随着科技的发展,化学纤维在纺织服装领域获得了广泛应用,极大地丰富了人们的生活。但化纤织物所带来的舒适性、安全性和废弃物污染等问题也日益困扰着人们。因此,在棉、麻、毛、丝等天然纤维产量接近极限且化石能源日益枯竭的情况下,迫切需要开发利用新型可再生纤维资源。作为一种生态环保的天然纤维原料,PMFT藤纤维的开发利用已经引起人们的关注。我国是中草药PMFT的主产地,每年都有几十万亩的种植量,在生产中医药用根的同时,也产生大量的副产品——藤。作为副产品的PMFT藤不仅分枝多,而且长度可达2～4米,蕴藏着丰富的纤维资源。但目前国内外对PMFT藤的开发应用研究很少,尤其是在纺织领域的开发研究几乎为零,导致每年大量产生的PMFT藤无法得到有效利用,绝大多数都被当作垃圾丢弃掉了,不仅给环境带来污染,而且也是自然资源的极大浪费。本课题的主要内容是研究PMFT藤的结构和纤维制取工艺。首先对PMFT的藤系结构进行了系统的分析,并对PMFT各部位整藤、韧皮层和藤骨的化学成分进行了分析,为后续探索纤维制取工艺提供了依据。在此基础上,分别进行了预水碱煮和预氧碱煮纤维制取工艺的探索。结论如下:(1)PMFT藤系结构复杂,由主藤和沿主藤长度方向向外生长的侧藤组成;主、侧藤的长度均较长,且由稍部至底部,表观形态的差异较大;PMFT藤具有皮芯结构特点,横截面层次分明,由外向内依次为保护层、韧皮层、形成层、木质层和中腔;各构成的生长发育情况不同,其中,保护层不是特别发达,韧皮层厚度稳定,形成层呈现不连续的透明状,木质层的厚度变化较大,且其内部分布着许多小圆腔;中腔形状为不规则的四边形,而藤的整体轮廓为近似圆形。(2)对PMFT藤整藤的化学成分分析结果显示,侧藤和主藤稍部的脂蜡质含量较多,主藤的中部和底部脂蜡质含量较少;整藤的水溶物含量均较高,且符合由稍部至底部递增的规律;侧藤的果胶含量均高于主藤,下侧藤果胶的含量最高;侧藤半纤维素的含量由上至下递减,主藤的半纤维素含量高于侧藤,以主藤底部最高;主藤和侧藤的木质素含量都很高,均符合由上至下递增的规律,且主藤的木质素含量高于侧藤;纤维素主要分布在上侧藤、中侧藤及主藤的上、中部,侧藤的纤维素含量也符合由上至下递减的变化规律。将PMFT藤进行皮芯分离后,分别对不同部位的韧皮层和藤骨做进一步的化学成分分析,结果显示,韧皮层和藤骨中各化学成分的含量都有差异,变化规律也不相同。PMFT藤各部位韧皮层的脂蜡质含量高于藤骨,都在2.5～4.5%之间,藤骨则都在1%以下,不同部位韧皮层和藤骨的脂蜡质含量均符合“由上至下递减”的变化规律;水溶物和果胶主要分布在韧皮层中,藤骨里的含量仅有韧皮层含量的50%左右,各部位韧皮层的水溶物与果胶含量大致相同,藤骨亦是如此,由稍部至底部,韧皮层的水溶物和果胶含量分别符合递增和递减的变化规律,而藤骨的水溶物和果胶含量都符合递增的变化规律;藤骨的半纤维素含量稍高于韧皮层,前者符合“由上至下递减”的变化规律,后者则符合“由上至下递增”的变化规律;藤骨中的木质素含量远高于韧皮层,且二者均符合“由上至下递增”的变化规律;纤维素主要分布在韧皮层中,各部位的含量都超过了 50%,藤骨中的纤维素含量稍低,在39%左右,且二者的纤维含量都符合“由上至下递减”的变化规律。(3)通过系统的单因子和正交试验,得到可以达到全脱胶效果的纤维制取工艺如下:预水碱煮工艺及工艺参数:试样准备→预水(常温,2h)→水洗→头煮(NaOH浓度为8～16g/L,Na2Si031～2g/L,无水 Na2S031～2g/L,多聚磷酸钠 2～4g/L,常压沸煮,时间为2～3h,浴比1:20)→水洗→二煮(NaOH浓度为8～12g/L,Na2Si031～2g/L,无水Na2S031～2g/L,多聚磷酸钠2～4g/L,常压沸煮,时间为2～3h,浴比1:20)→水洗→脱水→给油(BSK2%,时间10min,温度80℃)→脱油水→抖松→干燥→PMFT工艺纤维。所制取PMFT纤维的残胶率和残余木质素分别为1.93%和1.52%。预氧碱煮工艺及工艺参数:试样准备→预氧(H2026～12g/L,温度30～60℃,时间1～3h,浴比1:20)→水洗→碱煮(NaOH浓度为12～16g/L,时间为2～3h,Na2Si031～2g/L,无水Na2S031～2g/L,多聚磷酸钠2～4g/L)→水洗→脱水→给油(BSK2%,时间10min,温度80℃)→脱油水→抖松→干燥→PMFT工艺纤维所制取PMFT纤维的残胶率和残余木质素分别为2.03%和1.37%。以残胶率和残余木质素为衡量目标,通过对比预水碱煮和预氧碱煮的脱胶效果,可以得出,预水处理后需要经过两次碱煮才能达到预氧处理后一次碱煮的脱胶效果。为了达到全脱胶的效果,预水碱煮需要更高的碱液浓度和更长的碱煮时间,而预氧碱煮的工艺流程更短,所制取的PMFT纤维的白度、柔软度、长度、细度都更好。