竹纖維的性能、制取方法及在產業上的應用探討

朱春良

嘉興出入境檢驗檢疫局，浙江 嘉興

竹纖維的性能、制取方法及在產業上的應用探討

朱春良

嘉興出入境檢驗檢疫局，浙江 嘉興

主要介紹了竹纖維產品作為一種源于綠色植物的天然纖維的主要性能優點，介紹了竹纖維的加工方法及其結構特點。并介紹了竹纖維的產品開發方向及在產業上的應用。

竹纖維；性能；制取；產業用紡織品

引言

中華民族的竹文化源遠流長，自古就有“寧可食無肉，不可居無竹”一說。隨著現在科技的不斷發展，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中, 具有一系列其它纖維無法比擬的優點, 如抗菌性、耐磨性、吸濕性、透氣性。在產業用方面也具有及其廣闊的發展前景。

竹纖維又稱“BAMBOO纖維”，也有人稱其為“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自主研發成功并投入生產的天然纖維素纖維，也是近年來開發的唯一的涼爽性纖維素纖維[1]。據測定它的化學成分主要是纖維素、半纖維素和木素，另外還有灰分等少量物質。

1.竹纖維優良的性能

1.1 天然抗菌性

眾所周知，由于竹子本身有抗菌的特性，所以在其生長過程中一般不會出現蟲蛀、腐爛等情況，也無需使用任何農藥。這一特性讓竹纖維制品不僅具有許多天然產品的優點外，讓其擁有獨特的抗菌性能成為了可能。經研究，如果在生產過程中采用特殊工藝技術處理，保持竹纖維的抗菌性不被破壞，讓抗菌物質始終結合在大分子上，就能有效實現竹纖維的抗菌特性。經有關部門檢測，優秀的竹纖維產品抗菌率高達71%，而通過顯微鏡觀察同樣數量的細菌[2]，在竹纖維制品中無法長時間生存，并會在短時間內減少，甚至消失，而像在棉纖維和木纖維等天然纖維制品中則無減少這一現象，細菌會正常繁殖。另外，竹纖維的抗菌性為天然抗菌性，不會對皮膚造成任何過敏性反應，這與在后處理過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異的適用性。

1.2 優異吸濕性

竹纖維由于其優異的吸濕性被譽為“會呼吸的纖維”，與之密切相關的一個特點是其橫截面上布滿空隙，呈現高度天然中空。這一物理特性使得竹纖維及其制品擁有了更加優異的吸濕、解吸和導濕性能。研究發現，竹纖維在標準狀態下的回潮率為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℃、相對濕度100%的特殊狀態下，竹纖維的回潮率可高達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 綠色環保性

前文提到，竹子由于自身具有天然抗菌性，所以在生長期內不必使用任何農藥，對環境和產品本身不產生任何污染，確保了竹纖維從一開始就能達到生態紡織品的要求。特別是完全采用物理方法而制成的原生竹纖維，其在原料的生產和提取過程中，可保證全部實施綠色生產，因此原生竹纖維制品也同樣是綠色產品[4]。同時，由于竹纖維及其制品源自天然，生長周期短，非化學合成，具有優良的生物可降解性，可完全分解回歸自然，符合當前提倡的對資源的可再生循環利用。

由上述竹纖維的優異性能可以看出：竹纖維將有廣闊產業用前景，加上其生長周期短，可生物降解，對環境無污染，質輕價廉等特點。對于充分利用天然資源，堅持環境保護，走可持續發展的道路我國現今經濟與環境保護政策，具有積極的意義。而如何提高竹纖維產品的附加值，擴大紡織物的品種和用途，特別是研究原生竹纖維的規模化制造和提取，促進傳統紡織工業的科學發展，都將用有極大的市場潛力和可預見的良好發展前景。

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去青，然后經反復軋壓，再采用脫膠工藝進行脫膠，經部分脫膠后，利用余膠將纖維一根根相互連接起來，從而達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物理相結合的方法而制成，即以竹子為原料，經過化學物理方法將竹纖維提純，使其纖維素含量達到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影響反應的物質，從而制成能滿足拉絲生產要求的竹漿，再加工制成粘膠纖維[5]，即再生竹纖維。

兩種纖維因來源不同，必然會造成性能上的極大差異。研究結果表明：天然竹纖維具有優異的抗菌性能，夏季干爽舒適性好，熱穩定性好，結構上屬結晶度高、大分子排列緊密的典型的纖維素型結晶。竹漿粘膠纖維則由于紡絲過程而在性能上受到很大損傷，強力低、結晶度低、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異的特性。

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3.竹纖維在產業上的應用

竹纖維的多項性能優勢，為竹纖維的市場開發奠定了一個光明的前景，也使得竹纖維紡織產品的附加值高。竹纖維被重點用于生產具有特效功能的產品上，如內衣、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、口罩等醫用產品。竹纖維產品市場廣闊，產業前景遠大。

3.1 竹纖維醫用產品的研發

竹纖維具有天然的抗菌功效。日本紡織檢查協會的檢驗證實，由竹纖維制成的紡織品24h抗菌率可達到71%，大大高于其他種類的纖維。竹纖維的天然抗菌性使其面料在服用時不會對皮膚造成任何過敏性反應，而也有研究表明，竹纖維織物經過反復洗滌、日曬也不會失去其獨特的抗菌作用。這也是其抗菌性與在后整理過程中加入抗菌劑的纖維織物的根本區別[7]。所以竹纖維非常適用于醫用產品的研發，并且順應了人們崇尚綠色環保、衛生保健的心態。

3.2 竹纖維復合材料的研發

(1) 用于汽車內飾件的竹纖維／聚丙烯纖維復合材料研制

以竹纖維／聚丙烯纖維復合材料作為汽車內飾件用復合片材。該類復合片材，主要是以竹纖維的高強度來增強聚丙烯材料，通過復合顯著增強其比模量和比強度，非常適合制作高強的汽車內飾件，并且具有加工方便的特點，在國外已作了大量的研究和發展。但是該類研究在我國起步較晚，因此，開展高性能的竹纖維復合材料及其制品的應用開發研究，對充分利用我國豐富的竹資源優勢，利用已有的復合材料技術優勢改造傳統的農林業和工業，進一步加強環境保護，堅持可持續發展的科學道路具有重大意義[8]。該類復合材料以其優越的性能以及其可再生性而日益用受到重視。從未來發展趨勢看，復合材料在汽車工業以及其它高科技產業的應用將越來越廣泛。

(2) 竹塑復合材料的研制開發

纖維增強復合材料是一種新型結構材料，它利用具有良好力學性能的竹纖維與塑料進行復合，使復合產品具有比強度高，比剛度大，可設計性等一系列的優點，并具有強度高，材質輕，抗腐蝕好，抗高溫好，抗老化性優的特點，具有極大的使用價值。另一方面，能利用我國竹資源十分豐富，且價格非常低廉的情況，使該類材料又具有良好的經濟價值。再次，竹纖維是一種具有綠色環保性天然材料，無污染，又具有極高的環境保護和社會價值。在建筑和民用公共建設等方面具有極大的發展潛力及應用前景。

竹纖維在其他產業方面也有較廣泛的應用。Panasonic和日本京都同志社大學共同開發出款采用竹纖維作為原料的高級HiFi音箱產品。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，音域廣等諸多優點一一成本也更為高昂。Panasonic已在2007年推出首款市場化產品一一不僅音色更迷人，還是標準的綠色環保產品[9]。

4.結語

目前國內外對竹纖維的研制運用也僅僅處于起步階段，特別是國內許多基礎研究工作還有待進一步的研究和探討；而為使竹纖維產業健康發展，一方面必須投入大量人力、物力來改進工藝參數、改造加工設備，另一方面，積極向國外學習，進一步研究及拓展其現有成果，從而開發出性能更加優異的，且綠色環保的竹纖維制品。以使竹纖維能在產業用紡織品上得到更廣泛應用。

[1]楊凌云，楊寶，喻云水.竹纖維分離方法探討及其產品開發[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構性能比較[J].中國麻業,2006,28(2):97～100

[3]嚴瑛.新型環保纖維素纖維[J].四川絲綢,2006(1):36～37

[4]呂衛軍,金小娟,浦俊文.竹纖維的性能及其產品開發[J].木材加工機械,2005(6):28～31

[5]胡雪敏,張海燕.再生纖維素纖維的性能及產品風格[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 用于汽車內飾件的竹纖維／聚丙烯纖維復合材料研制[J]，木材加工機械,2006年(1)：25～39

[8]汪克來，蔡 鍵．竹纖維增強塑料材料性能研究[J]．安徽建筑工業學院學報，2005，13(2)：25～28

[9]信息專欄.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