竹纖維的性質(zhì)及應(yīng)用

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1、竹纖維的性質(zhì)及應(yīng)用140925121馬志廣摘要：竹子是結(jié)構(gòu)材料和纖維材料的理想原料。用竹纖維代替木纖維可用于制造經(jīng)濟(jì)墻板。此外，由于竹纖維是目前惟一的涼爽型纖維且具有綠色、環(huán)保等優(yōu)良特性，現(xiàn)已是紡纖維制衣研究與利用的熱點(diǎn)。為此，綜述了竹纖維的結(jié)構(gòu)與性能、竹纖維的制備、竹纖維的的應(yīng)用戶指出了目前竹纖維研究中存在的問題，并對其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞:竹材;竹纖維;性能;應(yīng)用1.竹材的形態(tài)與化學(xué)成分竹子是多年生禾本植物,外觀為圓柱形,桿高1～20m,中空有節(jié),竹類胞主要有纖維細(xì)胞、薄壁細(xì)胞、導(dǎo)管、石細(xì)胞、表皮細(xì)胞等,竹漿纖維細(xì)胞約占細(xì)胞總面積的

2、60%～70%。竹莖桿皮層組織緊密,相對密度為0.8左右。它的纖維細(xì)長,呈紡錘狀,兩端尖銳,平均長度1.5～2.5mm,寬度為12～16μm,壁厚約5μm。它的化學(xué)成分主要是纖維素43%、木質(zhì)素23%、樹脂6%、多縮戊糖29%。2.竹纖維的結(jié)構(gòu)與性能2.1竹纖維的化學(xué)成分竹纖維的化學(xué)成分主要是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素。另含有少量灰分等其他物質(zhì)。在我國,竹子的主要產(chǎn)地為甘肅、四川、廣東、廣西、福建和湖南,由于產(chǎn)地的不同,竹纖維的化學(xué)成分含量也有所差異。纖維素是竹纖維最主要的成分,但竹纖維中纖維素的含量明顯低于棉、麻纖維,一般國產(chǎn)竹子的纖維素含量

3、大體在44%～53%之間;半纖維素是復(fù)合聚糖”,為無定形物質(zhì),因此聚合度較低,吸濕易潤脹,是纖維之間、微細(xì)纖維之間的“粘合劑”和“填充劑”,其中聚戊糖的含量約為17%～26%;木質(zhì)素是由苯基丙烷結(jié)構(gòu)單元通過醚鍵、碳-碳鍵聯(lián)結(jié)而成的芳香族高分子化合物,位于胞間層和微細(xì)纖維之間,其含量一般23%～34%,是產(chǎn)生竹纖維顏色的主要因素;果膠質(zhì)的主要成分是果膠酸的衍生物,廣泛存在于自然界的植物體中?；曳质怯筛鞣N無機(jī)鹽組成的,竹纖維中灰分的主要構(gòu)成成分是SiO2。2.2竹纖維的結(jié)構(gòu)單根竹纖維細(xì)長,兩端尖,呈紡錘狀,纖維內(nèi)壁較平滑,胞壁甚厚",胞腔小。竹纖

4、維的纖維縱向表面光滑、均一,有多條較淺的溝槽,在接近橢圓形的橫截面上布滿了橢圓形的空隙,呈梅花形排列,高度中空,毛細(xì)管效應(yīng)非常強(qiáng),而變沿則呈不規(guī)則的鋸齒形。3.竹纖維生產(chǎn)加工按加工方法的不同,用于紡織原料的竹纖維可分為原生竹纖維和再生竹纖維2種。3.1原生竹纖維用物理、機(jī)械的方法將竹子反復(fù)軋壓后,采用脫膠工藝進(jìn)行部分脫膠,部分脫膠后的竹纖維的余膠將竹子纖維一根一根相互連接起來,從而制成需要的竹纖維。這種纖維不是單纖維,而是束纖維,其細(xì)度一般為20～50tex,硬絲、并絲很多,含水量達(dá)13%。由于膠未脫盡,它的色澤偏黃,在干燥的狀態(tài)下,粉塵較大

5、,潮濕時強(qiáng)度又非常低。因此,在加工前必須進(jìn)行烘干和上油處理,以增加纖維的柔軟度和強(qiáng)度。3.2　再生竹纖維把竹子切片、風(fēng)干后,采用化學(xué)方法將竹片精制成符合纖維生產(chǎn)要求的漿粕,經(jīng)溶解、紡絲而成。該纖維消除了原生竹纖維剛性大、硬挺的缺點(diǎn),染色比較容易,強(qiáng)力較好,韌性、耐磨性較高,可紡性能優(yōu)良,但環(huán)保作用和保健性能不如原生竹纖維再生竹纖維的生產(chǎn)方法主要有溶劑紡絲和粘膠纖維絲法。溶劑紡絲法一般采用干噴、濕紡工藝,紡絲原液的制備常采用N甲基嗎啉氧化物、二甲基亞砜/聚甲醛作溶劑。由于溶劑紡絲法的生產(chǎn)工藝條件苛刻,對漿粕品質(zhì)要求較高,溶劑回收難,最終產(chǎn)品成本

6、高,從而限制了其應(yīng)用。采用溶劑法紡絲制備竹纖維到目前為止尚未見商業(yè)化生產(chǎn)報導(dǎo)。粘膠紡絲法首先用硫酸鹽蒸煮、多段漂白工藝制備竹纖維漿粕,然后用堿和二硫化碳處理竹漿粕,使其溶解在氫氧化物溶液中制成粘膠溶液,用濕噴濕紡工藝紡絲制成竹纖維。其工藝流程如下:制漿工藝流程:風(fēng)干竹片※水預(yù)水解※蒸煮※疏解※篩選※氯化※堿處理※第1次漂白※第二次漂白※酸處理※除砂※抄漿※烘干※竹漿粕成品。紡絲工藝流程:竹漿粕※切粕※制膠※頭道過濾※二道過濾※脫泡※計量※紡絲※塑化※切斷※水洗※脫硫※水洗※上油※干燥※成品。4.竹纖維的性能竹纖維的卓越性能主要包括綠色環(huán)保性、

7、天然抗菌性及優(yōu)異的吸濕性和染色性等。4.1綠色環(huán)保性由于竹子自身具有抗菌性,所以在生長期內(nèi)不必使用任何農(nóng)藥,不產(chǎn)生任何污染,確保了竹纖維資源生態(tài)無毒性,尤其是原生竹纖維,它完全是采用物理方法制成的,在原料的提取和生產(chǎn)過程中,全部實(shí)施綠色生產(chǎn),是100%的綠色纖維,因此原生竹纖維制品也同樣是綠色產(chǎn)品。同時竹纖維及其制品具有優(yōu)良的生物可降解性,可完全分解,回歸自然,對自然環(huán)境不會產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞。4.2天然抗菌性竹纖維制品不僅具有許多天然產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn),而且還有獨(dú)特的殺菌性能。如果在生產(chǎn)過程中采用特殊工藝技術(shù)處理,就能保持竹纖維的抗菌性不被破壞,讓抗菌

8、物質(zhì)始終結(jié)合在大分上。經(jīng)有關(guān)部門檢測,竹纖維產(chǎn)品抗菌率高達(dá)71%,而同樣數(shù)量的細(xì)菌通過顯微鏡觀察,在棉纖維和木纖維制品中能生存繁衍,在竹纖維制品中則無法長時間生存,