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天然竹纖維(竹原纖維)的生產(chǎn)方法
推進天然竹纖維(竹原纖維)產(chǎn)業(yè)化,不僅夯實了竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,也是拉動竹林產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展的“火車頭”。竹纖維產(chǎn)業(yè)化是竹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重大項目,是實施鄉(xiāng)村振興的有力抓手,是推進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐。
推進天然竹纖維(竹原纖維)產(chǎn)業(yè)化,不僅夯實了竹產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基石,也是拉動竹林產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展的“火車頭”。竹纖維產(chǎn)業(yè)化是竹產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重大項目,是實施鄉(xiāng)村振興的有力抓手,是推進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的重要支撐。
什么是竹纖維
竹纖維是繼棉、麻、絲、毛之后的世界第五大天然植物纖維,竹纖維也稱竹原纖維,有別于化學竹粘膠纖維(竹漿纖維、竹炭纖維),是從竹子莖部取得的木質(zhì)纖維,采用機械物理分絲、化學或生物脫膠、開松梳理相結(jié)合的方法直接從竹材分離制取的天然纖維。美國、加拿大、日本、歐洲等許多國家已經(jīng)明確只有竹原纖維產(chǎn)品才可標名為竹纖維。
竹纖維材料具有如下特點: 強度高、質(zhì)量輕、韌性好,抗菌、抗紫外線性能突出,原料來源廣、可再生,生產(chǎn)操作安全、低污染、低能耗,應用領域廣(紡織、復合材料等),使用后可自然降解,綠色、環(huán)保。
目前**相關(guān)行業(yè)標準及生產(chǎn)廠家對竹原纖維的品名、分類尚未統(tǒng)一,一般以產(chǎn)品粗細長短指標可分為:粗竹原纖維(長、短)、可紡竹原纖維(棉型、麻型),按照產(chǎn)品用途可分為:紡織用竹原纖維(紡紗、非織造)、復合用竹原纖維(復合材料、建筑材料)。
竹稈的構(gòu)造
竹稈(竹材)具有明顯的節(jié)和節(jié)間,節(jié)間中空,稱為髓腔;髓腔周圍的壁稱為竹壁。生產(chǎn)上習慣上將竹壁從外向內(nèi)分為竹青、竹肉、竹黃三部分。
解剖上則將竹壁分為表皮、皮層、基本組織、維管束和竹壁腔等五個部分。
竹纖維的化學組分
竹纖維由獨特的有機化學組分組成,主要包括纖維素、木質(zhì)素、半纖維素、果膠、蠟質(zhì)等高分子成分。
竹纖維的物理指標
叢生竹材纖維長度在1.88~3.04mm之間,散生竹材纖維長度1.33~2.22mm之間。竹纖維的直徑主要分布在35-140μm之間,其數(shù)量約占**纖維的79%;
纖維直徑較粗(≥160μm)區(qū)間分布的纖維數(shù)量則非常少。竹纖維強度主要分布在250MPa左右,且纖維強度在30-1900MPa之間均有分布,分布范圍廣
且不勻。
竹纖維直徑分布圖
竹纖維拉伸示意圖
竹纖維強度分布圖
竹纖維制備的工藝流程
天然竹纖維(竹原纖維)的生產(chǎn)方法,為中國原創(chuàng)技術(shù),已經(jīng)授權(quán)公開的核心發(fā)明專利的工藝流程包括定長、開片、展平、軟化、分絲、脫膠、
漂洗、浸油、烘干、開松等步驟。
竹纖維生產(chǎn)的核心工藝——開纖
竹材開纖(分絲)是將竹材加工成為或網(wǎng)或條或團等雜亂狀的竹微絲(粗竹原纖維)。目前,人們多用機械裂解開纖、汽爆式開纖和碾壓搓揉
開纖等制備方法,實踐證明機械裂解開纖法生產(chǎn)效率高,成本相對較低,纖維制取率較好。機械裂解開纖方法是采用不同型號的刀具對竹材進
行分割,分割過程中,將竹材一端握持,刀具直接插入纖維束內(nèi)部,沿纖維的平行方向施加載荷,通過控制刀具載荷的密度、大小以及作用次
數(shù)使纖維束不斷分離細化。
竹纖維生產(chǎn)的核心工藝——脫膠
竹原纖維脫膠是將預處理所加工的竹微絲(粗竹原纖維)進行進一步處理,為后道開松梳理創(chuàng)造條件。目前所用方法主要有化學脫膠、生物酶脫膠、
化學加生物酶脫膠等。堿煮的初始階段,是堿液中Na+、OH-及其他助劑離子對纖維潤濕、吸附、擴散、溶脹的物理滲透過程。這個過程不斷循環(huán)下
去,使纖維表面的膠質(zhì)不斷減少。由于堿液對半纖維素的降解,半纖維素多糖的還原性末端一些側(cè)鏈會消失。在高溫強堿作用下,木質(zhì)素醚鍵斷開,
發(fā)生脫芳基、脫甲醛、脫甲基反應,從而逐步降解和溶出,使半纖維素還原末端氧化成糖酸而產(chǎn)生解聚作用。
竹纖維產(chǎn)業(yè)化將直接培育壯大大批竹材加工企業(yè),提高竹產(chǎn)業(yè)整體的科技水平,在為地方經(jīng)濟帶來可持續(xù)發(fā)展的同時,勢必促進竹產(chǎn)業(yè)的做大做
強,并持續(xù)帶動竹林業(yè)、紡織業(yè)、新材料等制造業(yè)的發(fā)展。因此,竹纖維產(chǎn)業(yè)化項目的經(jīng)濟效益、社會效益、資源效益、科技效益、生態(tài)效益顯著。
文章來源:竹纖維產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
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