似棉非棉！對於木棉纖維，你瞭解多少？

木 棉

什麼是木棉纖維？

木棉纖維是一種天然非棉纖維，屬被子植物門雙子葉植物綱錦葵目木棉科植物，約有20屬180種，廣泛產於熱帶及亞熱帶地區。我國現有木棉植物共7屬9種，主要分佈在廣東、廣西、雲南、海南、福建、四川和臺灣等亞熱帶地區川。

目前應用的木棉纖維主要指木棉屬的木棉種、長果木棉種和吉貝屬的吉貝種3種植物果實內的綿毛，是一種單細胞果實纖維。木棉纖維有白、黃和黃棕色3種顏色。木棉纖維是天然環保型纖維，是目前尚未充分開發利用的小品種天然纖維。在石油資源日益緊缺和生態環保日益重要的今天，研究和開發具有獨特效能的木棉纖維就顯得尤為必要。

木棉纖維的的基本效能

1、物理效能

木棉纖維縱向呈圓柱形，表面光滑，無轉曲，光澤好。纖維中段較粗，稍端較細，兩端封閉，細胞中充滿空氣，中空度高達80%一90% ，縱向易折，容易被壓扁，是迄今為止中空度最高的纖維。

橫截面為圓形或橢圓形，截面細胞未破裂時呈氣囊狀結構，破裂後纖維呈扁平帶狀，不存在類似棉纖維次生胞壁纖維素澱積的過程。胞壁厚度僅為0。5一2μm，接近透明，胞寬壁厚比值為20，表面存在較多的蠟質，較為光滑，不易吸水，不易纏結，其有獨特的薄壁、大中空結構。

木棉纖維獨特的纖維結構決定了其與其他天然纖維素纖維具有不同的基本效能。

透過木棉纖維與棉纖維的效能對比可以看出：

(1) 木棉纖維線密度為0.9~1.2dtex，細度僅為棉纖維的1/2，中空率卻是普通纖維的2~3倍，是目前最細的天然纖維素纖維。

纖維長度較短，表面蠟質的存在會降低纖維之間的抱合力；同時纖維中含有大量木質素，提高了纖維的扭轉剛度，導致加捻困難，拉伸斷裂伸長隨之降低，所有這些效能都會導致木棉纖維紡出的紗線強力低、毛羽多，因此木棉纖維不適宜單纖維紡紗，通常將其與其他纖維進行混紡，以改善其可紡性，同時混紡紗不適合做表面光潔、滑爽度高的織物，但適合製作起絨或要求手感蓬鬆、柔軟的織物。

(2) 由於木棉纖維極高的中空度和極薄的細胞壁，導致其相對密度小，質量輕

，纖維集合體在水中可承受自重20-36倍的負荷而不致下沉，其有較好的浮力效能，同時賦予木棉纖維極好的隔音性和保暖性。

(3) 木棉纖維的回潮率高於棉纖維，具有較好的吸溼性

，主要是由於木棉纖維內部非纖維家物質含量較高，親水性好，能快速地吸水膨脹，大量木質素的存在以及內部空氣的流動，加快了水分在纖維內部輸送的速度；同時，纖維獨特的中空結構使得纖維比表面積增大，這些都會使木棉纖維具有優異的吸溼導溼效能。

(4) 木棉纖維壓縮模量較小，受壓後容易產生變形，極易被壓扁。

當壓力過大時，纖維空腔內的空氣會被擠出，產生不可恢復的塑性變形，導致保暖性降低。研究表明，乾燥和潮溼的木棉纖維在受到相同壓力時，乾燥纖維內部中空結構的損失要小於潮溼纖維，塑性變形程度輕。因此，在紡織加工時，可適當降低環境相對溼度來保持纖維內部的大中空結構，以提高保暖性。

(5) 木棉纖維縱向表面光滑，無轉曲，橫截面為圓形，平均光折射率高於棉纖維

，光澤較好，可被用於增光材料。

2、化學效能

（1）耐酸鹼性

木棉纖維具有較好的耐酸鹼效能，常溫下，稀酸和NaOH溶液不會對其產生影響。在不同的溶解條件下，分別將木棉纖維置於不同的酸性和鹼性溶劑中，一定時間後纖維的溶解情況見表。

（2）染色性

木棉纖維上染率較低，僅為63%，可用於染色的染料種類較少，通常採用直接染料對其進行染色。主要是由於纖維中含有大量木質素和非纖維素類物質，它們與纖維素大分子互相糾纏以及分子間作用力的影響，阻礙了纖維素上部分羥基的活性，染料分子不能順利進入纖維內部，導致織物染色不勻、色牢度差。

（3）熱效能

熱降解溫度是表徵纖維熱穩定性最重要的指標，研究表明，木棉纖維的熱降解溫度比棉低，熱穩定性差。雖然木棉纖維的熱降解溫度低，但是纖維在開始產生熱降解後，達到最大降解速率需要的時間較長，發生熱降解的溫度區間大，時間長。同時，較低的結晶度和半纖維素含量過高均會造成木棉纖維熱穩定效能差。

（4）保暖性

木棉纖維具有優異的保暖效能：一方面纖維中空度高，內部充滿大量空氣，很容易形成靜止空氣層，由於靜止空氣的比熱容和導熱係數均小於乾燥纖維，導致纖維傳導熱阻高；另一方面纖維孔隙率高達102%，紗體蓬鬆，超細纖維容易進入織物空隙中，纖維間孔隙變小，散熱量減少，兩者都會增加木棉纖維的保暖性。

（5）抗菌性

木棉纖維抗菌的主要原因有兩方面：從纖維結構上來說，木棉纖維壁薄、高中空，比表面積大，纖維內部空隙中富含氧氣，阻礙了厭氧菌在纖維表面的繁殖；從纖維化學組成上來說，纖維中含有的黃酮類和三萜類物質，對細菌有較好的抵抗性。由於木棉纖維中含有部分蠟質，表面拒水、親油，纖維中的抗菌物質不能及時溶出纖維，因此在進行抗菌性測試時，宜採用吸收法。當採用高溫高壓對木棉纖維試樣進行滅菌時，由於黃酮類物質在高溫時會發生分解，因此測得的抑菌率會低於醫用酒精滅菌的抑菌率。

木棉纖維在紡織中的應用

隨著現代紡織技術的快速發展，以及木棉纖維所具有的強吸溼、抗菌、防蟎、防黴、不易纏結、生態、保暖等優良特效能，目前，在紡織領域主要集中於產業用和服裝用紡織品兩大方面。

（1）浮力材料

木棉纖維密度小、質量輕，拒水大中空結構，在水中可承受自重的20一30倍而不下沉，是很好的浮力材料。透過對木棉、cattail、 milkweeds、玻璃纖維等多種纖維集合體進行浮力試驗，結果表明木棉纖維是最佳的浮力材料，且經長時間浸泡後，浮力下降極小；乾燥後纖維集合體浮力恢復如初。以木棉纖維為填充料做成的救生衣在穿著使用過程中不會產生老化現象，耐用性好。

由於木棉纖維中空度高，易被壓扁破裂，使得作為救生衣或其他浮力材料長期使用後，經擠壓浮力會有所下降。研究表明，木棉纖維浮力材料的最佳體積質量為0。036g/cm3~0。05g/cm3。並可透過分層鋪絮以及熱熔粘合技術等處理工藝，提高纖維集合體的抗壓縮效能，更好地滿足浮力材料要求。

（2）吸油材料

當前，工業中使用較多的吸油材料為熔噴PP無紡布、木棉纖維和高吸油性樹脂，其中木棉纖維成本最低，在天然吸油材料中用量最大。木棉纖維表層含有蠟質，疏水親油性好，可吸收約為自重30倍的油量，是丙綸的3倍，無論是植物油還是礦物油，都能被其充分吸收，可用於海上浮油的處理。

木棉纖維對廢油的吸附性強、吸收速度快，製作吸油材料時只需對其進行浸泡風乾即可使用，經過簡單的機械擠壓後便能快速恢復吸附性，可重複多次使用，並可回收多餘的油脂，極大地降低了生產成本。

（3）吸聲隔熱材料

木棉纖維特有的薄壁、大中空結構，使其具有熱含量大、導熱係數低、吸音效率高等效能，可用作房屋的吸聲層和隔熱層材料，比單獨的毛纖維材料具有更好的熱滯留性，起到較好的隔音、隔熱效果。

（4）增強體複合材料

研究表明，將木棉與棉按2：3製成織物，並用NaOH對混紡織物進行處理，提高纖維集合體之間的粘附力，然後與不飽和樹脂按一定體積分數進行復合製得的材料可用作增強體複合材料。將經酸或鹼處理後的木棉與棉的混紡織物浸泡於改性後的聚丙烯樹脂溶液中，複合材料的柔性模量和撓曲強度會有所提高，使用較少的纖維既可達到玻璃纖維增強體材料的效果。

（5）保暖填充材料

紡織材料的保暖性主要是透過阻斷熱量的傳播途徑來實現，材料本身比表面積越大、內部儲存的靜止空氣越多，則保暖性越好。木棉纖維不吸潮，防蟲、防蛀，非常適宜作為枕芯、棉被、褥墊等的填充材料。利用木棉纖維的這些特性，可製成中藥保健枕。但由於木棉纖維壓縮模量小，彈性較差，經反覆擠壓後，填充料的蓬鬆性和保暖性會明顯降低，絮片強度低，限制了木棉纖維在這些領域的應用。

為了彌補木棉纖維壓縮彈性差的缺點，可將木棉纖維、壓縮彈性好的化學纖維、低熔點纖維等混合鋪網，再經熱熔結合處理，既可充分利用木棉纖維的保暖性，又可保證纖維集合體較為理想的聚集狀態，提高絮片填充料的強度和彈性，可作為中高檔被褥絮片、靠墊等的填充材料。

（6）服裝、家紡面料

木棉纖維長度短，紡成的紗線強度低、毛羽多，纖維可紡性差，一般難以單獨紡紗。通常將其與棉、粘膠等其他纖維混合紡紗，綜合各自優點，可紡製出光澤好、手感柔軟的面料。試驗證明，將棉纖維、木棉纖維、氨綸三者按比例進行混合紡紗，織成的服裝面料彈性舒適、吸溼導溼、保暖性好。

透過將木棉纖維進行前處理，使其表面形成較多毛刺，以增大纖維之間的抱合力，可實現木棉纖維單獨紡紗。同時，木棉纖維混紡紗線具有抗菌、防蟎、抗靜電、抗起球、吸溼導溼、柔軟親膚等效能，可用於製作內衣、文胸、床單、枕套、毛毯、浴衣、泳衣等服裝和家紡產品。