竹纖維的性能、制取方法及在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用探討

朱春良

嘉興出入境檢驗(yàn)檢疫局，浙江 嘉興

竹纖維的性能、制取方法及在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用探討

朱春良

嘉興出入境檢驗(yàn)檢疫局，浙江 嘉興

主要介紹了竹纖維產(chǎn)品作為一種源于綠色植物的天然纖維的主要性能優(yōu)點(diǎn)，介紹了竹纖維的加工方法及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。并介紹了竹纖維的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方向及在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用。

竹纖維；性能；制取；產(chǎn)業(yè)用紡織品

引言

中華民族的竹文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，自古就有“寧可食無(wú)肉，不可居無(wú)竹”一說(shuō)。隨著現(xiàn)在科技的不斷發(fā)展，竹原纖維作為一種源于綠色植物的天然纖維用于紡織行業(yè)中, 具有一系列其它纖維無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn), 如抗菌性、耐磨性、吸濕性、透氣性。在產(chǎn)業(yè)用方面也具有及其廣闊的發(fā)展前景。

竹纖維又稱(chēng)“BAMBOO纖維”，也有人稱(chēng)其為“天竹纖維”，是繼彩棉等纖維素纖維及蜘蛛絲等蛋白纖維之后我國(guó)自主研發(fā)成功并投入生產(chǎn)的天然纖維素纖維，也是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的唯一的涼爽性纖維素纖維[1]。據(jù)測(cè)定它的化學(xué)成分主要是纖維素、半纖維素和木素，另外還有灰分等少量物質(zhì)。

1.竹纖維優(yōu)良的性能

1.1 天然抗菌性

眾所周知，由于竹子本身有抗菌的特性，所以在其生長(zhǎng)過(guò)程中一般不會(huì)出現(xiàn)蟲(chóng)蛀、腐爛等情況，也無(wú)需使用任何農(nóng)藥。這一特性讓竹纖維制品不僅具有許多天然產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)外，讓其擁有獨(dú)特的抗菌性能成為了可能。經(jīng)研究，如果在生產(chǎn)過(guò)程中采用特殊工藝技術(shù)處理，保持竹纖維的抗菌性不被破壞，讓抗菌物質(zhì)始終結(jié)合在大分子上，就能有效實(shí)現(xiàn)竹纖維的抗菌特性。經(jīng)有關(guān)部門(mén)檢測(cè)，優(yōu)秀的竹纖維產(chǎn)品抗菌率高達(dá)71%，而通過(guò)顯微鏡觀察同樣數(shù)量的細(xì)菌[2]，在竹纖維制品中無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間生存，并會(huì)在短時(shí)間內(nèi)減少，甚至消失，而像在棉纖維和木纖維等天然纖維制品中則無(wú)減少這一現(xiàn)象，細(xì)菌會(huì)正常繁殖。另外，竹纖維的抗菌性為天然抗菌性，不會(huì)對(duì)皮膚造成任何過(guò)敏性反應(yīng)，這與在后處理過(guò)程中加入抗菌劑的纖維織物有很大不同，這也賦予了竹纖維制品有更加優(yōu)異的適用性。

1.2 優(yōu)異吸濕性

竹纖維由于其優(yōu)異的吸濕性被譽(yù)為“會(huì)呼吸的纖維”，與之密切相關(guān)的一個(gè)特點(diǎn)是其橫截面上布滿空隙，呈現(xiàn)高度天然中空。這一物理特性使得竹纖維及其制品擁有了更加優(yōu)異的吸濕、解吸和導(dǎo)濕性能。研究發(fā)現(xiàn)，竹纖維在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的回潮率為12%，與近似于普通粘膠纖維l3%～15%的回潮率，而在空氣溫度為36℃、相對(duì)濕度100%的特殊狀態(tài)下，竹纖維的回潮率可高達(dá)45%，且回潮率從8.75%增加到45%僅需6h[3]，具有快速吸濕的特性。

1.3 綠色環(huán)保性

前文提到，竹子由于自身具有天然抗菌性，所以在生長(zhǎng)期內(nèi)不必使用任何農(nóng)藥，對(duì)環(huán)境和產(chǎn)品本身不產(chǎn)生任何污染，確保了竹纖維從一開(kāi)始就能達(dá)到生態(tài)紡織品的要求。特別是完全采用物理方法而制成的原生竹纖維，其在原料的生產(chǎn)和提取過(guò)程中，可保證全部實(shí)施綠色生產(chǎn)，因此原生竹纖維制品也同樣是綠色產(chǎn)品[4]。同時(shí)，由于竹纖維及其制品源自天然，生長(zhǎng)周期短，非化學(xué)合成，具有優(yōu)良的生物可降解性，可完全分解回歸自然，符合當(dāng)前提倡的對(duì)資源的可再生循環(huán)利用。

由上述竹纖維的優(yōu)異性能可以看出：竹纖維將有廣闊產(chǎn)業(yè)用前景，加上其生長(zhǎng)周期短，可生物降解，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，質(zhì)輕價(jià)廉等特點(diǎn)。對(duì)于充分利用天然資源，堅(jiān)持環(huán)境保護(hù)，走可持續(xù)發(fā)展的道路我國(guó)現(xiàn)今經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)政策，具有積極的意義。而如何提高竹纖維產(chǎn)品的附加值，擴(kuò)大紡織物的品種和用途，特別是研究原生竹纖維的規(guī)?；圃旌吞崛。龠M(jìn)傳統(tǒng)紡織工業(yè)的科學(xué)發(fā)展，都將用有極大的市場(chǎng)潛力和可預(yù)見(jiàn)的良好發(fā)展前景。

2.竹纖維的制取方法

2.1 原生竹纖維

原生竹纖維是完全采用物理方法而制成，即利用物理的方法將原料經(jīng)去青，然后經(jīng)反復(fù)軋壓，再采用脫膠工藝進(jìn)行脫膠，經(jīng)部分脫膠后，利用余膠將纖維一根根相互連接起來(lái)，從而達(dá)到制成原生竹纖維的目的。

2.2 再生竹纖維

再生竹纖維是采用化學(xué)物理相結(jié)合的方法而制成，即以竹子為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)物理方法將竹纖維提純，使其纖維素含量達(dá)到93%以上，然后采用水解、蒸煮及多段漂白等工藝去處纖維素中會(huì)影響反應(yīng)的物質(zhì)，從而制成能滿足拉絲生產(chǎn)要求的竹漿，再加工制成粘膠纖維[5]，即再生竹纖維。

兩種纖維因來(lái)源不同，必然會(huì)造成性能上的極大差異。研究結(jié)果表明：天然竹纖維具有優(yōu)異的抗菌性能，夏季干爽舒適性好，熱穩(wěn)定性好，結(jié)構(gòu)上屬結(jié)晶度高、大分子排列緊密的典型的纖維素型結(jié)晶。竹漿粘膠纖維則由于紡絲過(guò)程而在性能上受到很大損傷，強(qiáng)力低、結(jié)晶度低、大分子排列較稀疏，回潮率高，屬于與普通粘膠纖維相似的再生纖維素纖維[6]。失去了竹纖維的很多優(yōu)異的特性。

?

3.竹纖維在產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用

竹纖維的多項(xiàng)性能優(yōu)勢(shì)，為竹纖維的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)奠定了一個(gè)光明的前景，也使得竹纖維紡織產(chǎn)品的附加值高。竹纖維被重點(diǎn)用于生產(chǎn)具有特效功能的產(chǎn)品上，如內(nèi)衣、貼身T恤衫、襯衣、襪子、浴巾、浴衣、毛巾、床上用品、腳墊、涼席、地毯以及紗布、口罩等醫(yī)用產(chǎn)品。竹纖維產(chǎn)品市場(chǎng)廣闊，產(chǎn)業(yè)前景遠(yuǎn)大。

3.1 竹纖維醫(yī)用產(chǎn)品的研發(fā)

竹纖維具有天然的抗菌功效。日本紡織檢查協(xié)會(huì)的檢驗(yàn)證實(shí)，由竹纖維制成的紡織品24h抗菌率可達(dá)到71%，大大高于其他種類(lèi)的纖維。竹纖維的天然抗菌性使其面料在服用時(shí)不會(huì)對(duì)皮膚造成任何過(guò)敏性反應(yīng)，而也有研究表明，竹纖維織物經(jīng)過(guò)反復(fù)洗滌、日曬也不會(huì)失去其獨(dú)特的抗菌作用。這也是其抗菌性與在后整理過(guò)程中加入抗菌劑的纖維織物的根本區(qū)別[7]。所以竹纖維非常適用于醫(yī)用產(chǎn)品的研發(fā)，并且順應(yīng)了人們崇尚綠色環(huán)保、衛(wèi)生保健的心態(tài)。

3.2 竹纖維復(fù)合材料的研發(fā)

(1) 用于汽車(chē)內(nèi)飾件的竹纖維／聚丙烯纖維復(fù)合材料研制

以竹纖維／聚丙烯纖維復(fù)合材料作為汽車(chē)內(nèi)飾件用復(fù)合片材。該類(lèi)復(fù)合片材，主要是以竹纖維的高強(qiáng)度來(lái)增強(qiáng)聚丙烯材料，通過(guò)復(fù)合顯著增強(qiáng)其比模量和比強(qiáng)度，非常適合制作高強(qiáng)的汽車(chē)內(nèi)飾件，并且具有加工方便的特點(diǎn)，在國(guó)外已作了大量的研究和發(fā)展。但是該類(lèi)研究在我國(guó)起步較晚，因此，開(kāi)展高性能的竹纖維復(fù)合材料及其制品的應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究，對(duì)充分利用我國(guó)豐富的竹資源優(yōu)勢(shì)，利用已有的復(fù)合材料技術(shù)優(yōu)勢(shì)改造傳統(tǒng)的農(nóng)林業(yè)和工業(yè)，進(jìn)一步加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)道路具有重大意義[8]。該類(lèi)復(fù)合材料以其優(yōu)越的性能以及其可再生性而日益用受到重視。從未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)看，復(fù)合材料在汽車(chē)工業(yè)以及其它高科技產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。

(2) 竹塑復(fù)合材料的研制開(kāi)發(fā)

纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是一種新型結(jié)構(gòu)材料，它利用具有良好力學(xué)性能的竹纖維與塑料進(jìn)行復(fù)合，使復(fù)合產(chǎn)品具有比強(qiáng)度高，比剛度大，可設(shè)計(jì)性等一系列的優(yōu)點(diǎn)，并具有強(qiáng)度高，材質(zhì)輕，抗腐蝕好，抗高溫好，抗老化性?xún)?yōu)的特點(diǎn)，具有極大的使用價(jià)值。另一方面，能利用我國(guó)竹資源十分豐富，且價(jià)格非常低廉的情況，使該類(lèi)材料又具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。再次，竹纖維是一種具有綠色環(huán)保性天然材料，無(wú)污染，又具有極高的環(huán)境保護(hù)和社會(huì)價(jià)值。在建筑和民用公共建設(shè)等方面具有極大的發(fā)展?jié)摿皯?yīng)用前景。

竹纖維在其他產(chǎn)業(yè)方面也有較廣泛的應(yīng)用。Panasonic和日本京都同志社大學(xué)共同開(kāi)發(fā)出款采用竹纖維作為原料的高級(jí)HiFi音箱產(chǎn)品。Panasonic利用竹纖維代替日前HiFi音箱中普遍采用的人造纖維，擁有韌性強(qiáng)，音域廣等諸多優(yōu)點(diǎn)一一成本也更為高昂。Panasonic已在2007年推出首款市場(chǎng)化產(chǎn)品一一不僅音色更迷人，還是標(biāo)準(zhǔn)的綠色環(huán)保產(chǎn)品[9]。

4.結(jié)語(yǔ)

目前國(guó)內(nèi)外對(duì)竹纖維的研制運(yùn)用也僅僅處于起步階段，特別是國(guó)內(nèi)許多基礎(chǔ)研究工作還有待進(jìn)一步的研究和探討；而為使竹纖維產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，一方面必須投入大量人力、物力來(lái)改進(jìn)工藝參數(shù)、改造加工設(shè)備，另一方面，積極向國(guó)外學(xué)習(xí)，進(jìn)一步研究及拓展其現(xiàn)有成果，從而開(kāi)發(fā)出性能更加優(yōu)異的，且綠色環(huán)保的竹纖維制品。以使竹纖維能在產(chǎn)業(yè)用紡織品上得到更廣泛應(yīng)用。

[1]楊凌云，楊寶，喻云水.竹纖維分離方法探討及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)[J].研究與探討, 2006(4):16～18

[2]王越平,高緒珊.天然竹纖維與竹漿粘膠纖維的結(jié)構(gòu)性能比較[J].中國(guó)麻業(yè),2006,28(2):97～100

[3]嚴(yán)瑛.新型環(huán)保纖維素纖維[J].四川絲綢,2006(1):36～37

[4]呂衛(wèi)軍,金小娟,浦俊文.竹纖維的性能及其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)[J].木材加工機(jī)械,2005(6):28～31

[5]胡雪敏,張海燕.再生纖維素纖維的性能及產(chǎn)品風(fēng)格[J].毛紡科技,2006(4):30～32

[6]王文淑，馮素江，趙其明等．天然抗菌纖維--竹纖維[J]．毛紡科技，2003(5): 48～49

[7]楊凌云，胡孫躍，喻云水 用于汽車(chē)內(nèi)飾件的竹纖維／聚丙烯纖維復(fù)合材料研制[J]，木材加工機(jī)械,2006年(1)：25～39

[8]汪克來(lái)，蔡 鍵．竹纖維增強(qiáng)塑料材料性能研究[J]．安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，13(2)：25～28

[9]信息專(zhuān)欄.竹騰文化[J].2006（4）:45

Bamboo fiber properties, preparation method and the application in industry

Introduced maily about bamboo fiber products as a natural fiber derived from the major performance advantages, The processing method and the structure of bamboo fiber.And the bamboo fiber direction for product development and application in the industry.

Bamboo fiber; Performance; Preparation; Industrial Textiles

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.080