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1、纺织学报第2 4 卷第6 期 竹纤维的结构与性能研究 隋淑英李汝勤 ( 青岛大学，青岛，2 6 6 0 7 1 )( 东华大学) 摘要：对竹纤维的形态结构、徽结掏、物圳化学性能等进行了初步探纠，并分析，竹纤维站构j 性能之间的关系，勾韵纤维在纺 绑领域的开发城用提供丁理论依懈。 关键词：竹纤维微结构性能研究 中图法分类号：n1 0 22 3文献标识码：A 从上世纪9 0 年代初，相继推出r 如I o c e l l 纤维 素纤维、P T A 玉米纤维、M o d a l 纤维、大豆蛋白纤维等 新纤维，f ； j 以制成的纺织品和服饰，已成为国际市场 上很受消费者青睐的产品。 本文论述的竹纤维是
2、指用竹浆制成的再生纤维 素纤维，是继大百蛋白纤维之后又一种由我国自行 研发成功并投人工业化生产的纺织纤维材料。它是 利用我同丰富的毛竹资源，经过一系列工艺处理，由 竹纤维素、竹密、果胶等采用物理方法加工，提取物 经溶解再牛纺丝而成。 我国竹乡罔川生长有3 0 0 多种形态各异的竹子， 种植面积达4 2 0 多万公顷，在世界上名州第一，竹子 的资源不仅丰富，而且产量高，2 3 年即可成林，是速 生丰产的纤维素原料。以竹子为原料生产的纤维素 纤维，具有许多其他纤维无法比拟的优点，如良好的 可纺性、着色性、天然的抗菌保健功能及居纤维之首 的吸湿放湿性，所以竹纤维义被人们称为“会呼吸的 纤维”。用竹纤
3、维生产的纺织品，币仅具有棉纺织品 特有的透气性好、染色性好等特点，而且悬垂感强、光 泽好、舒适凉爽，是夏季服装及床上_ H j 品的理想面料。 随着再生生产工艺的日臻完善，以竹代棉、以竹代木 将成为再生纤维素纤维的发展方向。 由于竹纤维牛产成本低，性能优良而深受消费 者的青睬，国内很多厂家竞相开发竹纤维纺织品。 本文对竹纤维的微结构、物理机械性能及结构性能 之间的关系进行研究。 1 竹纤维的生产过程 传统的粘胶纤维生产是以棉短绒和木材制出的 棉浆和木浆为原料，在2 0 0 2 年世界纤维总消费量中， 棉纤维的消费量居其他纤维消费量之酋，占全球消费 量的3 7 3 ，高达1 9 8 0 万吨”2
4、 ，虽然棉纤维是天然 环保的绿色纤维，但是棉花的生产不仅费时费力，而 且占用大量的土地，这对已经十分拥挤的地球来说是 不合适的，随着森林资源的日趋匮乏，以竹代棉生产 竹纤维在纺织领域有着巨大的潜_ f f l 和优势。 韵纤维的书产是由竹浆粕经溶解纺丝而成，其 牛产流程为：竹浆粕，粉碎一浸渍一碱化一磺化一 初溶解一溶解一头道过滤一二道过滤一熟成，纺前 过滤一纺丝一蛔化一水洗一切断一精练一烘干一 打包。 2 竹纤维的结构 2 1 竹纤维的形态结构 竹纤维纵向表面具有光滑、均的特征，纤维的 纵向表面呈多条较浅的沟槽，横截面接近圆形，边沿 具有不规则锯齿形，表面结构与成划条件有，炎。，这 种表面结构
5、使得竹纤维的表而具有一定的摩擦系 数，纤维具有较好的抱合力，有利于纤维的成纱图 1 为J s ”8 4 0 扫描电镜】5 0 0 倍下测得的竹纤维形态 结构照片。 ( 曲纵向表面横截面 图1 竹纤维形态结构照片 2 2 竹纤维的微结构 根据竹纤维红外光谱图( 见图2 ) 与粘胶纤维及 T e n c e l 纤维红外光谱图对照，具有相同的光谱指纹 区，峰位一致，特征基本相同，表明竹纤维属纤维索 纤维。 利用x 射线衍射法测得竹纤维结晶度为 3 1 6 ( 图3 ) ，普通粘胶纤维的结晶度为3 0 ”。，竹 纤维的结晶度与粘胶纤维的结晶度基本相同。纤维 素有4 种主要的结晶变体”，即纤维素I 、
6、纤维素 本课题为山东省青岛市科技局资助项目，项目批号为0 2 2 - 畸- 棚- 9 ( ) 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark 纺织学报第2 4 卷第6 期 、纤维素和纤维素。天然纤维素均为纤维素 I ，而经过碱处理、溶解和纤维索皂化等加工手段处 理后的纤维素则转化为纤维素。纤维素制品中不 同的纤维素结晶变体的存在，对物理机械性能有很 大的影响”1 。有文献报道，纤维素浆粕( 纤维素I ) 经溶解、固化成形后，重新生成的纤维素结晶变体为 纤维素，不能
7、生成纤维索I ”。溶解后纤维素的 结晶指数和结晶度都有不同程度的降低，晶粒尺寸 大幅度减少。这是因为纤维素溶解后，在蕈新固化 成形时纤维素分子链排列不规整，晶粒生长小充分 的缘故，所以竹纤维的结晶度偏低。 重 恻 嘿 田2 竹纤维红外光谱图 圈3 竹纤维x 射线衍射圈 2 3 竹纤维物理机械性能 2 3 1 竹纤维强伸性能利用x Q l 电子纤维强伸 度仪对竹纤维进行测试，结果见表1 、图4 。 由表l 、图4 看出，竹纤维有略优于粘胶纤维的 强伸性能，普通粘胶纤维的千、湿强度分别为2 2 6 c N ，d t e x 和1 4 6c N ，d l e x ，竹纤维干湿态下的强度为 24 9c
8、 N ，d 【e x 和1 5 4 ( - N ，d L e x ，与粘胶纤维基本接 衰1 项一篇断粥长瓮答。濡墨，翟：嚣：嚣器 竹干33 4 1 75 0l ”24 95 2 3 5O 2 6 纤 维盥20 47f 】0 l3 1l5 4 M 6 0 00 6 磊f 38 01 7 9 0l6 622 65 l _ 5 00 _ 2 4 墓兰! ：竺! ：! ! 竺 ! ：竺 ! ! ：竺! ：竺 近，略高于牯胶纤维；竹纤维干强断裂伸长为 1 75 0 ，湿强断裂伸长为7 O ；竹纤维具有略高于 粘胶纤维的干湿初始模量，这表明竹纤维具有比普 通粘胶纤维更好的加上性能和服用性能。 23 2 竹
9、纤维的吸湿性 图5 为温度2 0 i 相对湿 度9 5 条件下竹纤维吸湿曲线。竹纤维是高吸湿 纤维，在温度为2 0 0 c 、相对湿度为6 5 时的回潮率 为1 2 ，温度2 0 、相对湿度为9 5 时，回潮率为 4 5 ，居大多数纤维之首。纤维润湿后强度下降，下 降幅度达5 0 以上。因此竹纤维与粘胶纤维一样， 存在着不耐水洗的缺点。但由于竹纤维吸湿性强， 穿着舒适，增强了织物的抗静电性和抗沾污性。 图4 纤维应力应变曲线图5 竹皇f 维吸湿曲线 2 4 竹纤维的染色性 竹纤维与粘胶纤维相比其染色性能更好，竹纤 维具有与粘胶纤维相同的化学组成，所以能用于棉、 粘胶纤维的染料同样能用于竹纤维，
10、由于竹纤维结 晶度较低、非晶区大，纤维湿态下膨胀率高，使得染 料在纤维内部扩散所需的孔道体积增大，提高r 染 料在纤维内的扩散系数，在规定的染色时间内有利 于染料的上染。 3 结束语 竹纤维的诞生，是我国再生纤维素纤维制造上的 又一突破，竹纤维性能优越，具有天然纤维和化学纤 维的众多优点，如天然的抗菌性，良好的染色性，有羊 绒般柔软的手感，蚕丝般柔和的光泽，有优于棉纤维 的吸湿放湿和导湿性等优良的服用性能。使得该纤 维在纺织工业具有广阔的发展空间，为了适应世界纺 织领域的发展潮流，提高我国纺织品在世界市场上的 竞争力，加快对竹纤维的开发和研究势在必行。 参考文献 l 孙瑞哲全球纺织服装供应链中
11、的中国纺织产品开发1 作纺纵 导报，2 0 0 2 ( 2 ) ：6 6 6 9 2 孔晓星绿色纤维L v o c d l 的染整加工中国第三届绿色纺织品 及生态染整加工研讨会论文集，2 0 0 2 ：加2 3 3姚穆等L 翁织材料学北京：纺织工业出版社 4手善元c e l 纤维的结构和性能特性f 1 海纺织科技，1 9 9 9 ( ) ： 5 8 5杨旭红等湿态下L v e l l 纤维的结构千性能分析技术应用， 1 9 9 9 ( 6 ) ：2 2 2 4 6刘瑞刚等棉纤维素在N M M O 中溶解前后结品结构的变化中 国纺织大学学报1 9 9 8 ( 4 ) ：7 9 万方数据 PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkR to remove the watermark