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竹原纤维
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竹原纤维

发布时间:2022-11-21来源:林竹精深加工所 杨柴点击:8959

  
一、竹原纤维定义
  竹原纤维,顾名思义即“原始”的竹纤维,也叫天然竹纤维,其英文名称为“NaturalBambooFiber”。竹原纤维是通过机械物理作用和化学、生物等方法直接从竹子茎干中分离出来的原生纤维[1],是竹子中纤维细胞的聚集体,即纤维束。

  

竹原纤维

二、竹原纤维成分及截面
  竹原纤维主要由纤维素、半纤维素及木质素三者组成,其次为果胶质、脂肪等,它们大多存在于细胞内腔中,直接或间接参与其生理作用。纤维素是构成竹原纤维的主要物质,也是成为纺织纤维的关键,纤维素含量随着竹龄的不同而不同。竹原纤维中的半纤维素含量也较高,一般在14%-25%,是一种存在于纤维和微细纤维之间的无定形物质,其聚合度低,吸湿后易润胀。木质素是存在于胞间层和微细纤维之间的一种芳香族高分子化合物,决定竹原纤维的颜色[2]。
  竹原纤维横截面呈现不规则的腰圆形或圆形,内部有大小不一的中腔,这些大大小小的空隙像毛细管一样,可以快速吸收并蒸发水分,被誉为“会呼吸的纤维”[1]。纵向表面有裂纹并且伴有或深或浅的沟槽和明显的竹节无天然转曲,横向有明显的横节,但是没有天然转曲。截面如图所示[3]。

     

 

横截面                                                                         纵截面


三、竹原纤维制备[1]
  生产工艺主要包括竹子预处理、开松分丝和疏解烘干三个工序。从竹片到纤维工序中应尽量避免强烈的机械剪切和化学破坏,才能使竹原纤维良好的机械强度和其他性能。
  (一)预处理
  预处理包括备料和浸渍两个环节,备料是通过物理手段将竹子加工为竹条,设备不同,竹条尺寸有差异,一般竹条宽度3-8cm,长度在树十厘米到数米不等。备料时需将竹根、竹尖、竹黄、竹青去除,以减少杂质。
  浸渍是将竹片泡在药液中,在适当的温度下,浸渍一段时间。使用的化学试剂一般为碱性试剂,常用的是烧碱;为了加快药液渗透,可在配方中加入渗透剂;通过添加生物酶,也能提高渗透效果。
  (二)开松分丝
  经过浸渍处理后的竹条,其结构疏松、质地松软,机械强度降低。在机械设备的碾压作用下,竹条逐渐破裂,基本组织破碎,非纤维细胞分散开来,维管束组织中纤维束分散成为竹原纤维。
  (三)疏解烘干
  经过机械挤压开丝,竹原纤维并没有彻底分开,他们之间还有点粘结在一起;另外竹原纤维表面还粘结有许多非纤维细胞。因此还需对此疏解,使竹原纤维完全分离,并将其表面的非纤维细胞去除。纤维疏解是利用机械分散作用,使竹原纤维之间以及竹原纤维与非纤维细胞之间的分离,再通过筛选将分离下来的非纤维细胞、细小纤维等碎末去除。疏解时送入热风,蒸发竹园纤维中的水分,提高纤维强度。
四、竹原纤维的应用方向
  竹原纤维是一种天然可再生、可降解的环保材料,符合当代的发展需求。其优异的吸湿放湿性能、抗菌抑菌性能、抗紫外性能、机械强度高等优点,使其被应用于纺织织造、建筑材料、汽车制造、环境保护等多个领域,主要是替代木材和玻璃纤维。
  (一)织造材料
  由于竹原纤维本身具有的一些优良性能,使得竹原纤维在纺织领域的应用越来越多。竹原纤维可纯纺、混纺纺纱,再通过织造工艺生产面料。竹原纤维含量不同,织出的面料风格不同。竹原纤维面料可用于生产衣服、袜子、家纺产品等。
  (二)非织造材料
  以竹原纤维为主要原料,根据工艺和生产需要添加其他纤维,如添加热熔纤维,采用非织造布技术进行成型,再通过热压复合制成垫层材料,其厚度从几毫米到几十厘米不等。应用于包装、装饰、家具等许多领域。
  (三)复合材料
  通过纤维树脂复合工艺技术,将竹原纤维与树脂进行复合制成竹原纤维树脂复合材料。用于建筑、装饰、隔热、隔音等。与常用的玻璃纤维、金属纤维相比,竹原纤维质轻,弹性好。
参考文献
  [1]刘一山、李桂芳、刘连丽、张俊苗、伍安国.竹原纤维的制备及其性质[J].纸和造纸,2020,39(5):4.
  [2]丁伟.竹原纤维的生物酶纤细化处理[D].福建师范大学,2014.
  [3]赵春梅.竹原纤维性能研究及其产品开发[D].东华大学,2010.

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