍。

2.4木棉纤维的化学性能。

木棉纤维含有约占64％左右的纤维素，约占13%的木质素，此外还含有8.6％的水分，1.4～3.5％的灰分，4.7～9.7%的水溶性物质和2.3%～2.5%的木聚糖以及0.8%的蜡质。木棉纤维具有良好的化学性能，耐酸性好，常温下稀酸对其没有影响，并且木棉纤维耐碱性能良好，常温下NaOH对木棉没有影响［4］。 

3 木棉纤维与棉纤维的比较

3.1形态结构特征比较。

木棉纤维的外观形态，纵向呈圆柱型表面光滑；截面为圆形或椭圆形。木棉纤维的内在微观，则是细胞中充有空气，中空度高达80%～90%，细胞壁薄，接近透明，因而纤维的相对密度小，浮力好。木棉纤维长度方向呈根部钝圆、中间较粗、前梢较细，两端封闭状。当纤维细胞未破裂时，纤维截面呈气囊中空结构，而破裂后纤维截面则呈扁带状。 而棉纤维的形态结构在显微镜下观察，正常成熟的棉纤维纵向具有天然转曲，呈扁平带状，截面腰圆形，有中腔，一端封闭，一端开口，两头细中间粗的管状物。棉纤维的横截面是由许多的同心圆组成，目前可以分出六个层次，主要有初生层、次生层和中腔三个部分。 

3.2 化学结构及密度比较。

木棉纤维中纤维素含量占64%，木质素占13%，水分占8.6%，灰分约占1.4%～3.5%，水溶性物质约占4.7%～9.7%，木聚糖约占2.3%～2.5%，蜡质占0.8%。棉纤维的成分是纤维素占94.0%，蛋白质占1.3%，果胶占1.2%，腊质占0.6%，灰分占1.2%，其他物质占1.7%，元素成分：碳（44.4%）；氢（6.2%）；氧（49.4%）。

由于木棉纤维比水轻,采用比重瓶法测量,所用已知密度的液体介质为无水乙醇。测试得到平均密度为0130 gPcm3 ，为棉的五分之一。

3.3总结。

木棉纤维是天然生态纤维中最细、最轻、中空度最高、最保暖的纤维材质。具有光洁、抗菌、防蛀、防霉、轻柔、不易缠结、不透水、不导热，生态、保暖、吸湿导湿等优良特性。所以是前景非常好的一种纤维素纤维。

4木棉纤维的应用

无与伦比的“轻柔，保暖”特性使其可以广泛应用在内衣、毛衣、T 恤、衬衫、牛仔以及被褥、床垫、床单、床罩、线毯、毛毯、浴巾、浴衣等家纺类产品中，以及救生用品的浮力材料、隔热和吸声材料。 

木棉纤维不含农药、化肥等化学残留物，是一种环保纤维。部分木棉品种呈淡黄、浅豆沙等颜色，不需要进行任何化学加工就可做成漂亮舒适的纺织品，这和天然彩棉有异曲同工之处。

5木棉纤维应用为棉纺织业打开新天地

当前，由于我国耕地资源紧缺，导致棉花短缺、大量依赖进口，使棉纺织行业深受其困扰。而以木棉、汉麻等为代表的天然木本纤维的应用，正是大显身手之时，过去由于木棉纤维细、压缩弹性差等原因，易造成填充料被压扁毡化，其柔软舒适性和保暖性随时间递减迅速，且被褥絮片因强力低而出现局部破洞，造成棉被局部变薄。最近我国科技人员研制开发出了“持久柔软保暖木棉絮片的制造技术”，利用该技术制造的木棉絮片，其强度、压缩弹性、保暖性能的持久性都可与市场上的九孔涤纶絮片相媲美，而且在柔软舒适度、透气性和绿色环保性能等方面对涤纶絮片具有绝对的优势，制造成本与涤纶絮片相当。因此在生态环保平衡发展、崇尚天然纤维的今天， 我们相信木棉纤维将为纺织行业打开新的一片天地。

参考文献

［1］中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志(第四十九卷第二分册)［M］.北京:科学出版社,1984 

［2］ 李秉让.木棉.大百科全书纺织卷［M］.北京:大百科全书出版社,1984

［3］ 肖红,于伟东,施楣梧.木棉纤维的特征与应用前景［J］.东华大学学报.2005

［4］ 王卫华.涤/木棉无纺产品定量化学分析方法的研究［J］.现代商检科技,1998 

［5］ 中华纺织信息网

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