我們來一起認(rèn)識一下,綠色環(huán)保的紡織用竹纖維,它是怎么生產(chǎn)出來的?有哪些優(yōu)異性能和發(fā)展前景?
1.原料來源及特點
中國有竹類植物39屬,500多種,面積、蓄積量、竹制品產(chǎn)量和出口額均居世界第一,竹林面積占世界總面積的1/3,是世界上竹類資源為豐富的國家,也是利用竹資源歷史悠久的國家,素有“竹子王國”之譽。
竹子生長期短,2-3年即可成材,而且一次種植長期經(jīng)營,竹子在一夜之間可以長高3英尺,它能夠快速生長和更新,能夠代替棉花、木材等資源,實現(xiàn)可持續(xù)利用。
竹纖維制成的產(chǎn)品可在土壤中自然降解,分解后對環(huán)境無任何污染,是一種天然的、綠色的、環(huán)保型的紡織原料,紡織行業(yè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
竹子的化學(xué)成分主要是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素,三者同屬于高聚糖,總量占纖維干質(zhì)量的90%以上,其次是蛋白質(zhì)、脂肪、果膠、單寧、色素、灰分等,很特別的是竹子中含有一種叫做竹醌的物質(zhì),具有抗菌除螨特性。
組成竹纖維的主要物質(zhì)是纖維素,它的分子式為(C6H10O5)n,聚合度一般在1000000左右。其分子結(jié)構(gòu)式可用下式來表示:
2.竹纖維分類
竹漿纖維的原料是竹子,它是竹纖維的一類,但又與傳統(tǒng)的竹原纖維不一樣。竹纖維分為兩類,分別是竹原纖維和化學(xué)竹纖維,化學(xué)竹纖維又分為竹漿纖維和竹炭纖維。
竹原纖維是采用物理、化學(xué)相結(jié)合的方法直接從竹子中提取提取出的纖維,然后紡絲織布成衣,屬于天然纖維。制取過程為:竹材→制竹片→蒸竹片→壓碎分解→生物酶脫膠→梳理纖維→紡織用纖維。盡管竹原纖維性能優(yōu)越,且制備流程較竹漿纖維簡單,但工藝要求高,生產(chǎn)難度較大,難以量產(chǎn)。
竹漿纖維是把竹子粉碎提取纖維素做成漿粕,再通過化學(xué)方法溶解成粘膠狀竹漿,然后通過濕法紡絲制成的纖維,屬于化學(xué)纖維范疇。與常見的粘膠纖維和莫代爾纖維制備工藝相似,均屬于再生纖維素纖維。
竹漿纖維總體具有成本更低和良好的吸濕性與透氣性,被稱為“會呼吸的纖維”,制成的衣物穿著舒適,以及較好的可紡性,加工方便,加之具有抗菌除螨特性。因而受到人們的青睞,當(dāng)今市場上家紡類產(chǎn)品中所宣傳的竹纖維基本為竹漿纖維。
竹炭纖維是選用納米級竹炭微粉,經(jīng)過特殊工藝(以水為介質(zhì),在乳化分散劑作用下,借助機械攪拌,使竹炭微粉均勻分散形成的懸浮液)加入粘膠紡絲液中,再經(jīng)近似常規(guī)紡絲工藝紡織出的纖維產(chǎn)品。竹炭微粉是將竹子采用純氧高溫及氮氣阻隔延時的煅燒新工藝,經(jīng)氣流粉碎及表面改性制成的,一般竹炭微粉的粒徑不超過3μm,用于紡制竹炭滌綸的竹炭微粉一般為0.5μm以下。然后采用紡前注射技術(shù)使之均勻的分散到粘膠溶液中,再經(jīng)濕法紡絲制得粘膠竹炭纖維[1]。
目前開發(fā)研制的有竹炭粘膠纖維、竹炭滌綸、竹炭錦綸、竹炭磁性纖維等。竹炭粘膠纖維是在紡絲過程中加入納米級竹炭粉乳漿,通過溶液紡絲法制備;而竹炭滌綸、竹炭錦綸的生產(chǎn)是在切片中加入制作好的竹炭母粒,通過熔融紡絲法進行紡絲[2]。竹炭微粒一般選用粘膠基材,因為纖維素的透氣性比合成纖維樹脂切片要高很多,適于開發(fā)新一代功能纖維[3]。
3.生產(chǎn)工藝
竹漿纖維的制備方法與普通粘膠纖維相似,也可以用新溶劑紡絲法生產(chǎn)。
粘膠紡絲法是生產(chǎn)竹漿纖維廣泛采用的制備工藝。具體流程為:先用硫酸鹽蒸煮,多段漂白工藝制備竹漿纖維漿粕,然后用堿和二硫化碳處理漿粕,使其溶解于氫氧化鈉溶液中制成粘膠溶液,后用濕噴、濕紡工藝紡絲制成竹漿纖維。
4.竹漿纖維性能特點
由于其特殊的結(jié)構(gòu)與制備工藝,竹漿纖維具有保濕透氣性、抗菌性、抗紫外線作用等優(yōu)異性能。
(1)吸濕性、透氣性能好
竹漿纖維是再生纖維素纖維,其結(jié)構(gòu)為多孔隙網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),且具有較多的親水性基團,具有良好的吸濕性,在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的回潮率為 13%,吸濕速率居各纖維之首。
因此竹漿纖維紡織品使人感到特別涼爽舒適,冬春季節(jié)使用既蓬松舒適又能排除多余的熱氣和水分,被稱為“會呼吸”的生態(tài)產(chǎn)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,所以竹纖維具有天然抗菌性,而且不會對皮膚造成過敏性反應(yīng)。
(3)具有除臭作用
竹漿纖維具有天然的防臭性能,主要是因為纖維中含有葉綠素和葉綠銅鈉等防臭物質(zhì),可以通過吸附臭味和氧化分解途徑去除臭味。
另外,竹漿纖維排汗快,使微生物的生存環(huán)境差,也能達到除臭的效果。
(4)具有防紫外線作用
竹漿纖維中含有葉綠素銅納是安全、優(yōu)良的紫外線吸收劑,能有效的阻擋紫外線對人體的輻射。
(5)優(yōu)異的染色性能和上染率
竹漿纖維具有多孔隙網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)且結(jié)晶度低,活性染料能迅速吸附于竹漿纖維上,初染率高,染色時間短。
活性染料和竹漿纖維之間以氫鍵、范德華力形成多層物理吸附,上染率高。
(6)機械性能
5.應(yīng)用領(lǐng)域
由于竹漿纖維優(yōu)異的性能特點,使其在紡織領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。
(1)針織面料
竹漿纖維生產(chǎn)的針織面料具有透氣、吸濕、抑菌、除臭等優(yōu)點,因此特別適合作為內(nèi)衣襪子貼身服用。
(2)巾類紡織品
竹漿纖維巾類產(chǎn)品具有吸濕快干、柔軟舒適的特點,市場上的相關(guān)產(chǎn)品主要包括浴巾、毛巾、方巾等,常以棉紗線作為地紗和緯紗,竹漿纖維紗線作為毛圈而織成。
(3)床上用品
竹漿纖維床上用品主要包括床品套件和被毯產(chǎn)品。竹漿纖維可與其他紡織材料混紡,竹漿纖維與亞麻混紡可優(yōu)化床品的干爽透氣性;與羊毛混紡使產(chǎn)品更加柔軟保暖;與蠶絲混紡可增加織物的高貴氣質(zhì)。
(4)衛(wèi)生用品
竹漿纖維制品具有多孔、透氣和抑菌性能,對有害細(xì)菌有很好的抑菌效果,因而可在衛(wèi)生材料如衛(wèi)生巾、口罩、護墊等中廣泛應(yīng)用。
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