竹纤维的结构与性能探讨

竹纤维的结构与性能探讨

吴为民

(南通大学纺织服装学院南通226007)

【摘要】竹纤维作为一样新型生态纤维材料，正逐步被人们所熟悉。文章介绍了竹纤维的分类，竹纤维和竹浆纤维在结构、形态、理化性能、机械性能以及吸湿性等方面的对比。

1竹原纤维与竹浆纤维的生产工艺比较

竹纤维是以竹子为原料的纤维素纤维，其成分包括纤维素、半纤维素和木质素，另有少量灰分和其它物质。根据选材及加工工艺的不同，可分为竹原纤维和竹浆纤维：竹原纤维对其原料的挑选是非常讲究的，通常以3～4年的新竹为原料．将竹材料通过物理、机械的方法，或用天然药物浸泡后经整料、制片、浸泡、蒸煮、脱胶、分丝、梳纤、筛选等工艺去除其中的木质素、聚戊糖、果胶质、灰分等杂、加工成一定长度和细度的竹纤维束,然后用抗静电剂、甘油和水混合而成的油剂对其进行给油处理后，制成适纺的竹原纤维原料，竹原纤维也称原生竹纤维、

竹浆纤维的生产类似于粘胶等人造纤维的生产，即先将竹纤维用化学的方法制成浆粕后纺丝而成、生产中通常先将竹制成竹浆，用碱和二硫化碳处理，然后溶解在氢氧化钠溶液中，经纺丝、凝固等工艺即可制得竹纤维：日本野村产业株式会社申请的“天然纤维素纤维及用这种纤维制成的布帛”专利．就是用这种方法加工而成的，竹浆纤维也称再生竹纤维。

2竹原纤维与竹浆纤维的比较

2．1形态结构特征

了解纤维形态结构，不仅有助于辨别纤维，而且纤维的各种性质都与具体结构有关，还可由此推断它的可纺性。图l～图4为竹原纤维和竹浆纤维的截面和纵向结构形态。表1为其结构对比。

竹原纤维和竹浆纤维，外观较相似，具有蚕丝般光泽，纤维粗硬，粗看似苎麻纤维，但比苎麻纤维细，竹原纤维比竹浆纤维略白。竹原纤维横截面形为不规则腰圆形，有中腔，表面有很多裂纹；纵向特征有沟槽、横节，结构较粗糙，竹浆纤维横截面为不规则锯齿形，锯齿形表面有向芯层弯曲的趋势；纵向形态平直，表面有沟槽。

正是由于竹纤维横截面高度“中空”的特殊结构，使竹纤维横截面布满许多大大小小的孔隙，能在瞬间吸引大量水分和透过大量气体，所以业内专家称竹纤维织物为“会呼吸”的面料。

利用红外光谱图分析可知，竹原纤维和竹浆纤维都属于纤维素纤维，其主要成分的化学结构相同。

图I竹原纤维的截面形态图2竹原纤维的纵向形态

图3竹浆纤维的截面形态图4竹浆纤维的纵向形态

2．2机械性能

实验仪器：YGB003A电子单纤维强力机

实验条件：拉伸速度20mm／min，试样夹持长度20mm，纤维根数30，室温22℃，相对湿度68％，竹原纤维和竹浆纤维的机械性能见表2。

从表2中我们见到：

（1）竹原纤维干湿断裂强度比竹浆纤维高似竹原纤维经过吸湿后强力明显下降。竹原纤维的强力不匀率偏大，而竹浆纤维强力和伸长比较均匀．原因是竹原纤维明显存在粗细不匀：

（2）纤维断裂伸长的大小与其内部结构如结晶度，取向度、分子间力的大小等密切相关，竹浆纤维的伸长率明显大于竹原纤维

（3）初始模量的大小表示纤维受较小拉伸力时的抵抗变形能力，竹浆纤维的初始模量比竹原纤维高，说明该纤维刚性较好，其制品比较挺括

（4）断裂比功的大小说明纤维的韧性、断裂比功大表明纤维的韧性好，而且耐磨，其制品一般比较坚韧。

2．3吸湿性

竹原纤维和竹浆纤维的吸湿能力大于棉而小于粘胶，竹原纤维回潮率为11.8%、竹浆纤维的回潮率为11.5%，这是由于纤维内的空隙比棉多．结构比较疏忪，水分了容易进入两种纤维的吸湿和放湿速率较快，竹原纤维和竹浆纤维在手感、光泽、长度、细度、回潮率等方面与苎麻纤维十分相似，但放湿速率明显大于苎麻织物，尤其在夏季人体出汗时，吸湿能力大，放湿速率快的织物能很快转移人体表面的水分，使人体保持干爽，因而竹纤维制成的织物具有凉爽感，适合作内衣、夏季服饰面料、运动服装面料等。

2．4可纺性

竹原纤维和竹浆纤维都具有优良的吸湿和放湿一陛，使其具有良好的导电性。纺纱时不会积聚静电。因此缠绕机件的现象较少，纺纱加工顺利。与吸湿性差的合成纤维混纺可改善合成纤维的可纺性，有利于成纱。竹原纤维与竹浆纤维相比，由于纤维刚性大，手感比较粗硬，在纺织生产实践中会出现条子分叉现象，并且掉条、毛条现象多，而且由于纤维生产加工的特点，其硬丝、并丝较多，使得纤维支数不稳定直接影响了成纱质量。所以对竹原纤维进行柔软化处理和提高纤维支数的稳定性是其进一步深加工的关键。

2．5染色性能

由于竹原纤维和竹浆纤维纵向特征有沟槽、裂纹，染料易渗透到纤维内部，另外竹纤维良好的吸湿性，也使得它具有良好的染色性能，色泽鲜艳，匀染性好，固色率高，染色牢度好。

2．6抗菌性

竹纤维具有天然的抗菌效果，中医认为竹的叶、茹、沥、簧、笋、精、蓐、节霜皆可疗疾。据相关资料报道，南竹纤维制成的纺织品24小时抗菌率可达到7l％大大高于其他种类的纤维，日本纺织检查协会的检验也证实由竹纤维制成的面料及纱线具有天然的抗菌作用。2．7防紫外线作用

研究显示，矮竹中所含的叶绿素铜钠是安全、优良的紫外线吸收剂，研究表明竹浆纤维的这性能不如竹原纤维的好。

2．8可生物降解性

在正常的温度条件下，天竹纤维及其纺织品是很稳定，但住一定环境和条件下、天竹纤维可分解成二氧化碳和水、降解方法有：

(1)垃圾处理：纤维素燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染。

(2)土地埋入降解：上中的微生物营养使泥土活化，增强土力，经过8～10个月降解。

(3)活性污泥中降解：主要通过大量在的细菌，使纤维素分解。

3产品开发

现代消费观念认为，竹纤维原料来源于天然可再生资源，产品使用后可生物降解，符合环保要求，用竹纤维制成的服装服饰之所以受到人们的青睐，正是由于它满足了人们回归自然的要求和符合天然、环保的要求。竹纤维可纯纺，也可与羊毛、棉、丝、麻及合成纤维等混纺，用于机织或针织，生产各种规格的机织面料和针织面料及其服装。其产品可包括以下各个系列：

家纺系列：凉席、床单、床垫、毛巾被、被套、枕套、窗帘布等；服装系列：T恤、衬衫、内衣、休闲服、西服、领带、围巾、袜子、手套等；卫浴系列：毛巾、浴巾、护垫、卫生巾等；医护用品：手术服、护士服、纱布、口罩等；坐垫系列：沙发坐垫、汽车坐垫、飞机坐垫等。

例如，利用竹纤维良好的吸湿性和天然的抗菌性制作生产的竹纤维毛巾产品，不但具有吸湿性好，凉爽、柔滑的特点还具有天然的抗菌作用，这是普通纯棉毛巾所无法比拟的。再如用30%～40％竹纤维与60％～70％真丝混纺而成的丝竹面料，已通过江苏省科技厅的技术鉴定，被国内某知名西服生产厂家相中，用于高档西服生产

4结语

通过对竹原纤维和竹浆纤维的对比认为，就纤维性能而言，竹浆纤维的某些性能更为优越．表现为强伸度变异系数小，伸长率大，纤维韧性、耐磨性、可纺性较好，但生产过程会产生一定程度的环境污染。不管是竹浆纤维还是竹原纤维，不但具有天然纤维和化学纤维许多的优点，还具有天然的抗菌防臭功能、良好的染色性、良好的手感和光泽，快速的吸湿和放湿性能，使该类纤维具有广阔的发展空间。且我吲竹林面积居世界第一，种类有300多种，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的资源条件，竹纤维