摘要：苎麻纤维具有较好的吸湿透气性和天然抗菌性,但大分子链排列紧密有序,结晶度高,导致其模量大、延展性小、柔软性差,纺纱时不易弯曲抱合,纱线毛羽多,穿着刺痒。为改善苎麻纤维的柔软性能,提高其应用价值,采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）对纤维进行溶胀降晶处理,通过NMP处理对纤维柔软性能和强伸性能的影响,以开发柔软性能较好的苎麻面料。
为提升苎麻纤维的柔软性，采用N-甲基吡咯烷酮（NMP）对其进行处理。通过对不同浓度，处理时间和温度对苎麻纤维强伸性能和柔软性能的影响，并借助X射线衍射仪、红外光谱仪和扫描电子显微镜对苎麻纤维进行表征与分析。结果表明：当NMP浓度、处理时间或温度任一因素增加，苎麻纤维的断裂伸长率随之增加，而断裂强度随之降低；当NMP浓度或处理时间增加时，苎麻纤维的断裂回转数会先增加后减少，当处理温度升高时，断裂回转数会先增加后保持稳定；在NMP的浓度为15%，处理时间为60min，处理温度为80℃的条件下，处理后苎麻纤维的结晶度从80.37%降至70.19%，而其化学基团保持不变，纤维表面纵向沿竖向纹出现劈裂。
N-甲基吡咯烷酮（NMP）是一种强极性溶剂，与带有强极性基团的NMMO,DMSO和DMAC等试剂分子类似，NMP分子中带有良好的氢键受体--吡咯烷酮环，环上的氮、氧原子均带有弧队电子，能与羟基形成氢键，拆散纤维素内原有氢键，从而降低纤维素结晶度。苎麻纤维的主要成分为纤维素，为此，使用NMP作为溶胀剂对苎麻纤维进行处理，探究不同处理因素对苎麻纤维处理效果的影响。
NMP的浓度对纤维处理效果的影响
将苎麻于温度为90℃的NMP溶液中处理40min，研究NMP浓度对纤维强伸性能及柔软性能的影响，如图1所示。
图1NMP质量浓度对苎麻纤维强伸性能和柔软性能的影响
可见，当NMP的浓度增加时苎麻纤维的断裂伸长率随之增加，断裂强度随之降低。NMP的浓度增大，则进入苎麻纤维内部的NMP分子相应增多，对苎麻大分子链间氢键的破坏也愈加剧烈，苎麻分子间作用力减弱，拉伸时所受滑移阻力变小，因此，断裂强度降低，而断裂伸长率增加。
由图1可知，当NMP浓度增加时，苎麻纤维的断裂回转数先增加后降低。溶胀过程中，NMP分子破坏了苎麻分子链中原有氢键，使其柔顺性增加。随着进入苎麻纤维中NMP分子数持续增加，苎麻分子链的线性完整性和刚性被破坏，强力受损，断裂回转数也随之降低。以断裂回转数和伸长率为评价指标，兼顾其强度，NMP浓度为15%时，苎麻纤维综合性能较佳，此时，断裂回转数和断裂伸长率较处理前分别增加了。
处理时间对纤维处理效果的影响
将苎麻于温度为90℃，浓度为20%的NMP溶液中处理40-120min，处理时间对苎麻纤维强伸性能及柔软性能的影响，结果如图2所示。
图2处理时间对苎麻纤维强伸性能和柔软性能的影响
由图2可知，当处理时间增加时，苎麻纤维的断裂伸长率随之增加，断裂强度随之降低。延长处理时间，NMP分子从苎麻纤维表面渐渐渗透到大分子内，链间氢键被逐步破坏，晶格被溶胀，无序区增加，苎麻分子链间束缚减弱，收拉伸时链间滑移变大，纤维延展性增加，抵抗外力形变能力弱化，从而强度降低。
由图2还可知，随着处理时间不断延长，苎麻纤维的断裂回转数先增加后减少。处理时间从40min增加到60min时，NMP极性分子进入苎麻纤维长链大分子间隙，破坏苎麻分子间的氢键，苎麻分子链的刚性被削弱，柔软性增强。继续增加处理时间，溶胀作用加剧，苎麻纤维损伤增大，因此，断裂回转数逐渐降低。以断裂回转数和伸长率为评价指标，同时考虑断裂强度，处理时间为60min时，苎麻纤维的综合性能相对较佳，此时，断裂回转数和断裂伸长率较处理前分别增加了。
处理温度对纤维处理效果的影响
将苎麻于不同温度调节下，用浓度为20%的NMP溶液处理40min，处理温度对纤维强伸性能及柔软性能的影响，结果如图3所示。
图3处理温度对苎麻纤维强伸性能和柔软性能的影响
可知，当处理温度升高时，苎麻纤维的断裂伸长率随之增加，断裂强度随之降低。升温时，NMP分子热运动加剧，同时其进出苎麻大分子的速率加快。长链大分子间的氢键遭受破坏，晶区消减，苎麻分子链间的作用力减弱，滑移阻力降低，导致苎麻纤维的强度降低，伸长率增加。
由图3还可知，随着温度逐渐升高，苎麻纤维的断裂回转数先增加后保持稳定。从60℃升至80℃，随温度升高，苎麻纤维的断裂回转数增加。升高温度，NMP分子在溶液和苎麻纤维中的运动程度加剧，进入纤维长链中破坏长链分子间的氢键，使晶区消减，因此，苎麻纤维断裂回转能力降低，柔软度增加。80℃后继续升温，则对断裂回转数的影响较小。这是由于可被破坏的氢键不再随温度的升高而增加，致使苎麻纤维的断裂回转数变化不再明显。以断裂回转数和断裂伸长率为评价指标，考虑必要的纤维强度，认为温度为80℃时，苎麻纤维的综合性能相对较佳。因此，断裂回转数和断裂伸长率较处理前分别增加了。
综合考虑不同因素对苎麻纤维强伸性能和柔软性能的影响，NMP处理苎麻纤维的最佳条件为：NMP浓度15%，处理时间60min，处理温度80℃。用N-甲基吡咯烷酮对苎麻纤维进行柔软处理，当NMP浓度增加，处理时间延长或处理温度升高时，苎麻纤维的断裂伸长率随之增加，而断裂强度随之降低。当NMP浓度增加或处理温度升高，苎麻纤维的断裂回转数先增加后保持稳定。
