菠蘿纖維的紡織應用及其發展前景

牛爭翔 鐘 暢 李珺懿

（遼東學院，遼寧丹東118000）

菠蘿纖維又名為鳳梨麻，是從菠蘿葉中通過工藝提取得到的一種葉片麻類纖維。它不僅具有良好的紡織性和可染性，并且是一種功能性生態紡織材料，其中的含有的維生素C等化學成分對人體有著非常好的保健作用。由于菠蘿纖維的生物可降解性符合中國綠色紡織的國情，受到了中國紡織科研工作者的廣泛關注。

1 菠蘿纖維的性能特點

未經化學處理加工的菠蘿纖維有較多的木質素和膠質，故表面略顯粗糙，手感較硬。經過特殊化工工藝處理后的天然菠蘿纖維不僅外觀潔白，強度高，手感也如天然蠶絲般柔軟細膩爽滑，故又經常有有菠蘿絲的高貴稱謂。微觀條件下菠蘿纖維水平方向有一些枝節，垂直方向有許多的空隙和孔洞，單纖維細胞外形為紡錘狀，中間稍圓，兩端略尖，并具有線性的空腔。

1.1 微細結構

菠蘿葉亞麻纖維的微細結晶度、取向度相較于普通亞麻、黃麻纖維高，這也就說明了菠蘿葉狀纖維中小的無定型區比較小，大纖維分子排列整齊密實，其纖維密度比亞麻、黃麻高。同時菠蘿纖維具有較高的結晶度、取向度，而且纖維的抗拉強度大、剛度大而纖維伸長小[1]。

1.2 化學成分

菠蘿纖維主要由纖維素、半纖維素和木質素等成分組成，它的化學組成成分與亞麻、黃麻等其他麻類相似，其中半纖維素、木質素等化學成分的含量明顯高于苧麻、亞麻，而略低于黃麻，這說明菠蘿纖維的可紡性優于黃麻而次于苧麻和亞麻。[2]菠蘿纖維中脂質蠟質的含量使得纖維有良好的光澤性。在現代紡織工業上，由于膠質等化學成分的含量嚴重影響了彈性纖維纖維的紡織可紡性，從而嚴重影響加工成品紗的加工品質，因此在做紡紗前處理過程中，應當采取適當的膠質脫膠加工處理，提高加工成品紗的品質。

1.3 物理性能

菠蘿纖維的單纖維長度相對于其他天然麻類的單纖維較短，不能直接用于紡紗加工，在脫膠處理時可以采用半脫膠工藝，保留一定量的膠質存在，可以使很短的單纖維粘連成一定的長度，達到能夠滿足紡織的要求。菠蘿纖維的線密度介于亞麻和黃麻之間，且菠蘿纖維的線密度的特性與苧麻等其他麻類纖維類似，即纖維越長，線密度越大；在同一條麻束上，根部最大，稍部最小。所以在進行紡紗加工時，若要大幅度降低紡紗纖維的線密度，也可以考慮采用切根的紡紗方法，以大幅度降低紡紗纖維的平均線密度，從而有效地改善纖維可紡性和纖維成紗后的質量。[3]

1.4 機械性能

菠蘿葉纖維的強度較高、彈性模量較大、伸長率較小其伸長率大于黃麻次于苧麻和亞麻，其可紡纖維的強度和伸長率大于黃麻小于苧麻和亞麻，故菠蘿纖維成品紗線的質量優于黃麻纖維而次于苧麻纖維和亞麻纖維。

2 菠蘿纖維的脫膠

菠蘿纖維中的膠質能夠達到30%以上，其中主要由木質素、戊聚糖、果膠等成分組成。由于大量的膠質影響了菠蘿纖維的手感，故菠蘿纖維的脫膠處理是重中之重。其脫膠方法有化學脫膠和生物酶脫膠兩種。

3 菠蘿纖維的紡紗工藝

菠蘿纖維的紡紗工藝中，既可以使用純菠蘿纖維進行紡紗，也可以利用菠蘿纖維和其他纖維進行混紡的方法。在純菠蘿纖維紡紗過程中，由于菠蘿纖維屬于短纖維，在紡紗制作過程中纖維的落纖率比較高，并且由于菠蘿纖維的抱合力差會產生大量的飛花。在混紡加工過程中，由于菠蘿纖維屬于一種葉片麻類纖維，所以在紡紗過程中完全可以使用其他麻類的紡紗器械進行加工，并且在和其他纖維進行混紡時也是可以利用相對應的紡紗機器的。在利用不同的紡紗設備進行混紡加工時，根據纖維的紡紗制成率、短頭率以及成紗質量等基本問題，進行菠蘿纖維和其他纖維的投料比率[6]。

4 菠蘿纖維的應用現狀

4.1 服用紡織領域

菠蘿纖維所織制的織物非常容易印染，并且懸垂性也比較好，光澤度也較高。菠蘿纖維外觀潔白，手感舒適如蠶絲且具有良好的環保和服用性能，且其生產過程中的廢棄物可以進行生物降解，不污染環境，所以菠蘿纖維作為一種新型綠色纖維逐漸進入大家日常生活中。菠蘿纖維不僅可以純紡，而且還與其他天然纖維如棉、羊毛、蠶絲、大豆蛋白復合纖維或化學纖維如滌綸、腈綸、丙綸等纖維進行混紡，所以其服裝制品越來越受到消費者的青睞。用菠蘿葉纖維和棉纖維混紡紗可生產牛仔布；菠蘿葉纖維和絹絲混紡可織成高級禮服面料；用轉杯紡生產的純菠蘿葉纖維紗作緯紗，用棉或其它混紡紗作經紗，可生產各種不同規格品種的裝飾性編織物及各種家具編織布；用滌/羊毛/菠蘿纖維混紡紗可用于生產各種西服與其他外衣類的面料；用菠蘿纖維/丙綸進行混紡的紗線可生產各種高檔的服裝面料；用菠蘿纖維/棉進行混紡的紗線可以用于織制窗簾布、床單、家具布、毛巾、地毯等；用滌綸/腈綸/菠蘿纖維進行混紡的紗線作為芯紗生產的包芯紗，可以用于生產針織女裝的外衣、襪子等。[2]菠蘿纖維和大豆蛋白纖維的混紡具有抑菌殺菌和防臭的性能，可用于織制高檔織物。Pinatex是一種新型植物材料，指從菠蘿葉片中提取纖維并將纖維進行加工后制得的紡織品，外形像帆布。Pinatex可以通過染色、印刷等不同的處理得到不同的紋理。并且可以通過不同處理技術，使Pinatex具有與皮革相似的外觀，其質感，耐用性等方面均不遜色于真皮。

4.2 非服用紡織領域

經過堿處理的菠蘿纖維可以作為具有特殊用途的產品的非織造布原料，由于菠蘿葉纖維具有較好的絕熱性，所以通過菠蘿纖維開發出來的非織造布可用于房屋壁頂的保暖，也可以用于汽車內飾、席夢思、沙發或飛機座椅等產品，當做其填充材料，是最理想的輕質、低價絕熱材料。用菠蘿葉纖維可生產針刺非織造布，這種針刺非織造布可以用作土工布，用于水庫、河壩的加固防護。由于菠蘿葉纖維紗比棉紗的強力高且毛羽多，這恰好是橡膠與紡織材料粘合成一體的有利因素，因此菠蘿葉纖維是生產橡膠運輸帶的簾子布、三角膠帶芯線的理想材料[7]。

用菠蘿纖維生產的帆布比同規格的棉帆布強力高。菠蘿纖維還可于強力塑料、屋頂材料、繩索、醫療等產品。

4.3 樹脂基復合材料用

隨著菠蘿纖維在化學表面改性研究取得成功的基礎上，對菠蘿纖維增強樹脂基復合材料的研究也逐步展開。菠蘿葉纖維可用于增強復合材料，可以增強低密度聚乙烯復合材料，還可以增強聚酯復合材料[8]。

5 菠蘿纖維的發展前景

菠蘿葉纖維是優異的新型天然紡織原料，在中國和全球具有廣闊的纖維商業化研究開發應用前景。印度曾經在聯合國的基金資助下成功開展了從改性菠蘿品種的加工選育、纖維的加工提取、到改性纖維的應用性能、改性處理和纖維紡紗試驗等一系列研究工作。日本和菲律賓是世界上利用菠蘿葉纖維較早的國家。據報道，日本鐘紡公司已成功開發純菠蘿葉纖維布料并以質薄耐穿著稱[9]。

菠蘿葉纖維染色性能好，制成品手感柔軟，具有較好的服用性能。而在我國廣闊的菠蘿產地，有利于大量開發菠蘿葉纖維，為發展我國纖維紡織行業提供了大量的優質的天然菠蘿植物纖維，增強了我國紡織品出口新品種，減少了對進口麻原料的依賴性，提高了紡織品的市場競爭能力，對當地農村經濟發展意義重大。因此，隨著我國紡織科技和生產技術的進步，菠蘿葉纖維的生產經過專家們深入的探索和系統的研究，預料未來菠蘿葉纖維的應用將會越來越多。開發利用菠蘿葉纖維的經濟效益十分可觀，前景光明。

6 結語

菠蘿纖維是一種麻類葉纖維，由加工收獲新鮮菠蘿后的部分剩余菠蘿葉子經過加工后精制得到的，具有天然抗菌防臭等優良性能，纖維細度是棉纖維的10倍，強度較高，光澤較好，是理想的功能性紡織材料。作為麻類纖維，菠蘿纖維和苧麻的脫膠工藝上有很大的相似之處，主要有化學脫膠和生物酶脫膠兩種方式。菠蘿纖維中的大分子排列地整齊而密實，纖維的結晶度和取向度也都比較高，由于半纖維素以及木質素等含量高，所以具有較好的可紡性。經過深加工或堿處理的菠蘿纖維所織得的織物可以應用于服裝及工業等多個領域。