竹纤维的研究进展

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【摘要】 竹纤维是一种新型可再生纤维，本文介绍了竹纤维的种类、化学成分、优良性能及在纺织和复合材料领域的应用。

【关键词】 竹纤维 复合材料 纺织材料 性能 进展

1 引言

竹林是森林资源的重要组成部分 ,我国竹林面积3. 79 ×108 m2，占全世界竹资源的近三分之一，居世界第一。丰富的竹类资源为我国的竹类加工利用及产业化开发提供了良好资源条件［1］。近年来, 竹纤维做为唯一一种凉爽型再生纤维脱颖而出， 继大豆蛋白纤维之后是我国自行开发研制并产业化的新型再生纤维，被称为"生态纤维"、"天然玻璃纤维"，具有良好的天然抗菌、防臭、防紫外线等功能和较高的绿色环保性能，是一种极具研发前景的健康新型材料。［2-3］

2 分类［4］

按竹纤维的加工方法可将竹纤维分成原生竹纤维和再生竹纤维两种。

2. 1 原生竹纤维

原生竹纤维又称竹原纤维，是采用物理、机械的方法以毛竹或簇生竹为原料,将其锯成生产上所需要的长度,将竹子辗平、扭转、梳理, 而后再对竹纤维脱胶、去除糖份、脂肪、消毒、晾干而成。生产过程中不添加任何化学试剂,属于100% 天然环保型纤维。

2. 2 再生竹纤维

再生竹纤维又称竹浆纤维，是把竹子切片、风干后, 采用水解――碱法及多段漂白将竹片精制成符合纤维生产要求的竹浆粕,这种方法保存了天然抗菌成分"竹醌"，再由化纤厂加工制成竹纤维，可纺性能优良。

3 化学成分［5］

竹纤维的化学成分主要是纤维素(线型高聚物,单体组成为葡萄糖) 、半纤维素(线型高聚物,单体组成为多缩戊糖)和木质素(三维网状高聚物) ,三者同属于高聚糖,总量占竹纤维干质量的90%以上,另外还有灰分等少量其他物质。

4 性能

4．1 染色性能

竹纤维染色性能良好, 染料适用性强, 吸色均匀透彻, 容易着色, 色牢度在3. 5 级以上, 所以使用过程中不易褪色, 多次洗涤后仍能保持鲜艳的色彩。

4．2 绿色环保性能

竹纤维生产过程中, 原生竹纤维采用物理方法制得,再生竹纤维在原料的提取和生产过程中, 实施绿色生产, 制得的纺织品是绿色原料的延伸。同时竹纤维及其制品可完全降解, 具有优良的生物可降解性, 能够完全回归自然［6］。由此可见, 竹纤维是真正意义上的绿色环保纤维。

4．3 保健性能［7］

竹纤维具有抗菌除臭性能，主要来源于自身的天然抗菌物质,不会因为反复洗涤或日晒而丧失。竹沥有广泛的抗微生物功能,用竹纤维制成的纺织品24小时抗菌率可以达71%。竹纤维被专家称之为"会呼吸的纤维"，最大特点是横截面的高度天然中空，其截面上布满椭圆型空隙, 空隙呈梅花形排列, 这使竹纤维及其制品的吸湿、放湿、导湿性极佳,并能净化空气,调节湿度，吸附各种异味、灰尘及花粉等有害物质。此外，竹纤维还具有防紫外线功能，所含的叶绿素铜钠是安全、优良的紫外线吸收剂，可在一定程度上减小紫外线对人体的伤害。

5 应用

5．1 纺织领域

(1) 国外:日本神户女子大学木村光雄教授和日本糸井纺织公司糸井［8］ 总经理共同发明了一种含竹纤维的纺织服装系列新产品。在制作过程中添加了具有抗菌除臭作用的矮竹竹叶原料，加工成环保型布料和保健生活用品。日本另一家公司(Marumasa 公司) 从印度尼西亚进口的竹子中提取出一种竹纤维, 然后纺纱织成织物制作春夏服装。 "纸衣配竹裙"已经成为日本女性的消费时尚,并迅速在欧美市场流行。竹纤维服饰具有优良的着色性、反弹性、悬垂性、耐磨性、抗菌性、透气性和吸湿散湿性，深受消费者青睐。

(2) 国内［9］:近年,我国在竹纤维开发研究方面取得了突破性的进展,已经形成竹纤维工业化生产。用竹纤维开发的具有高附加值的产品,已成为某些纺织企业新的经济增长点。在2002 年举办的上海国际服装文化博览会上,上海纺织控股公司首次推出了竹纤维产品。我国河北省吉藁化纤厂及四川省丝绸进出口公司采用不同制作方法相继开发竹纤维,并批量投入生产。江苏某丝绸厂将35 %的竹纤维和65 %的绢丝混纺制成竹丝面料,用于生产高档西服、T恤等。开发竹纤维与羊毛混纺的新产品,充分发挥竹纤维在毛织物中的优良性能,可以丰富毛纺面料品种,提高面料的档次和附加值。

5．2 复合材料

叶颖薇等［10］对竹纤维增强水泥复合材料的研究发现竹纤维的添加可以使复合材料具有有机材料和无机材料的复合性质。例如,无机水泥的性质较脆,有机的竹纤维具有较好的韧性,两者组成的复合材料的韧性比水泥有所提高。同时,竹纤维的添加能抑制水泥裂纹的扩展。何胜军等［ 11 ］研制开发了竹纤维复合矿用支架,该支架承载力大,韧性好,卸载后可恢复原状;质量轻,结构简单;成本低,且可多次使用，代替木支架或矿工钢支架支护巷道。竹/玻璃纤维复合材料是一种较理想的复合建筑材料,它不仅具有较高的承载能力和抗弯能力,而且具有一定的抗冲击性能,整体成型性,较强的可设计性,可直接应用于房屋、管道、桥梁、建筑等各个领域,发展前景广阔。利用竹纤维代替木纤维生产经济墙板,所得的板材强度相当好,且密度较低。竹纤维中的抗菌物质还可以减少对人体健康的伤害,因而在建筑业上应用潜能巨大，目前某些竹质复合材料已经投入生产,年生产量可达280 000m3。

6 展望

竹纤维作为一种天然的绿色环保纤维, 具有多种优良性能,无论在纺织业还是复合材料加工领域，竹纤维的开发利用均有相当广阔的市场前景和重要的经济价值及社会价值，还可缓解我国粘胶纤维原料匮乏的现状，符合当今"环保及可持性发展"趋势,也为全新的绿色生态家居生活和企业的多元发展带来希望。

参考文献

［1］ 王宏勋, 徐春燕 竹纤维的开发及应用研究进展 上海纺织科技 Vol.33 No.11, 2005

［2］ 李煊星, 孙焕良, 建 竹纤维研究开发的现状与对策 作物研究 No.5 2004

［3］ 程隆棣. 竹纤维的结构形态及性能分析［J ］. 纺织导报 No.5 2003

［4］ 范杰 竹纤维一种纺织新材料 竹子研究汇刊 Vol. 23 No.4, 11,2004

［5］ 柏俊岩 柏俊峰 竹纤维的纺织性能及其应用前景 河南纺织高等专科学校学报Vol.19 No.3 2007

［6］ 李亚滨,寇士军 竹纤维/聚已内酯复合化的研究［ J ］. 天津工业大学学报 Vol. 23 No.3, 2004

［7］ 吕卫军,金小娟, 竹纤维的性能及其产品开发［ J ］. 木材加工机械 No.6 2005

［8］ 系井彻. 环保型竹纤维布料的开发［J ］. 国外纺织技术 No.1 2003

［9］ 杨志清. 绿色环保型纤维-竹纤维［ J ］. 北京纺织 Vol119, No13 Sep , 2007

［10］ 叶颖薇,冼定国,冼杏娟. 竹纤维和椰纤维增强水泥复合材料［ J ］.复合材料学报, Vol.15 No.3 1998

［11］ 何胜君,魏德江,于远成,. 竹纤维复合矿用支架的研制［ J ］. 煤炭科学技术, Vol.26 No.4 1998