李會改，陳國強,萬　明

(1.江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心(江西服裝學(xué)院)，江西南昌 330201;

2.西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

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竹纖維的性能及應(yīng)用

李會改1，陳國強1,萬明2

(1.江西省現(xiàn)代服裝工程技術(shù)研究中心(江西服裝學(xué)院)，江西南昌 330201;

2.西安工程大學(xué)紡織與材料學(xué)院，陜西西安 710048)

摘要：竹纖維是一種綠色環(huán)保纖維，吸濕放濕性、抗菌性能、抗紫外線性能及染色性能優(yōu)良，被廣泛用于紡織服裝行業(yè)。對竹纖維的結(jié)構(gòu)特點、纖維特性、用途等方面進行闡述，同時也指出了目前竹纖維存在的一些問題。

關(guān)鍵詞：竹纖維結(jié)構(gòu)特性產(chǎn)品開發(fā)

0前言

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和人們環(huán)保意識的逐步加強，“環(huán)保性新纖維紡織制品”已明確成為人們關(guān)注和開發(fā)的焦點[1]。竹纖維因其來源廣泛、生長速度快、成材早、再生能力強、一次種植可持續(xù)利用、速生高產(chǎn)的特點，備受青睞。更重要的是竹纖維是一種再生資源，可自然生物降解，有利于保護環(huán)境，在滿足人們對新型材料和新型紡織品的追求的同時實現(xiàn)人類與社會的可持續(xù)發(fā)展[2，3]。研究表明，竹纖維的混紡產(chǎn)品具有優(yōu)良的服用性能，是深受消費者歡迎的綠色紡織品，具有不可估量的社會效益和經(jīng)濟效益[3,4]。

1竹纖維的結(jié)構(gòu)

竹纖維是一種纖維素纖維，來源于竹子，其化學(xué)成分類似于木材。主要成分有纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，此外還有少量的果膠和灰分。竹纖維各化學(xué)成分含量因竹子產(chǎn)地不同而略有差異。竹纖維的化學(xué)成分如表1所示。

表1　竹纖維的化學(xué)成分[5]

根據(jù)選材和加工方式的不同，竹纖維又被分為竹原纖維(天然竹纖維)和竹漿纖維(再生竹纖維)。這兩類纖維在結(jié)構(gòu)上存在些許差異。

1.1竹原纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)

竹原纖維(天然竹纖維)是將天然竹中的毛竹或簇生竹鋸成規(guī)定的長度，再用物理、機械的方法，經(jīng)過多道浸煮、軟化等工序，除去部分非鍵合類非纖維素物質(zhì)，再利用生物或化學(xué)的方法進行輔助脫膠，目的是去除木質(zhì)素、戊聚糖及果膠等雜質(zhì)，以便直接提取原生的纖維。采用生物脫膠制備的竹纖維，脫膠效果較好，被譽為綠色環(huán)保纖維。

竹原纖維的制取工序如下所示：

竹材→制竹片→蒸竹片→壓碎分解→化學(xué)/生物酶脫膠→梳理纖維→紡織用纖維[6]。

將制備的竹原纖維制樣觀察，竹原纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1所示[6]。竹原纖維縱向分布著明顯的橫節(jié)和豎紋，壁層上偶有裂痕。橫截面多為不規(guī)則的橢圓形，內(nèi)有環(huán)狀中腔，橫截面上分布著許多大小不一的空隙，邊緣存在裂紋。這些中腔和裂紋使得竹原纖維具有良好的吸濕透氣性。

1.2竹漿纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)

竹漿纖維又被稱為再生竹纖維。其產(chǎn)品可以是各種規(guī)格的短纖、長絲純紡紗，也可以與各種天然纖維、化學(xué)纖維進行混紡，其產(chǎn)品種類繁多、工藝純熟。

竹漿纖維可用化學(xué)方法進行制備。在制備前，先要將竹材按要求制成竹漿粕，之后用氫氧化鈉進行溶解，經(jīng)由紡絲、凝固等工序，最終制成竹漿纖維。制備時，需要確保“竹醌”(天然抗菌成分)不受破壞。

其生產(chǎn)流程為：竹漿粕→粉碎→浸漬→堿化→磺化→初溶解→溶解→頭道過濾→二道過濾→熟成→紡前過濾→紡絲→塑化→水洗→切斷→精練→烘干→打包[6-8]。

將制備的竹漿纖維制樣觀察，竹漿纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)如圖2所示[9-10]。竹漿纖維橫截面為鋸齒狀，多孔隙；縱向形態(tài)與粘膠纖維縱向相似，表面分布著深淺不等的溝槽，這些溝槽可形成較強的毛細管效應(yīng)，使得竹漿纖維具有良好的吸濕放濕性能[8]。

2竹纖維的性能

2.1竹纖維的吸濕放濕性

竹纖維結(jié)構(gòu)中存在著大量的環(huán)狀中腔，縱向分布著大小不一的溝槽與裂紋，這些孔隙、裂痕的存在為水蒸氣的吸收和排放創(chuàng)造了良好的條件，使竹纖維成為了天然纖維中吸、放濕性能力最好的纖維。竹纖維的標(biāo)準(zhǔn)回潮率為12%，與普通粘膠的回潮率相差不大。但是，當(dāng)測試條件為36℃，相對濕度為100%時，測得竹纖維的回潮率為45%，且吸濕速率特別快，回潮率從8.75%到45%只需要6個小時[11]。研究表明：在相同條件下，竹纖維的回潮率優(yōu)于其他纖維，如普通粘膠纖維，100%的相對溫度下,回潮率為30%[12]。這表明竹纖維的吸放濕性極佳，被用于制作夏季服裝、內(nèi)衣以及運動服。

2.2竹纖維的抗菌除臭性

竹纖維由于保留了天然竹子中的抗菌成分進而具有良好的抗菌除臭性能。日本的研究證明竹子中的竹干瀝餾液具有光譜抗菌性[13]。上海市工業(yè)微生物研究所的檢測報告指出，在一天內(nèi)，竹纖維的抗菌率明顯高于其他纖維，可達71%。竹纖維的抗菌性對大腸桿菌尤為顯著，實驗進行40min時，其抑菌率已達到100%。然而劉廣平的研究發(fā)現(xiàn)：用濃度為95%的酒精處理竹漿纖維一段時間后經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)該纖維無抗菌性。這表明竹漿纖維中的某種抗菌物質(zhì)易溶于酒精溶液，不耐染整加工[14]，在使用時應(yīng)特別注意。

葉綠素銅鈉是一種良好的除臭物質(zhì)。竹纖維因含有葉綠素銅鈉而具有較好的除臭效果。研究人員分別用竹纖維面料和純棉織物處理酸臭和氨氣，對其除臭效果進性測試。實驗表明，竹纖維面料對氨氣的除臭率可達75%，對酸臭的處理效果可達97%，且洗滌30次的除臭效果與原試樣除臭效果相差不大。而棉織物的對氨氣的除臭率為30%，對酸臭的除臭率為86%。這與竹纖維的結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系。竹纖維中存在著較大的孔隙，使得竹纖維具有吸附異味、粉塵、花粉等物質(zhì)，常被用來凈化空氣和調(diào)節(jié)濕度。

2.3竹纖維的抗紫外性

竹纖維中葉綠素銅鈉還是一種安全優(yōu)良的紫外線吸收劑，使得竹纖維具有良好的抗紫外線性[15]，其抗紫外線的能力大約是棉織物的20倍。竹纖維對紫外線的A、B、C這三個波段均有較好的反射效果，對UVC波段的作用效果更為突出。實驗證明，竹纖維面料對紫外線(200nm～400nm)的透過率幾乎為零，將紫外線對人體的傷害降到最低。詹樹改的研究表明：竹纖維織物的抗紫外性能優(yōu)于棉、麻織物，竹纖維織物的紫外線穿透率約是棉織物的417倍[16]。竹纖維還能產(chǎn)生負離子，可阻擋紫外線對人體輻射，亦不會引起皮膚的刺激性過敏[17]。

2.4竹纖維的其他性能

此外，竹纖維還具有良好的可紡性，可單獨紡紗，也可與天然纖維、化學(xué)纖維進行混紡，其紡織制品的硬挺性、彈性、懸垂性及回彈性均較好。竹纖維的結(jié)晶度比較低，非結(jié)晶區(qū)所占比例大，使得竹纖維具有很好的染色性能，色譜齊全，上染速率也快，用于棉纖維染色的染料均可用于竹纖維的染色。并且竹纖維還具備生物降解的特性，是綠色環(huán)保產(chǎn)品。在一定條件下，竹纖維可分解成對環(huán)境無污染的二氧化碳和水，實現(xiàn)資源的循環(huán)再利用[4]。

3竹纖維的應(yīng)用

竹纖維因其具有良好的可紡性、吸濕放濕快，同時具有良好的抗菌、防紫外等功能性，備受紡織服裝行業(yè)的青睞，各種竹纖維制品更是數(shù)不勝數(shù)。

3.1紗線類

竹纖維良好的可紡性，使其紗線制品中既有純紡系列也有混紡系列。純紡竹纖維紗線線密度為16.7Tex～83.3Tex，產(chǎn)品適用范圍廣闊。竹纖維與真絲纖維的混紡紗線，彌補了真絲纖維不挺括、不易機洗的不足，同時改善和提高了真絲制品的吸濕導(dǎo)濕能力，提高了真絲制品的透氣舒適性。竹纖維也可與棉纖維進行混紡，其產(chǎn)品的吸濕透濕性能得以改善的同時也賦予產(chǎn)品以抗菌性，滿足消費者對綠色、時尚、環(huán)保理念的追求。此外，竹纖維還可以與滌綸、腈綸等化纖進行混紡，其產(chǎn)品種類繁多，市場前景廣闊。

3.2面料類

竹纖維面料具有挺括、懸垂性好、容易染色、色譜齊全、舒適性好等優(yōu)點，被廣泛用于服裝面料。天綸公司成功開發(fā)了純竹纖維類的平布、斜紋布以及竹棉混紡等面料, 可用于制作牛仔褲、襯衫、休閑褲等；雪松公司開發(fā)生產(chǎn)出用于孕嬰服裝、針織內(nèi)衣等衣物用面料。新鄉(xiāng)白鷺化纖有限公司成功開發(fā)出具有綠色保健功效的竹炭纖維面料,可以制作醫(yī)療防護服飾、高檔內(nèi)外衣等[1]。

3.3非織造布類

竹纖維中的竹原纖維具有天然抗菌性能，且這種抗菌性能可持久保留。在醫(yī)院、學(xué)校、商場等人口比較密集的地方，常被用來預(yù)防交叉感染。因此，竹纖維常被用來制備一次性的手術(shù)防護類產(chǎn)品，如手術(shù)服、手術(shù)帽、繃帶、醫(yī)用紗布、口罩等；也可用來制備老年人的失禁產(chǎn)品以及嬰幼兒的尿片、尿墊等。除此之外，竹纖維制品也被用于汽車內(nèi)飾、家裝墻板等產(chǎn)業(yè)用方面。近年來，竹纖維被較多的用于增強復(fù)合材料的研究和發(fā)展，越來越受到關(guān)注[18-20]。

4存在的問題

4.1竹纖維的纖細化

由于竹原纖維的單纖維長度只有2mm左右，在制備時必須以工藝纖維的形式進行加工。這樣制得的竹纖維束較粗，且粗細不均，硬絲、并絲很多[21]，木質(zhì)素殘余量大，纖維的細度、柔軟性以及強力還不足以滿足紡織用纖維的需求。同時竹纖維的細化較麻類纖維困難，其細化工藝及設(shè)備有待于進一步研究和開發(fā)[11，22]。

4.2竹纖維的脫膠

常見的竹纖維的脫膠方法為化學(xué)脫膠和生物酶脫膠等。化學(xué)脫膠的廢水中半纖維素、木質(zhì)素、灰分較多且難以降解，廢水也常達不到國家對廢水排放的要求，對地下水和環(huán)境造成污染；而生物酶法脫膠尚處于起步階段，缺少高效的脫膠酶試劑等。竹原纖維制品因其表面常分布有多而密的毛羽，在穿著時會有刺癢感，影響竹原纖維制品的外觀質(zhì)量和舒適性。那么如何去除竹纖維中過多的木質(zhì)素和戊聚糖，就成為當(dāng)前竹脫膠急需解決的首要問題[6]。

4.3竹纖維的鑒別

竹纖維的產(chǎn)品種類極多，商家宣傳商業(yè)化氣息濃厚，如何區(qū)分竹原纖維和竹漿纖維一直困擾著我們的消費者。而在整個的紡織服裝行業(yè)內(nèi)，對竹纖維的鑒別沒有公認的可執(zhí)行的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與方法。此外，市場上竹纖維商品的標(biāo)牌也存在著差異，這給消費者對竹纖維的認知和鑒別造成了困擾，因此，有必要規(guī)范竹纖維的命名方式和鑒別方法。

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中圖分類號：TS102

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1008-5580(2016)01-0177-04

收稿日期：2015-10-20

第一作者：李會改(1988-)，女，碩士，，研究方向：紡織新材料的開發(fā)及應(yīng)用。