竹纤维的开发与技术应用.pdf

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1、第2 5 卷第6 期 纺织学报 v 0 1 2 5 N 。6 2 0 0 4 年1 2 月 J 0 u m a lo fT e x t i l eR e s e a r c h D e c 2 0 0 4 一：一 综合述评 竹纤维的开发与技术应用 万玉芹崔运花俞建勇 ( 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室，上海，2 0 0 0 5 1 ) 摘要：分析了竹纤维开发的意义，从技术上分析了竹纤维开发的可行性，并对竹纤维的开发前景进行了展望。 关键词：竹纤维竹纤维制取竹纤维脱胶 竹纤维结构氧化 中图分类号：T s1 0 2 5 1 文献标识码：A文章编号：0 2 5 3 9 7 2 1 ( 2 0

2、0 4 ) 0 6 0 1 2 7 0 3 近年来，随着经济的发展和人们生活水平的提 高，绿色环保纤维越来越受到重视，人们开始试图从 更多的植物中提取纤维。另外，服装的舒适性也益 发得到重视，夏季用清凉型服装成了人们梦寐以求 的珍品。于是，从竹中提取一种凉爽宜人的纤维也 就成为了一个热门的课题。从竹子中提取出可用于 纺织并真正具有竹子凉爽特征的纤维，在技术上的 可行性就值得认真研究。 1 竹纤维开发的意义 1 ) 竹类资源丰富。我国处于东南亚季风气候， 竹种资源丰富。竹材年产量列世界首位。竹类资源 再生能力强，生长迅速，成材期短，产量高，具有一次 造林可持续利用的特点。2 ) 竹纤维是一种绿色

3、、可 再生、可降解的资源性纤维。竹子2 年即可再生利 用。竹纤维是从竹材茎杆中提取的，属于绿色天然 纤维，在使用后可直接被生物降解，回归自然，不会 对环境造成任何污染。3 ) 竹纤维是一种全新概念的 凉爽、舒适性纤维。竹纤维细而中空，横截面布满椭 圆形孔隙，可以在瞬间吸收并蒸发水分，有很高的吸 汗能力和较好的透气性。竹纤维细而柔软，具有独 特的回弹性能，穿着贴身，不易折皱，且重量很轻。 因而竹纤维服装会比目前已有的任何纤维服装都显 得凉爽宜人，滑爽舒适。 2 竹纤维开发的可行性分析 2 1 现有加工制取方法比较 由于竹纤维用途广泛，各行业对竹纤维的基本 性能要求也不尽相同，因此，竹纤维的加工方

4、法也各 不相同。一般说来，现有的竹纤维加工制取方法可 以分为机械加工、机械化学联合加工和化学加工3 种方法。 2 1 1 机械加工方法竹纤维机械加工方法，多用 于手工艺编织及其增强纤维加工工艺当中。1 ) 切丝 工艺：采用竹丝机将竹子切削成丝。现有竹丝机具 有调节方便、断丝少、耗能低、结构轻巧等特点。可 生产香棒丝、牙签、竹针和棒冰签等较粗的竹丝产 品。2 ) 编织工艺：在竹编工艺中，须对竹子进行抽丝 加工，将竹子刮去青皮，进行分层开片，然后高温蒸 煮后抽丝。经过抽丝工艺的竹丝，具有柔软光滑、细 腻柔韧等优点，而且还具有防虫抗霉的特点。3 ) 增 强纤维：随着增强纤维的发展，人们很快就发现作为

5、 增强纤维竹子具有强力高、可降解、成本低等其它材 料无可比拟的优点。并开始不断地研究开发新型的 竹纤维提取系统，以便提取出适合于生产增强纤维 的竹纤维。 三信整热工业株式会社( s a I l s h i nT h e 珊a lI n s u l a t i o nC o m p a I l ya I l dA s kC o r p o m t i o n ) 开发了一种竹纤维 提取系统。它包括以下工序：1 ) 用辗压机沿竹子生 长方向辗碎竹子；2 ) 用具有一专门机构的锤磨型研 磨机使从第一道工序所得的辗碎了的竹子纤维化； 3 ) 从第二道工序制得的竹纤维中分离出混合在其中 的竹内薄皮部分。

6、1 9 9 8 年，日本的T o v oP r e s s 有限 公司开发了一种可有效地将竹子分裂成纤维的系 统，生产的竹纤维可以替代玻璃纤维用于纤维增强 整形材料( F R P ) 的生产怛j 。 2 1 2 机械化学联合加工方法造纸行业的竹纤 维加工制取多采用机械化学联合加工方法。此种竹 纤维制取的技术已很成熟，且加工设备也很完善。 根据纤维特性，基本上都是采用碱法制浆，以硫酸盐 法为主，部分采用亚铵法b3 。其基本工艺为：1 ) 备 料：用削片机将竹子切削成片，再用洗涤设备除去泥 沙、竹屑、杂质。2 ) 蒸煮：分为间歇蒸煮系统和连续 蒸煮系统。3 ) 洗筛、净化、漂白：多采用压力除节、三

7、 段真空洗浆、二级压力筛选、三段除渣净化。氧脱木 素和以二氧化氯为主短流程漂白。 在增强纤维行业也出现了竹纤维的化学机械联 合加工工艺系统。D e s h p 明d eA P 介绍了一种可以提 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 【1 2 8 】 纺织学报 2 0 0 4 年第6 期 一一一 取竹纤维的化学机械联合加工工艺系统，该系统结 合了传统的压模工艺( C M T ) 和碾磨工艺( R M T ) ，提 取的竹纤维可以用于各向同性的纤维的生产。

8、2 1 3 化学加工方法 纺织行业以往多是采用化 学加工方法对竹纤维进行加工制取。现有的竹纤维 长丝就是将竹纤维溶解，再进行纺丝。得到的纤维 形态与粘胶纤维极为相似，具有再生纤维素纤维的 基本特点。 2 1 4 各加工方法特点比较 部分机械加工方法 得到的竹纤维一部分含木质素及胶质很多，一般较 为粗硬，适合于较为粗糙的普通家庭生活用品制作 或工艺品编织，用于服装加工的前途并不可观；另一 部分机械加工方法得到的竹纤维与现有的机械化学 加工工艺所生产的竹纤维比较接近，一般以单纤维 形态存在，可用于增强纤维、造纸业或者是非织造加 工，由于竹纤维单纤维长度的限制无法用于纺织工 业；以化学加工方法生产的

9、纤维，由于加工过程中采 用了溶解纺丝的方法，完全改变了竹纤维的形态特 征，已无法体现竹纤维自身的特点。所以，现有的竹 纤维制取工艺都不能符合对竹纤维开发的要求，真 正绿色的竹纤维的开发需要寻求新的方法。 2 2 竹纤维结构分析 2 2 1化学成分分析表l 列出了竹纤维与麻纤 维的化学成分。 表1 竹纤维与麻纤维的化学成分( ) “b 娅 ；豢纤维素半纤维素木质素果胶质水溶物脂蜡质 灰分 竹纤维4 5 5 5 一2 5一3 00 5 1 5 7 5 1 2 5一一 大麻 5 5 6 7 1 6 1 8 56 3 9 33 8 6 81 0 1 3 l 一1 21 6 4 6 亚麻7 0 8 08

10、 l l1 5 7l 4l 22 4O 5 2 5 黄麻5 0 6 01 2 1 81 0 1 50 5 11 5 2 5O 3 10 5 1 从表1 看出，竹纤维的化学成分与麻类纤维类 似，由纤维素、半纤维素、木质素、果胶质及极少量的 脂蜡质组成b 。因此，可以考虑采取麻类纤维的加 工方法对竹纤维进行处理，以期制得与麻纤维相似 的纺织用纯天然的竹纤维。将竹纤维与各种麻纤维 进行比较可以发现，竹纤维的成分组成与黄麻纤维 比较接近，含有较大量的半纤维素和木质素，进行化 学脱胶会有较大的难度。 2 2 2 竹纤维形态分析从表2 中看出，竹纤维的 单纤维长度很短，长宽比远低于大麻、亚麻纤维，因 此如

11、果对竹纤维进行脱胶处理，脱胶工艺也应采用 与黄麻纤维相类似的轻度脱胶方式，去除部分胶质 以改善纤维可纺性，并保留部分胶质，利用残胶将极 短的单纤维粘连起来，保证一定的纤维长度，满足纺 纱工艺要求。 表2 竹纤维的物理性能 2 2 3 现有植物纤维脱胶方式比较 现有的脱胶 方法主要有：传统脱胶方法( 雨露浸渍法、温水浸渍 法) 、机械脱胶法、化学脱胶法( 碱煮脱胶法、气蒸脱 胶法、化学脱胶控制法、超声波脱胶法) 以及生物脱 胶法帕1 。其中，生物脱胶的脱胶程度可控，且可在较 大程度上保护竹纤维的天然特征，降低脱胶加工费 用和减少脱胶废水对环境污染等优越性，适应竹子 轻度脱胶的需要。但是，竹材茎杆

12、皮层组织紧密，密 度很大，且细胞组织中有大量空气存在，浸渍液很难 浸透，势必延长脱胶时间；而竹子本身具有多种抑菌 物质，菌种的选择也具有较大难度。因此竹纤维生 物脱胶需要长期大量的工作。而化学脱胶的脱胶时 间短，加工效率高，可在短期内获得成效，但是竹纤 维胶质含量太高，单纯采用化学脱胶，脱胶过程负担 很重，另外对竹纤维进行脱胶，需确保反应缓和，反 应时间适当延长。通常采用低碱浓度的常温常压煮 练工艺能达到轻度脱胶的效果，同时有助于提高脱 胶均匀度，使纤维少受损伤，提高制成率。但是，由 于竹纤维本身结构致密，常压蒸煮，将不利于蒸煮液 的渗透；而蒸煮过程中胶质的重新吸附也必然会对 竹纤维的化学脱胶

13、造成困难。 2 3 竹纤维制取方法选择 从以上分析可以得出有以下几种竹纤维制取方 法。1 ) 简单机械一化学法：先用机械对竹子进行简 单的处理，使其适用于化学脱胶的方法，然后以适当 的化学脱胶工艺对竹纤维进行脱胶处理。2 ) 机械一 化学多重联合法：参考抽丝工艺中的加工方法，将竹 子进行分层切片，煮练软化，再进行机械揉搓，然后 再煮练再揉搓，直至纤维达到要求。或者参考黄麻 和亚麻的前处理工艺，将竹材进行浸渍。3 ) 机械一 生物脱胶法：对竹子进行机械处理后，采用生物脱胶 法脱胶。4 ) 机械一生物一化学联合脱胶方法：先机 械处理，然后参照现在麻类生物化学联合脱胶法对 竹子进行脱胶。 在以上4

14、种方法中，1 ) 、2 ) 方法较容易实现，但 仍然需要特定的机器设备。3 ) 、4 ) 方法难度较大，首 先需要研究选择对竹纤维脱胶作用有良好效果的菌 种，这一点受实验室条件限制；其次，酶脱胶工艺对 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 第2 5 孝第6 期 纺织学报 v 0 1 2 5 N o 6 2 0 0 4 年1 2 月 J o u m a lo fT e x i l eR e s e a r c h D e c 2 0 0 4 ；= = =

15、= = = = = 一= = 染整工艺原理多媒体教学软件的开发与应用 任冀澧王妍平苏建霞 ( 北京服装学院，北京，1 0 0 0 2 9 ) 摘要：阐述开发染整工艺原理多媒体教学软件的目的和意义，总结开发的方法和过程，介绍软件内容和教学应用方法。实践证 明，染整工艺原理多媒体教学软件的开发是成功的。 关键词：软件开发 多媒体教学教学改革染整工艺原理 中图分类号：鸭1 9 0 5 文献标识码：A文章编号：0 2 5 3 9 7 2 l ( 2 0 0 4 ) 0 6 0 1 2 9 。0 2 多媒体教学软件是利用多媒体计算机把文字、 声音、图形、图像、动画等多种形态的媒体综合起来 辅助教学的软件

16、，将之应用于教学，可按照教学活动 的需要，在诸多媒体元素之间建立起一定的逻辑关 联，从而把它们有机地组合并呈现出来，同时完成一 系列随机性的人机交互式操作，并在这个交互过程 中完成教学目标。它突破了传统媒体的“线性限 制”，以随机性、灵活性、全方位、立体化的方式把信 息知识形象、生动地呈现给学习者，能很好激发学习 者的学习兴趣。它的知识密度大、表现力强，可以压 缩课堂教学内容和增加教学信息量，给学生更多的 自主学习空间，解决现代高等教育面临的知识量大、 知识更新快而课时却减少的矛盾。 目前，人们已经认识到多媒体教学是一种先进 的教学手段，于是有条件的学校纷纷购置多媒体设 备，建立相应的多媒体教

17、室，多媒体教学环境得到了 很大改进。但由于缺乏相应的多媒体课件，影响了 多媒体技术优势的发挥。因此，开发和研制优秀的 多媒体教学软件是目前的一项重要而迫切的任务。 所开发的染整工艺原理多媒体教学软件包括两 大类，即助学型的“多媒体染整教室”和助教型的“电 子教案”，这些软件的应用主要有以下几方面：1 ) 教 师可以用该软件辅助课堂教学，提高教学水平；2 ) 学 生可以用该软件复习课堂所学知识，强化学习效果； 3 ) 学生可以用该软件进行自学，补充课堂教学的不 足；4 ) 服装、工美、化纤等专业的学生用该软件能快 速了解染整加工的知识；5 ) 印染企业能用该软件进 行工人培训；6 ) 染整技术人

18、员也可以用该软件查找 信息，并进一步学习，提高技术知识水平。 1 开发过程 染整工艺原理多媒体教学软件的开发由材料工 程系和工业设计及自动化系组成了联合开发小组， 这样，染整教师的专业知识和教学经验与工业设计 专业教师的多媒体编程技巧得到了有机结合。 1 1 需求分析阶段 1 ) 使用者分析；2 ) 运行环境分析；3 ) 可行性分 析；4 ) 任务分析。 1 2 总体设计阶段 1 ) 教学目标制定；2 ) 教学内容确定；3 ) 教学策略 制订；4 ) 软件结构设计；5 ) 脚本编写。 通过以上的分析，设计者对课件要包括的教学 加工条件要求很严格，普通实验室无法达到实验要 求，重现性不高；另外，

19、国内酶脱胶工艺尚未真正达 到成熟，应用也不够广泛，在国内推广有一定难度。 3 竹纤维开发前景展望 竹纤维的开发从各方面来看都是可行的，而且 应用前景极为广阔。竹纤维的开发方向应该从绿 色、天然方面人手，最大限度地保留竹纤维凉爽舒适 的特性。而采用再生纤维工艺对竹纤维进行开发， 仅仅是利用了我国广阔的竹类资源，却放弃了竹纤 维的优势所在，因此，这种方法并不能作为竹纤维主 要的开发方向，而应该从麻纤维开发的方式中寻求 竹纤维开发的突破口，打开竹纤维开发的通路。 参 考文献 lL e n n o x - K e r rP P m l o t i n gaC o n c e p t A f r i c

20、 聃T e x t i l e s ，1 9 9 4 ( 8 ，9 ) ：3 5 3 6 2 B 锄b o oF i b e rP r o d u c t i o ns y s t e m N e wT e c h n o l o g yJ 印a l l ，1 9 9 8 ( 8 ) ：2 7 3甘家齐我国开发利用竹林制浆造纸前景探讨西南造纸，2 0 0 0 ( 2 ) ：8 一l O 4 D e h p a n d e A Pe t8 1 E x t r a c d o no f B a l l l b o oF i b e 腭鲫d n e i r U s ea sR d n f b r c

21、 锄e 1 1 ti nP o l y m e r i cC 0 n l p o s i t e s 。J o 哪a lo fA p p H e dp o l y I n e rs c i e n c e ， 2 0 0 0 ( 1 ) ：8 3 9 2 5 邬义明等植物纤维化北京：中国轻工业出版社，1 9 9 1 6M a r i 蚰n eI J e u D i n B 聃tF i b e 玛：F i b e rs u b 8 t i t u t eo rR a w M a t e r i a lB 8 s eo f t h eF l 咖嘴I n t e m B t i 锄l a l1 钒i l eB u u e t i n 。2 0 0 0 ( 1 ) ：2 2 2 6 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark