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竹纖維素纖維的性能與應用

  

  竹纖維素纖維是繼大豆蛋白纖維之后由我國自行開發研制并產業化的新型再生纖維素纖維,竹纖維的性能與粘膠纖維相類似。竹纖維織物具有良好的吸濕、透氣性,其懸垂性和染色性能也較好,有蠶絲般的光澤和手感,具有抗菌、防臭、防紫外線功能。作為紡絲原料的竹漿粕,來源于速成的鮮竹,資源十分豐富。其廢棄物土埋、焚燒不會造成環境污染,屬于環保性纖維,符合可持續發展戰略,滿足綠色消費的需求。竹纖維產品必將成為消費者熱點,為了更好的認識竹纖維,筆者僅將竹纖維與粘膠纖維的性能進行詳細的比較與分析。

   

  1竹纖維的生產工藝

   

  傳統的粘膠纖維以木材、帶纖維棉籽(棉短絨)、蘆葦、甘蔗渣等為原料,先用堿與植物纖維素反應生成堿纖維素,然后用二硫化碳與之反應生成可溶性的纖維素磺酸酯,經熟成后溶解于堿液,紡絲后在凝固浴中纖維素又重新析出。竹纖維的生產工藝與粘膠相類似,經一定的工藝處理(水解、堿法),先提取竹子中的纖維素,經人工催化將纖維素含量提高到93%以上,制成適合紡絲的竹漿粕(因而用此種方法制取的纖維又稱竹漿纖維),然后經濕法紡絲獲得竹纖維。

   

  2 竹纖維的形態結構與性能

   

  2.1  纖維形態結構

   

  為了了解竹纖維的形態結構,我們制作了纖維切片。利用Y171型切片器、單面刀片切取厚度與纖維直徑相當(約12um)的薄片,放在載玻片上,滴上石蠟油,并蓋上蓋玻片,在光學顯微鏡下放大400倍。通過對竹纖維的截面切片和纖維縱向進行觀察,發現竹纖維的橫截面為帶鋸齒的不規則圓形,縱向平直,表面有溝槽,其形態結構幾乎同粘膠纖維,其原因是這兩種纖維的生產工藝幾乎相同,紡絲原料都是都是植物纖維素。

   

  2.2  竹纖維的強伸性

   

  普通粘膠纖維要經堿纖維素老化,使堿纖維素在空氣中氧的作用下,進一步被氧化裂解,分子聚合度降低。粘膠纖維的聚合度降低以后,使纖維的取向度、結晶度也隨之降低,纖維強度下降,尤其是濕強降低較多,伸長率增加,楊氏模量減小。這意味著粘膠織物在經受劇烈的機械處理和水處理時會損傷和影響織物的性能。竹纖維的干強度要高于粘膠,濕強度可保持干態的70%左右,因此,其織物在濕加工時的折痕、擦傷比粘膠纖維輕。從測試結果我們還發現竹纖維干濕態的伸長率比粘膠纖維小。從表1也可以看出,竹纖維的強力不如棉和Tencel,但伸長率要高于棉接近于Tencel。

   

  2.3  纖維的吸濕、染色性能

   

  粘膠纖維的結晶度較其他人造纖維低。加之纖維素大分子含有大量的親水基團,因而吸濕性好,回潮率為12%~14%。經測試,竹纖維的回潮率接近于粘膠纖維,在11%~12%左右,且吸濕速度較快,室內相對濕度較高時吸收水分子,干燥時再將水分子釋放,可起到調節濕度的作用,因而竹制品具有涼爽感,尤其適合做內衣、運動服、夏季服飾面料等。

   

  在印染加工時,適合粘膠纖維染色的染料很多,有活性染料、直接染料、硫化染料、還原染料等,不僅染料多且色譜全,織物經染色、.印花后,色牢度好,色澤鮮艷。竹纖維和粘膠纖維同屬于纖維素纖維,因此,能用于粘膠纖維的染料同樣適合于竹纖維,并可取得滿意的效果。但由于纖維素纖維的平均分子量和聚集態結構不同,因此,染料對他的可染程度不盡相同,我們曾用直接染料分別對粘膠紗和竹纖維紗進行了染色對比試驗,染色效果還是有所區別,竹纖維紗經染色后,色澤較粘膠紗更具有絲綢般的光澤。

   

  2.4  可紡性

   

  粘膠和竹纖維的優良吸濕性,使其具有良好的導電性。紡紗時,不會積聚靜電,可以大大減少纏繞機件的現象,使紡紗加工順利,同時與吸濕性差的合成纖維混紡可改善合成纖維的可紡性,有利成紗。竹纖維橫截面不規則的鋸齒及表面溝槽使纖維之間具有一定的摩擦力,因此,不論是純紡還是混紡,都將使紡紗變得更容易。

   

  2.5  抗菌、抗蛀性

   

  普通粘膠纖維和羊毛混紡,蛀蟲只能消化羊毛蛋白纖維,這一事實表明粘膠纖維不會被蟲蛀,而霉菌和細菌卻能使粘膠纖維織物失去光澤,最終發生生物降解,從而使織物損壞。竹纖維與普通粘膠相比,除了具備以上粘膠纖維的性能外,還特有殺菌、抑菌、除臭功能,這是由于纖維在紡制過程中加入了具有抗菌、除臭功能的矮竹竹葉原料,并在纖維素提純紡絲液過程中采用的技術仍能?;て涮烊壞目咕閱?。竹纖維產品始終如一的抑菌抗菌性能不隨使用壽命而變化,這一結論已由權威機構作出了證明,即將細菌置放于竹纖維的織物上,24h后細菌死亡率可達71%。竹纖維的這一優良特性,在人們生活水平日益提高,對紡織品進行抗菌防霉處理已逐步成為國際紡織品主流的今天,更具有廣闊的發展前景。

   

   

   

  竹纖維紗線的性能

   

  粘膠紗與竹纖維紗的干態斷裂強度沒有絕對的可比性,捻系數不同、紗線的條干均勻度及紗線的實際重量都會影響到成紗強力,但可以看出粘膠紗的濕強降低的較竹纖維多,同時竹纖維的伸長率大,斷裂功明顯比粘膠紗的斷裂功大,說明竹纖維織物比粘膠織物更耐用,在同等的條件下使用壽命更長。

   

  應用

   

  通過對竹纖維與粘膠纖維性能的對比分析,我們發現竹纖維單纖維強力及成紗強力均略大于粘膠纖維。從纖維的外觀觀看,竹纖維的光澤更接近蠶絲。竹纖維作為一種纖維素纖維,根據不同的用途既可純紡,也可與其他纖維混紡,以2個或3個纖維組分較為常見,可廣泛用作針織、機織用紗。與合成纖維混紡,既可改善可紡性,又可充分利用合成纖維的強力高、耐磨、保形性好等特點,使織物的服用性及洗可穿性得以改善;與絹絲混紡(絹絲可切斷至所需長度),既可降低成本,又不失真絲織物的風格,同時也可提升織物的強度和吸濕透氣性,避免真絲織物夏季穿著出汗后貼身的現象;以三組分混紡,如竹纖/細特腈綸/兔毛混紡紗,可用來制作高檔針織服裝。根據需要竹纖維紗還可以與其他品種的紗線交織或提花。竹纖維良好的吸濕性及抗菌抑菌性,能抑制細菌生長、吸附異味,在非織造布醫用材料和衛生保健材料方面將得到廣泛的應用。如手術服、敷料、手術巾、口罩、吸收墊巾、嬰兒尿片等,用來制作毛巾、襪子、鞋墊更舒適、更衛生。另外,竹纖維和粘膠一樣,其織物的懸垂性能佳,但易褶皺,保形性差,為此,可以開發以PTT或氨綸為芯外包竹纖維的包芯紗,PTT纖維具有特別優異的柔軟性、彈性恢復性以及優良的抗折皺性和尺寸穩定性,恰恰彌補了竹纖維的不足,既不失竹纖維織物的本來風格,又提高了織物的牢度,可用來制作襯衣和牛仔服。以氨綸為芯的竹纖維包芯紗,同樣可提高織物保形性和服用性,已有許多企業進行了相關品種的開發。

   

  5結束語

   

  竹纖維是一種新開發應用的纖維素纖維,其良好的服用性能、快速的吸濕放濕性、優良的染色性,尤其是他始終如一的抗菌抑菌性是其他纖維所不具備的,產品應用領域廣,在日本等國深受消費者的歡迎。但對他的性能還需要作進一步的研究和認識,以便更好地開發利用。尤其是如何提高纖維生產過程中的環保性能,實現真正的綠色生產,還有一系列的問題有待解決。(文章來源: 朱世全

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