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竹纤维素纤维的性能与应用

  

  竹纤维素纤维是继大豆蛋白纤维之后由我国自行开发研制并产业化的新型再生纤维素纤维,竹纤维的性能与粘胶纤维相类似。竹纤维织物具有良好的吸湿、透气性,其悬垂性和染色性能也较好,有蚕丝般的光泽和手感,具有抗菌、防臭、防紫外线功能。作为纺丝原料的竹浆粕,来源于速成的鲜竹,资源十分丰富。其废弃物土埋、焚烧不会造成环境污染,属于环保性纤维,符合可持续发展战略,满足绿色消费的需求。竹纤维产品必将成为消费者热点,为了更好的认识竹纤维,笔者仅将竹纤维与粘胶纤维的性能进行详细的比较与分析。

   

  1竹纤维的生产工艺

   

  传统的粘胶纤维以木材、带纤维棉籽(棉短绒)、芦苇、甘蔗渣等为原料,先用碱与植物纤维素反应生成碱纤维素,然后用二硫化碳与之反应生成可溶性的纤维素磺酸酯,经熟成后溶解于碱液,纺丝后在凝固浴中纤维素又重新析出。竹纤维的生产工艺与粘胶相类似,经一定的工艺处理(水解、碱法),先提取竹子中的纤维素,经人工催化将纤维素含量提高到93%以上,制成适合纺丝的竹浆粕(因而用此种方法制取的纤维又称竹浆纤维),然后经湿法纺丝获得竹纤维。

   

  2 竹纤维的形态结构与性能

   

  2.1  纤维形态结构

   

  为了了解竹纤维的形态结构,二十一点游戏制作了纤维切片。利用Y171型切片器、单面刀片切取厚度与纤维直径相当(约12um)的薄片,放在载玻片上,滴上石蜡油,并盖上盖玻片,在光学显微镜下放大400倍。通过对竹纤维的截面切片和纤维纵向进行观察,发现竹纤维的横截面为带锯齿的不规则圆形,纵向平直,表面有沟槽,其形态结构几乎同粘胶纤维,其原因是这两种纤维的生产工艺几乎相同,纺丝原料都是都是植物纤维素。

   

  2.2  竹纤维的强伸性

   

  普通粘胶纤维要经碱纤维素老化,使碱纤维素在空气中氧的作用下,进一步被氧化裂解,分子聚合度降低。粘胶纤维的聚合度降低以后,使纤维的取向度、结晶度也随之降低,纤维强度下降,尤其是湿强降低较多,伸长率增加,杨氏模量减小。这意味着粘胶织物在经受剧烈的机械处理和水处理时会损伤和影响织物的性能。竹纤维的干强度要高于粘胶,湿强度可保持干态的70%左右,因此,其织物在湿加工时的折痕、擦伤比粘胶纤维轻。从测试结果二十一点游戏还发现竹纤维干湿态的伸长率比粘胶纤维小。从表1也可以看出,竹纤维的强力不如棉和Tencel,但伸长率要高于棉接近于Tencel。

   

  2.3  纤维的吸湿、染色性能

   

  粘胶纤维的结晶度较其他人造纤维低。加之纤维素大分子含有大量的亲水基团,因而吸湿性好,回潮率为12%~14%。经测试,竹纤维的回潮率接近于粘胶纤维,在11%~12%左右,且吸湿速度较快,室内相对湿度较高时吸收水分子,干燥时再将水分子释放,可起到调节湿度的作用,因而竹制品具有凉爽感,尤其适合做内衣、运动服、夏季服饰面料等。

   

  在印染加工时,适合粘胶纤维染色的染料很多,有活性染料、直接染料、硫化染料、还原染料等,不仅染料多且色谱全,织物经染色、.印花后,色牢度好,色泽鲜艳。竹纤维和粘胶纤维同属于纤维素纤维,因此,能用于粘胶纤维的染料同样适合于竹纤维,并可取得满意的效果。但由于纤维素纤维的平均分子量和聚集态结构不同,因此,染料对他的可染程度不尽相同,二十一点游戏曾用直接染料分别对粘胶纱和竹纤维纱进行了染色对比试验,染色效果还是有所区别,竹纤维纱经染色后,色泽较粘胶纱更具有丝绸般的光泽。

   

  2.4  可纺性

   

  粘胶和竹纤维的优良吸湿性,使其具有良好的导电性。纺纱时,不会积聚静电,可以大大减少缠绕机件的现象,使纺纱加工顺利,同时与吸湿性差的合成纤维混纺可改善合成纤维的可纺性,有利成纱。竹纤维横截面不规则的锯齿及表面沟槽使纤维之间具有一定的摩擦力,因此,不论是纯纺还是混纺,都将使纺纱变得更容易。

   

  2.5  抗菌、抗蛀性

   

  普通粘胶纤维和羊毛混纺,蛀虫只能消化羊毛蛋白纤维,这一事实表明粘胶纤维不会被虫蛀,而霉菌和细菌却能使粘胶纤维织物失去光泽,最终发生生物降解,从而使织物损坏。竹纤维与普通粘胶相比,除了具备以上粘胶纤维的性能外,还特有杀菌、抑菌、除臭功能,这是由于纤维在纺制过程中加入了具有抗菌、除臭功能的矮竹竹叶原料,并在纤维素提纯纺丝液过程中采用的技术仍能保护其天然的抗菌性能。竹纤维产品始终如一的抑菌抗菌性能不随使用寿命而变化,这一结论已由权威机构作出了证明,即将细菌置放于竹纤维的织物上,24h后细菌死亡率可达71%。竹纤维的这一优良特性,在人们生活水平日益提高,对纺织品进行抗菌防霉处理已逐步成为国际纺织品主流的今天,更具有广阔的发展前景。

   

   

   

  竹纤维纱线的性能

   

  粘胶纱与竹纤维纱的干态断裂强度没有绝对的可比性,捻系数不同、纱线的条干均匀度及纱线的实际重量都会影响到成纱强力,但可以看出粘胶纱的湿强降低的较竹纤维多,同时竹纤维的伸长率大,断裂功明显比粘胶纱的断裂功大,说明竹纤维织物比粘胶织物更耐用,在同等的条件下使用寿命更长。

   

  应用

   

  通过对竹纤维与粘胶纤维性能的对比分析,二十一点游戏发现竹纤维单纤维强力及成纱强力均略大于粘胶纤维。从纤维的外观观看,竹纤维的光泽更接近蚕丝。竹纤维作为一种纤维素纤维,根据不同的用途既可纯纺,也可与其他纤维混纺,以2个或3个纤维组分较为常见,可广泛用作针织、机织用纱。与合成纤维混纺,既可改善可纺性,又可充分利用合成纤维的强力高、耐磨、保形性好等特点,使织物的服用性及洗可穿性得以改善;与绢丝混纺(绢丝可切断至所需长度),既可降低成本,又不失真丝织物的风格,同时也可提升织物的强度和吸湿透气性,避免真丝织物夏季穿着出汗后贴身的现象;以三组分混纺,如竹纤/细特腈纶/兔毛混纺纱,可用来制作高档针织服装。根据需要竹纤维纱还可以与其他品种的纱线交织或提花。竹纤维良好的吸湿性及抗菌抑菌性,能抑制细菌生长、吸附异味,在非织造布医用材料和卫生保健材料方面将得到广泛的应用。如手术服、敷料、手术巾、口罩、吸收垫巾、婴儿尿片等,用来制作毛巾、袜子、鞋垫更舒适、更卫生。另外,竹纤维和粘胶一样,其织物的悬垂性能佳,但易褶皱,保形性差,为此,可以开发以PTT或氨纶为芯外包竹纤维的包芯纱,PTT纤维具有特别优异的柔软性、弹性恢复性以及优良的抗折皱性和尺寸稳定性,恰恰弥补了竹纤维的不足,既不失竹纤维织物的本来风格,又提高了织物的牢度,可用来制作衬衣和牛仔服。以氨纶为芯的竹纤维包芯纱,同样可提高织物保形性和服用性,已有许多企业进行了相关品种的开发。

   

  5结束语

   

  竹纤维是一种新开发应用的纤维素纤维,其良好的服用性能、快速的吸湿放湿性、优良的染色性,尤其是他始终如一的抗菌抑菌性是其他纤维所不具备的,产品应用领域广,在日本等国深受消费者的欢迎。但对他的性能还需要作进一步的研究和认识,以便更好地开发利用。尤其是如何提高纤维生产过程中的环保性能,实现真正的绿色生产,还有一系列的问题有待解决。(文章来源: 朱世全

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