淺談海藻纖維的開發和應用

　　摘要：海藻纖維作為一種用天然海藻提取物經過特定工藝生產的新型紡織纖維，由于其獨特的分子結構，帶來了許多新特性特殊功能，正逐步為人們熟悉并得到越來越廣泛的利用。
　　關鍵詞：海藻纖維海藻酸鈉濕法紡絲
 

　　1引言

　　在人類歷史的長河中，隨著文明的發展科技的進步，人們身上的穿著也在不斷變化著。祖輩們種植棉花、大麻，種桑養蠶向大地要纖維，父輩們開采石油從地下找纖維，現在我們獲取纖維的領域從陸地擴展到了海洋——向海洋要纖維。
　　目前我們使用最多的紡織纖維是天然纖維、再生纖維和合成纖維。其中，合成纖維的主要原料是石油，屬于不可再生資源，隨著世界石油資源的日趨緊張，加上生產中的高能耗、高污染等問題，因此需要研究開發利用其他纖維來替代，而目前最理想的替代品是生物可降解纖維。生物可降解纖維是指在自然界微生物如細菌、霉菌和藻類的作用下，可完全分解為低分子化合物的纖維材料。生物可降解纖維是對環境友好的材料，它減少了人類文明對環境的負擔，是一種在現代文明和自然界之間達到平衡的方法，因此將成為未來的主要纖維之一，海藻纖維就是這樣一種纖維。
 

　　2海藻纖維的生產方法

　　世界海洋中有許多種海藻，海藻纖維的原材料來自天然海藻中所提取的海藻多糖，其有機多糖部分由β-D-甘露糖醛酸(簡稱M）和α-L-古羅糖醛酸(簡稱G）兩種組分構成?？茖W家們經過細致和深入的研究，明確了海藻酸分子中這兩個組分是多聚甘露糖醛酸(M)和多聚古羅糖醛酸(G)以不規則的排列順序分布于分子鏈中，兩者中間以交替MG或多聚交替(MG)n相連接。目前，在可用作制備海藻纖維的原料中，最常用的是可溶性鈉鹽粉末，即海藻酸鈉。先用稀酸處理海藻使不溶性海藻酸鹽轉變成海藻酸，然后加堿加熱，生成可溶性的鈉鹽溶出，過濾后，加鈣鹽生成海藻酸鈣沉淀，該沉淀經酸液處理轉變成不溶性海藻酸，脫水后加堿轉變成鈉鹽，烘干后即為海藻酸鈉。
　　海藻纖維通常由濕法紡絲制備，先將可溶性海藻酸鹽(例如海藻酸鈉)溶于水中形成粘稠溶液，然后通過噴絲孔擠出到含有Cu2+、Zn2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等金屬陽離子的凝固浴中,G單元上的Na+與二價金屬離子發生離子交換反應，G單元與Ca2+形成蛋盒結構，G基團堆積而形成交聯網絡結構，從而轉變成水凝膠纖維而析出，形成固態不溶性海藻酸鹽纖維長絲。該長絲經過拉伸、水洗、干燥、卷曲形成纖維，即所謂海藻纖維。纖維經分離、梳理和鋪層可以制成連續的非織造布。
 

　　3海藻纖維的性能和開發應用

　　由于海藻纖維的原料來自天然海藻，因此具有良好的生物相容性、可降解吸收性等特殊功能，是新型環保綠色纖維的代表之一。這種纖維能夠被加工成任意長度和纖度的短纖或長絲，也可以與其他纖維混紡，最終可以用于制造衣服、家用紡織品、床墊等。而且海藻纖維具有許多傳統纖維沒有的新特性，所以可以應用在一些特殊領域。
　　一是海藻纖維具有吸濕保濕功能。在纖維中可以通過與皮膚的接觸發揮吸濕性能，積極釋放海藻成分，令穿著者的皮膚吸收海藻釋放的維生素和礦物質。這種纖維包含鈣和鎂等主要的礦物質，維生素包括維生素A、E、C等。在化妝品的研究中，顯示出海草成份具有的礦物質和維生素A、E、C對皮膚有自然的益處，而且不會讓人有過敏的反應。由于吸水能力比較強，海藻纖維可以調和空氣中的水分，具有很好的保濕功能，做成的衣服不僅夏天穿起來舒服，而且還能夠抑菌益膚，起到美容保健的作用。
　　二是海藻纖維有一定的防輻射效果。由于海藻酸鈉在水溶液中存在著-COO-，-OH基團，能與多價金屬離子形成配位化合物。離子在纖維基質中含量增加到一定程度時，離子間的結合力增強，足以克服離子間的靜電斥力作用而使其相互連接起來，形成導電粒子鏈，提高了織物的電磁屏蔽和抗靜電能力。海藻纖維中含有的大量金屬離子，使海藻纖維具有屏蔽電磁波的功能，尤其是對于低頻電磁波效果非常好，可以應用于孕婦裝生產。
　　三是海藻纖維的阻燃性良好，海藻纖維在空氣中不會起明火，產品安全性好，可以用于生產防護服、兒童玩具等。海藻纖維的自阻燃性，既免去了高成本的阻燃劑，也不會像以往的阻燃材料那樣遇火之后產生有害氣體，可以說是阻燃材料的理想境界。
　　四在生物醫學方面，由于海藻纖維中含有大量的鈣離子，可以和血液中的鈉離子交換，從而起到良好的止血效果，促進傷口愈合。因此，海藻纖維材料非常適宜做成高檔紗布、敷料、手術縫合線、創可貼等。
 

　　4前景展望

　　海藻纖維可以說是現在所發現的最完美的衣料，也許不久的將來，到處都可以看到它的身影。大街上，美女們穿著海藻衣盛夏也不會揮汗如雨，更加貌美如花；準媽媽們穿著海藻衣不必擔心輻射對還沒出生的小寶寶的危害，心情愉快；小女孩玩著身著海藻衣的芭比娃娃，快樂成長；家里，床上是海藻床單，海藻被套，窗戶上掛著海藻窗簾；手術室，醫生接過海藻纖維的紗布，用海藻纖維制成的手術縫合線完成手術；火災現場，消防員身著海藻防護服，更安全更自如。也許你我也都穿著這些用來自海洋的纖維制作的衣服。