竹纤维的性能、制取方法及在产业上的应用探讨

朱春良

嘉兴出入境检验检疫局，浙江 嘉兴

竹纤维的性能、制取方法及在产业上的应用探讨

朱春良

嘉兴出入境检验检疫局，浙江 嘉兴

主要介绍了竹纤维产品作为一种源于绿色植物的天然纤维的主要性能优点，介绍了竹纤维的加工方法及其结构特点。并介绍了竹纤维的产品开发方向及在产业上的应用。

竹纤维；性能；制取；产业用纺织品

引言

中华民族的竹文化源远流长，自古就有“宁可食无肉，不可居无竹”一说。随着现在科技的不断发展，竹原纤维作为一种源于绿色植物的天然纤维用于纺织行业中, 具有一系列其它纤维无法比拟的优点, 如抗菌性、耐磨性、吸湿性、透气性。在产业用方面也具有及其广阔的发展前景。

竹纤维又称“BAMBOO纤维”，也有人称其为“天竹纤维”，是继彩棉等纤维素纤维及蜘蛛丝等蛋白纤维之后我国自主研发成功并投入生产的天然纤维素纤维，也是近年来开发的唯一的凉爽性纤维素纤维[1]。据测定它的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木素，另外还有灰分等少量物质。

1.竹纤维优良的性能

1.1 天然抗菌性

众所周知，由于竹子本身有抗菌的特性，所以在其生长过程中一般不会出现虫蛀、腐烂等情况，也无需使用任何农药。这一特性让竹纤维制品不仅具有许多天然产品的优点外，让其拥有独特的抗菌性能成为了可能。经研究，如果在生产过程中采用特殊工艺技术处理，保持竹纤维的抗菌性不被破坏，让抗菌物质始终结合在大分子上，就能有效实现竹纤维的抗菌特性。经有关部门检测，优秀的竹纤维产品抗菌率高达71%，而通过显微镜观察同样数量的细菌[2]，在竹纤维制品中无法长时间生存，并会在短时间内减少，甚至消失，而像在棉纤维和木纤维等天然纤维制品中则无减少这一现象，细菌会正常繁殖。另外，竹纤维的抗菌性为天然抗菌性，不会对皮肤造成任何过敏性反应，这与在后处理过程中加入抗菌剂的纤维织物有很大不同，这也赋予了竹纤维制品有更加优异的适用性。

1.2 优异吸湿性

竹纤维由于其优异的吸湿性被誉为“会呼吸的纤维”，与之密切相关的一个特点是其横截面上布满空隙，呈现高度天然中空。这一物理特性使得竹纤维及其制品拥有了更加优异的吸湿、解吸和导湿性能。研究发现，竹纤维在标准状态下的回潮率为12%，与近似于普通粘胶纤维l3%～15%的回潮率，而在空气温度为36℃、相对湿度100%的特殊状态下，竹纤维的回潮率可高达45%，且回潮率从8.75%增加到45%仅需6h[3]，具有快速吸湿的特性。

1.3 绿色环保性

前文提到，竹子由于自身具有天然抗菌性，所以在生长期内不必使用任何农药，对环境和产品本身不产生任何污染，确保了竹纤维从一开始就能达到生态纺织品的要求。特别是完全采用物理方法而制成的原生竹纤维，其在原料的生产和提取过程中，可保证全部实施绿色生产，因此原生竹纤维制品也同样是绿色产品[4]。同时，由于竹纤维及其制品源自天然，生长周期短，非化学合成，具有优良的生物可降解性，可完全分解回归自然，符合当前提倡的对资源的可再生循环利用。

由上述竹纤维的优异性能可以看出：竹纤维将有广阔产业用前景，加上其生长周期短，可生物降解，对环境无污染，质轻价廉等特点。对于充分利用天然资源，坚持环境保护，走可持续发展的道路我国现今经济与环境保护政策，具有积极的意义。而如何提高竹纤维产品的附加值，扩大纺织物的品种和用途，特别是研究原生竹纤维的规模化制造和提取，促进传统纺织工业的科学发展，都将用有极大的市场潜力和可预见的良好发展前景。

2.竹纤维的制取方法

2.1 原生竹纤维

原生竹纤维是完全采用物理方法而制成，即利用物理的方法将原料经去青，然后经反复轧压，再采用脱胶工艺进行脱胶，经部分脱胶后，利用余胶将纤维一根根相互连接起来，从而达到制成原生竹纤维的目的。

2.2 再生竹纤维

再生竹纤维是采用化学物理相结合的方法而制成，即以竹子为原料，经过化学物理方法将竹纤维提纯，使其纤维素含量达到93%以上，然后采用水解、蒸煮及多段漂白等工艺去处纤维素中会影响反应的物质，从而制成能满足拉丝生产要求的竹浆，再加工制成粘胶纤维[5]，即再生竹纤维。

两种纤维因来源不同，必然会造成性能上的极大差异。研究结果表明：天然竹纤维具有优异的抗菌性能，夏季干爽舒适性好，热稳定性好，结构上属结晶度高、大分子排列紧密的典型的纤维素型结晶。竹浆粘胶纤维则由于纺丝过程而在性能上受到很大损伤，强力低、结晶度低、大分子排列较稀疏，回潮率高，属于与普通粘胶纤维相似的再生纤维素纤维[6]。失去了竹纤维的很多优异的特性。

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3.竹纤维在产业上的应用

竹纤维的多项性能优势，为竹纤维的市场开发奠定了一个光明的前景，也使得竹纤维纺织产品的附加值高。竹纤维被重点用于生产具有特效功能的产品上，如内衣、贴身T恤衫、衬衣、袜子、浴巾、浴衣、毛巾、床上用品、脚垫、凉席、地毯以及纱布、口罩等医用产品。竹纤维产品市场广阔，产业前景远大。

3.1 竹纤维医用产品的研发

竹纤维具有天然的抗菌功效。日本纺织检查协会的检验证实，由竹纤维制成的纺织品24h抗菌率可达到71%，大大高于其他种类的纤维。竹纤维的天然抗菌性使其面料在服用时不会对皮肤造成任何过敏性反应，而也有研究表明，竹纤维织物经过反复洗涤、日晒也不会失去其独特的抗菌作用。这也是其抗菌性与在后整理过程中加入抗菌剂的纤维织物的根本区别[7]。所以竹纤维非常适用于医用产品的研发，并且顺应了人们崇尚绿色环保、卫生保健的心态。

3.2 竹纤维复合材料的研发

(1) 用于汽车内饰件的竹纤维／聚丙烯纤维复合材料研制

以竹纤维／聚丙烯纤维复合材料作为汽车内饰件用复合片材。该类复合片材，主要是以竹纤维的高强度来增强聚丙烯材料，通过复合显著增强其比模量和比强度，非常适合制作高强的汽车内饰件，并且具有加工方便的特点，在国外已作了大量的研究和发展。但是该类研究在我国起步较晚，因此，开展高性能的竹纤维复合材料及其制品的应用开发研究，对充分利用我国丰富的竹资源优势，利用已有的复合材料技术优势改造传统的农林业和工业，进一步加强环境保护，坚持可持续发展的科学道路具有重大意义[8]。该类复合材料以其优越的性能以及其可再生性而日益用受到重视。从未来发展趋势看，复合材料在汽车工业以及其它高科技产业的应用将越来越广泛。

(2) 竹塑复合材料的研制开发

纤维增强复合材料是一种新型结构材料，它利用具有良好力学性能的竹纤维与塑料进行复合，使复合产品具有比强度高，比刚度大，可设计性等一系列的优点，并具有强度高，材质轻，抗腐蚀好，抗高温好，抗老化性优的特点，具有极大的使用价值。另一方面，能利用我国竹资源十分丰富，且价格非常低廉的情况，使该类材料又具有良好的经济价值。再次，竹纤维是一种具有绿色环保性天然材料，无污染，又具有极高的环境保护和社会价值。在建筑和民用公共建设等方面具有极大的发展潜力及应用前景。

竹纤维在其他产业方面也有较广泛的应用。Panasonic和日本京都同志社大学共同开发出款采用竹纤维作为原料的高级HiFi音箱产品。Panasonic利用竹纤维代替日前HiFi音箱中普遍采用的人造纤维，拥有韧性强，音域广等诸多优点一一成本也更为高昂。Panasonic已在2007年推出首款市场化产品一一不仅音色更迷人，还是标准的绿色环保产品[9]。

4.结语

目前国内外对竹纤维的研制运用也仅仅处于起步阶段，特别是国内许多基础研究工作还有待进一步的研究和探讨；而为使竹纤维产业健康发展，一方面必须投入大量人力、物力来改进工艺参数、改造加工设备，另一方面，积极向国外学习，进一步研究及拓展其现有成果，从而开发出性能更加优异的，且绿色环保的竹纤维制品。以使竹纤维能在产业用纺织品上得到更广泛应用。

[1]杨凌云，杨宝，喻云水.竹纤维分离方法探讨及其产品开发[J].研究与探讨, 2006(4):16～18

[2]王越平,高绪珊.天然竹纤维与竹浆粘胶纤维的结构性能比较[J].中国麻业,2006,28(2):97～100

[3]严瑛.新型环保纤维素纤维[J].四川丝绸,2006(1):36～37

[4]吕卫军,金小娟,浦俊文.竹纤维的性能及其产品开发[J].木材加工机械,2005(6):28～31

[5]胡雪敏,张海燕.再生纤维素纤维的性能及产品风格[J].毛纺科技,2006(4):30～32

[6]王文淑，冯素江，赵其明等．天然抗菌纤维--竹纤维[J]．毛纺科技，2003(5): 48～49

[7]杨凌云，胡孙跃，喻云水 用于汽车内饰件的竹纤维／聚丙烯纤维复合材料研制[J]，木材加工机械,2006年(1)：25～39

[8]汪克来，蔡 键．竹纤维增强塑料材料性能研究[J]．安徽建筑工业学院学报，2005，13(2)：25～28

[9]信息专栏.竹腾文化[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