竹纤维研究现状和发展趋势

竹纤维研究现状和发展趋势

俞佳燕

（浙江临安 311300）

摘要：本文主要介绍了竹纤维的基本结构和组成，竹纤维的特性和制取竹纤维的工艺流程，同时在国内对于竹纤维的研究现状和在产业上的应用情况以及讨论了今后的发展趋势。

关键词：竹纤维、竹原纤维、竹炭纤维、竹纤维性能、发展趋势

竹纤维是一种真正意义上的天然环保型绿色纤维，是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。竹纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性，同时又具有来源丰富、绿色环保、负离子保健、天然抗菌、抑菌、除螨、防臭、吸湿放湿性和透气性好和抗紫外线等其他纤维无法比拟的天然特性[1-2]。竹纤维纺织品因其完全复制了竹纤维的固有特性，而倍受消费者青睐，产品需求量逐年上升[3]。

我国具有非常可观的竹类资源储量，但我国竹类资源的产业化程度较低，如果对竹类资源进行开发，既有利于森林资源的综合保护，也为我国竹资源的合理利用寻找了一条理想途径。竹纤维的开发突破了传统的竹材应用领域，丰富了竹文化的内涵，符合开发绿色纺织品的潮流，提高了纺织品的附加值，增加了产品在国际市场上的竞争力[4-5]。

1.竹纤维的结构和组成

1.1竹纤维的纵横向形态

天然竹纤维表面有竹节，粗细分布很不均匀，纤维表面有无数微细凹槽，横截面呈椭圆形、腰圆形等，内有环状中腔，横截面上布满了大大小小的空隙，且边缘有裂纹。

再生竹纤维具有锯齿或梅花瓣状的横截面形态结构，其纵向表面有深浅不等的沟槽，基本形态与粘胶纤维相似。

1.2竹纤维的其他物理性能

天然竹纤维的长度可根据需要而定，纤维直径约28μm，细度约为6dtex（分特，细度单位，即1×104m 长某种纤维的质量克数），适全纯仿中、粗支纱；纤维的强度较高，弹性偏小；纤维弯曲度小，抱合力稍差。

再生竹纤维，其生产工艺与粘胶相似，纤维的粗细均匀度好，以市售的一种规模的再生竹纤维“天竹”纤维为例，其线密度为1.67dtex，长度可根据需要而

定（常用规格为38mm，51mm），干断裂强度大于2.0 cN/dtex （纤维的抗拉单位），湿断裂强度大于1.10 cN/dtex，干断裂伸长大于17%。

1.3竹纤维的化学组成成分

竹纤维的化学成分主要是纤维素、戊聚糖和木质素，另含有少量灰分等，纤维素含量约占总质量的50%、戊聚糖占20%-25%、木质素约占20%-30%。因品种、产地不同，竹纤维化学成分的含量有所差异[6]。

2.竹纤维研究现状

2.1在竹原纤维的研究上

田慧敏等对竹原纤维的形态结构和聚集态结构进行了测试，并与苎麻纤维、亚麻纤维和棉纤维作对比，结果表明，竹原纤维呈圆柱形，有沟槽、裂缝和明显的横向接缝；竹原纤维的次生层呈现3层同心层结构，次生外层微纤的取向角很小，与纤维轴近乎平行排列；竹原纤维的结晶度和侧向有序指数与苎麻纤维相近，高于棉纤维，竹原纤维具有更强的分子间氢键，结晶度高于亚麻纤维[7]。

2.2在再生纤维素竹纤维的研究上

目前我国再生纤维素竹纤维已自行研发成功并实现产业化。李瑞洲等对竹浆纤维的强伸性、膨润性进行了测试和分析，结果表明竹浆纤维吸湿性较好，织物凉爽舒适，但吸湿后竹浆纤维横向膨胀使纱线变粗，纱线在织物中的弯曲程度增加，当织物干燥后纱线直径相应变小，纱线表面切向滑动阻力限制了纱线的自由移动，纱线不能恢复到原来状态，使织物稳定性变差。因此采用竹浆纤维混纺纱线或复合纱线织造各种织物，面料将具有强力高、耐磨性好、吸湿性、悬垂性、手感柔软、穿着舒适、染色性能好、光泽亮丽、抗菌、防臭等优点[8]。

杨旭红等采用松弛干热法对竹浆纤维进行处理，与普通粘胶纤维进行对比，研究了热处理对竹浆纤维结晶结构、白度及力学性能的影响，结果表明，竹浆纤维经180℃处理后，结晶度有明显下降趋势，热处理对竹浆纤维的晶型结构比普通粘胶纤维大，且白度下降明显，断裂强度、断裂伸长率的下降也大于普通粘胶纤维，说明竹浆纤维耐热性不如普通粘胶纤维[9]。

2.3在竹炭纤维的研究上

燕山大学运用高能纳米球磨机将竹炭微粉化，再将纳米级的竹炭微粉经过高科技工艺加工，然后采用传统的化纤制备工艺流程，即可纺丝成型，制备竹炭纤维[10]；制成了竹炭改性涤纶短纤维，对竹炭改性涤纶纤维的远红外发射率及负离子发生量进行了测试。结果表明，竹炭改性涤纶短纤维的竹炭粉体具有多孔结构，

且在纤维中能均匀分散，负离子发射量达5200个/cm3，高于普通涤纶，负离子释放稳定，远红外发射率高达0.88[11]。

华富兰等人研究了竹炭改性涤纶对负离子浓度的影响，结果表明竹炭改性聚酯纤维能释放负离子，对空气有改善作用[12]。杨荔等利用竹炭的导电性、多孔型将石墨化竹炭、酚醛树脂、炭黑以模压成型法成功制备了导电透气多孔石墨化竹炭/酚醛树脂复合材料，该材料具有导电、加工成型容易成本低等优点[13]。梁浩祥等研究了竹炭涤纶纤维交织物中竹炭涤纶纤维的含量与织物防紫外线性能的关系，指出竹炭涤纶纤维具有良好的防紫外线辐射性能，达到了国家标准所要求的UVA透过率[14]。

3.竹纤维制备工艺

竹纤维作为新型纤维，其制取方法有2 种：一种是利用机械、物理法对竹子蒸煮，辅助化学或生物脱胶的方法去除竹壁中的木质素和戊聚糖等杂质，获取天然竹纤维或竹原纤维；另一种是以竹子作为纤维素原料，制成纺丝溶液再纺丝而成的纤维，称为再生纤维或竹浆纤维。

3.1天然竹纤维

天然竹纤维（竹原纤维）常采用毛竹或族生竹为原料，将天然竹竿锯成生产上所需要的长度，然后采用机械、物理的方法，通过浸煮、软化等多道工序，除去部分或大量非键合型非纤维素物质，再用生物、化学或两者结合的方法辅助脱胶，去除竹子中的木质素、戊聚糖、果胶等杂质，从竹竿中直接提取原生的纤维，其中生物脱胶的环保效果好，分离出的竹纤维属于无污染的环保纤维。

天然竹纤维的制取工艺流程：竹材→制竹片→蒸竹片→压碎分解→化学—生物酶脱胶→梳理纤维→纺织用纤维。

3.2再生竹纤维

再生竹纤维（竹浆纤维）可根据要求做成短纤维、长丝、纯纺纱或与其他天然纤维、化学纤维混纺制成混纺纱线，品种较多，相关产品及工艺都较多且成熟再生竹纤维对竹子原料适应性强，采用化学方法制成。即以竹材为原料，经人工催化、多次漂白，精制成可满足生产要求的竹浆粕，然后由氢氧化钠溶解，经纺丝、凝固等工艺制成，同时确保天然抗菌成分“竹醌”不受破坏。

浆粕加工的工艺流程：风干竹片→水浴水解→硫酸盐法蒸煮→疏解→筛选→氯化→二步法碱法蒸煮→打浆→洗浆→第一次漂白→第二次漂白→酸处理→除沙→抄浆→烘干→竹纤维浆粕。