本
文
摘
要
我们来一起认识一下，绿色环保的纺织用竹纤维，它是怎么生产出来的？有哪些优异性能和发展前景？
1.原料来源及特点
中国有竹类植物39属，500多种，面积、蓄积量、竹制品产量和出口额均居世界第一，竹林面积占世界总面积的1/3，是世界上竹类资源最为丰富的国家，也是利用竹资源历史最悠久的国家，素有“竹子王国”之誉。
竹子生长期短，2-3年即可成材，而且一次种植长期经营，竹子在一夜之间可以长高3英尺，它能够快速生长和更新，能够代替棉花、木材等资源，实现可持续利用。
竹纤维制成的产品可在土壤中自然降解，分解后对环境无任何污染，是一种天然的、绿色的、环保型的纺织原料，纺织行业中具有广阔的应用前景。
竹子的化学成分主要是纤维素、半纤维素和木质素，三者同属于高聚糖，总量占纤维干质量的90%以上，其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素、灰分等，很特别的是竹子中含有一种叫做竹醌的物质，具有抗菌除螨特性。
组成竹纤维的主要物质是纤维素，它的分子式为(C6H10O5)n，聚合度一般在1000000左右。其分子结构式可用下式来表示：
竹纤维分子结构式
2.竹纤维分类
竹浆纤维的原料是竹子，它是竹纤维的一类，但又与传统的竹原纤维不一样。竹纤维分为两类，分别是竹原纤维和化学竹纤维，化学竹纤维又分为竹浆纤维和竹炭纤维。
竹纤维
竹原纤维是采用物理、化学相结合的方法直接从竹子中提取提取出的纤维，然后纺丝织布成衣，属于天然纤维。制取过程为：竹材→制竹片→蒸竹片→压碎分解→生物酶脱胶→梳理纤维→纺织用纤维。尽管竹原纤维性能优越，且制备流程较竹浆纤维简单，但工艺要求高，生产难度较大，难以量产。
竹浆纤维是把竹子粉碎提取纤维素做成浆粕，再通过化学方法溶解成粘胶状竹浆，然后通过湿法纺丝制成的纤维，属于化学纤维范畴。与常见的粘胶纤维和莫代尔纤维制备工艺相似，均属于再生纤维素纤维。
竹浆纤维总体具有成本更低和良好的吸湿性与透气性，被称为“会呼吸的纤维”，制成的衣物穿着舒适，以及较好的可纺性，加工方便，加之具有抗菌除螨特性。因而受到人们的青睐，当今市场上家纺类产品中所宣传的竹纤维基本为竹浆纤维。
竹炭纤维是选用纳米级竹炭微粉，经过特殊工艺（以水为介质，在乳化分散剂作用下，借助机械搅拌，使竹炭微粉均匀分散形成的悬浮液）加入粘胶纺丝液中，再经近似常规纺丝工艺纺织出的纤维产品。竹炭微粉是将竹子采用纯氧高温及氮气阻隔延时的煅烧新工艺，经气流粉碎及表面改性制成的，一般竹炭微粉的粒径不超过3μm，用于纺制竹炭涤纶的竹炭微粉一般为0.5μm以下。然后采用纺前注射技术使之均匀的分散到粘胶溶液中，再经湿法纺丝制得粘胶竹炭纤维[1]。
目前开发研制的有竹炭粘胶纤维、竹炭涤纶、竹炭锦纶、竹炭磁性纤维等。竹炭粘胶纤维是在纺丝过程中加入纳米级竹炭粉乳浆，通过溶液纺丝法制备；而竹炭涤纶、竹炭锦纶的生产是在切片中加入制作好的竹炭母粒，通过熔融纺丝法进行纺丝[2]。竹炭微粒一般选用粘胶基材，因为纤维素的透气性比合成纤维树脂切片要高很多，适于开发新一代功能纤维[3]。
竹炭纤维
3.生产工艺
竹浆纤维的制备方法与普通粘胶纤维相似，也可以用新溶剂纺丝法生产。
粘胶纺丝法是生产竹浆纤维最广泛采用的制备工艺。具体流程为：先用硫酸盐蒸煮，多段漂白工艺制备竹浆纤维浆粕，然后用碱和二硫化碳处理浆粕，使其溶解于氢氧化钠溶液中制成粘胶溶液，最后用湿喷、湿纺工艺纺丝制成竹浆纤维。
竹浆粕制备工艺流程
竹浆纤维生产工艺流程
4.竹浆纤维性能特点
由于其特殊的结构与制备工艺，竹浆纤维具有保湿透气性、抗菌性、抗紫外线作用等优异性能。
（1）吸湿性、透气性能好
竹浆纤维是再生纤维素纤维，其结构为多孔隙网状结构，且具有较多的亲水性基团，具有良好的吸湿性，在标准状态下的回潮率为 13%，吸湿速率居各纤维之首[4]。
因此竹浆纤维纺织品使人感到特别凉爽舒适，冬春季节使用既蓬松舒适又能排除多余的热气和水分,被称为“会呼吸”的生态产品。
（2）良好的抗菌性能
因竹子中含有抗菌除螨特性的竹醌因子，所以竹纤维具有天然抗菌性，而且不会对皮肤造成过敏性反应。
（3）具有除臭作用
竹浆纤维具有天然的防臭性能，主要是因为纤维中含有叶绿素和叶绿铜钠等防臭物质，可以通过吸附臭味和氧化分解途径去除臭味。
另外，竹浆纤维排汗快，使微生物的生存环境差，也能达到除臭的效果。
（4）具有防紫外线作用
竹浆纤维中含有叶绿素铜纳是安全、优良的紫外线吸收剂，能有效的阻挡紫外线对人体的辐射。
（5）优异的染色性能和上染率
竹浆纤维具有多孔隙网状结构且结晶度低，活性染料能迅速吸附于竹浆纤维上，初染率高，染色时间短。
活性染料和竹浆纤维之间以氢键、范德华力形成多层物理吸附，上染率高。
（6） 机械性能
表 竹浆纤维的力学性能测试结果[5]
5.应用领域
由于竹浆纤维优异的性能特点，使其在纺织领域被广泛应用。
（1）针织面料
竹浆纤维生产的针织面料具有透气、吸湿、抑菌、除臭等优点，因此特别适合作为内衣袜子贴身服用。
竹浆纤维内衣和袜子
（2）巾类纺织品
竹浆纤维巾类产品具有吸湿快干、柔软舒适的特点，市场上的相关产品主要包括浴巾、毛巾、方巾等，常以棉纱线作为地纱和纬纱，竹浆纤维纱线作为毛圈而织成。
竹浆纤维毛巾
（3）床上用品
竹浆纤维床上用品主要包括床品套件和被毯产品。竹浆纤维可与其他纺织材料混纺，竹浆纤维与亚麻混纺可优化床品的干爽透气性；与羊毛混纺使产品更加柔软保暖；与蚕丝混纺可增加织物的高贵气质。
竹浆纤维床单
（4）卫生用品
竹浆纤维制品具有多孔、透气和抑菌性能，对有害细菌有很好的抑菌效果，因而可在卫生材料如卫生巾、口罩、护垫等中广泛应用。
竹浆纤维尿垫
编写丨东华大学材料科学与工程学院 王华平教授
东华大学纺织协同创新中心 乌婧副教授
【参考文献】
[1] 唐济民. 竹炭粘胶纤维[J]. 内江科技, 2011.
[2] 闫鸿敏, 王朝生, 邹瑜,等. 竹炭纤维的开发与应用[J]. 针织工业, 2007, 000(003):13-16.
[3] 李旭明. 竹炭纤维的开发与应用[J]. 针织工业, 2007(10):21-22.
[4] 詹树改. 竹纤维的结构性能及其纺织品的生产工艺分析[D]. 苏州大学, 2008.
[5] 陈凌燕. 竹浆纤维及其新型纱线结构与性能研究[D]. 东华大学, 2010.
