摘要: 木棉纤维是一种绿色环保的天然纤维，具有质量轻、天然保暖、抗菌、环保、隔音等特性。因其纤维扭转刚度较大，纺纱时毛羽多，纱线强力较低，耐磨性较差，之前多用作填充絮料。在环保问题备受关注的今天，木棉纤维成为人们的理想选择。随着木棉混纺纱... 展开 木棉纤维是一种绿色环保的天然纤维，具有质量轻、天然保暖、抗菌、环保、隔音等特性。因其纤维扭转刚度较大，纺纱时毛羽多，纱线强力较低，耐磨性较差，之前多用作填充絮料。在环保问题备受关注的今天，木棉纤维成为人们的理想选择。随着木棉混纺纱线纺纱技术的突破和上浆技术的改进，木棉混纺纱在服用市场的应用已备受关注，木棉纺织品也随之涌入市场。但是，一些木棉产品在使用过程中存在严重的掉毛现象，其掉落的纤维究竟是什么成分，木棉纤维在纱线中的分布如何，以及木棉纤维在使用过程中的磨损破坏形式是什么样的，其破坏是否与木棉纤维的结构有关，木棉纤维的结构又是怎样的，目前这些问题都没有得到解决。为探明木棉纤维的破损机理，本文实验考查了木棉纤维在加工和使用过程中的磨损和损耗情况，通过化学处理得到木棉纤维的结构形态和物质组成分布情况，并分析了木棉纤维的断裂形态和断裂机理。主要的研究内容及结论如下： （1）通过木棉纤维在纱线的径向分布情况以及木棉棉混纺纱与纯棉混纺纱毛羽的比较，得出木棉纤维容易向纱线外侧转移，木棉棉混纺纱的毛羽量明显比同线密度的纯棉纱多。通过测试比较14.58tex木棉/棉20/80混纺纱与由该纱织造的防羽绒面料中各纤维的根数比，发现木棉纱线在高密织造和染整加工过程中会被磨损掉一部分，特别是作为经纱的木棉纱磨损量会略大。比较木棉混纺毛巾在使用前和使用后纤维根数比的变化情况，发现洗脸用6周后毛巾中木棉纤维的根数比明显下降，损失量较多。该结果的产生与纱线结构有关，木棉纤维容易向纱线外侧转移，以毛羽的形式存在的概率高，更容易被磨损脱落。 （2）利用不同的显微镜观察、红外分析、化学处理实验发现，木棉纤维的S层由薄带状单元螺旋状排列而成，螺距约为8～12μm，接缝线处结构疏松，成为纤维强度和刚度的弱环。薄带状单元的纵向存在与纤维的轴向平行的条纹，说明该结构单元具有更小的细长结构单元（细度约0.1μm）轴向堆砌而成，而且细长结构单元也是由纤维素、木质素和半纤维素沿轴向间隔排列堆砌而成。经过浓碱处理后，木质素和和半纤维素会被溶解，使纤维表皮S层分解成为颗粒状的碎片，这些碎片的形状大多呈不规则的方形。木棉纤维表皮下的主体层W层主要由纤维素组成， W1层的表面结构呈现沿规律的编织结构，其结构特征类似于表面凹凸不平的树皮。W1层由细长结构单元沿轴向紧密排列“编织”而成，此细长结构单元的直径约0.2μm、长度一般在1.0μm以上，其轴向与纤维轴的一致性很高。 （3）观察了一系列木棉纤维的断裂破损形态，发现其经历磨损或反复受力后，留下了很多一节一节的横向折痕，折痕都垂直于纤维轴向，木棉纤维极有可能在折痕处断裂。测试了使用6年的木棉被角落堆积的木棉纤维碎屑长度，主要集中分布在255～360μm之间，约是纤维直径的7～12倍，是纤维长度的1/133～1/22，其中长度分布在255～290μm之间的纤维最多。磨损掉下碎屑的长度往往是数个折痕间或螺旋状接缝线间的长度。经长期使用磨损的木棉纤维断口并不整齐，即断裂面不是一个平面，表明磨损断裂是一个渐变过程，每次细胞壁的一小部分发生断裂，直至细胞的二端全部分离。在破损的过程中，还会伴随着沿细胞壁层向的撕裂过程。 收起