竹纖維生產技術及市場前景分析

[摘 要] 本文概述了竹纖維的用途，通過對比著重介紹了新溶劑法再生竹纖維的生產技術，并對竹纖維的市場前景進行了預測與展望。

[關鍵詞] 竹纖維；竹漿粕；N-甲基嗎啉-N-氧化物

[中圖分類號] TS102 [文獻標識碼] A

竹子應用廣泛是大家熟知的，但應用于服裝領域還是近幾年的事。用竹子加工成的纖維稱為竹纖維，竹纖維分成兩大類：天然竹纖維和化學竹纖維。

1 竹纖維的分類

1.1 天然竹纖維——竹原纖維

竹原纖維是采用物理、化學相結合的方法制取的天然竹纖維。

1.2 化學竹纖維

化學竹纖維包括竹漿纖維和竹炭纖維。

竹漿纖維：竹漿纖維是一種將竹片做成漿，然后將漿做成漿粕再濕法紡絲制成纖維，其制作加工過程基本與黏膠相似。但在加工過程中竹子的天然特性遭到破壞，纖維的除臭、抗菌、防紫外線功能明顯下降。

竹炭纖維：是選用納米級竹香炭微粉，經過特殊工藝加入黏膠紡絲液中，再經近似常規紡絲工藝紡織出的纖維產品。

竹炭纖維制取過程：竹材炭化（將老竹材加熱到450～550 ℃加以炭化，然后進行高溫炭化，即在上述低溫炭化工程后，再度將該炭化物加熱到800～900 ℃，持續處理）→竹炭活性化（將經過上述兩種加熱處理之后的竹炭進行噴霧處理，竹炭急劇冷卻消火，此時因水的物理與化學作用，竹炭產生復雜多孔質之結構，表面積增加數倍，大幅地提高吸著能力。經過活性化處理的竹炭，其組織結合密度提高，變得極為堅硬。碳素率可達85%以上）→竹炭的粉碎（將前述活性化的竹炭加以粉碎，制成亞納米級的竹炭粉）→均勻分散（將竹炭粉摻入滌綸或黏膠等原漿中并加以攪拌，使其均勻分散在原漿中）→紡絲（從原漿中，透過抽絲設備，抽出含竹炭粉的長絲，也可根據需要切成棉型或毛型的短纖、中長纖維等，從而制得竹炭纖維。

2 生產竹纖維的技術

目前關于竹纖維的生產工藝主要有黏膠法制竹纖維和新溶劑法制竹纖維兩種。

2.1 黏膠法制竹纖維

工藝流程為：投料→浸漬→壓榨→粉碎→堿纖維素→老成→稱量→黃化→纖維素黃酸酯→溶解攪拌→過濾→抽真空→黏膠液

浸漬過程中，纖維素結合NaOH，甚至生成醇鈉，還發生溶脹，聚合度有所降低。浸漬的堿液濃度為18%～20%，浸漬時間45—60分鐘，溫度20 ℃左右為益壓榨和粉碎是在聯合機中進行的，壓榨是除去多余的堿液，以利于黃化反應的順利進行，因為過多的堿液會消耗CS2，還會發生多種副反應.粉碎是為了將壓榨后的非常致密的堿纖維素粉碎成細小的松屑狀，增大表面積，利于后續中的各步反應能更加均勻的進行。

老成是在老成箱中進行的，這是一個密閉的車間，里面有加熱裝置，傳送帶等。老成就是借空氣的氧化作用，使堿纖維素分子斷鏈，聚合度降低，黏度下降.老成關鍵是控制老成的溫度和時間，一般采用低溫長時間而不用高溫，因為溫度太高，裂解劇烈，容易使聚合度過低，分子量分布不均勻。

黃化是使堿纖維素與CS2反應，生成纖維素黃酸鈉，它能溶于NaOH溶液中，從而形成紡絲液.黃化反應主要是氣固相反應，反應過程包括CS2蒸氣按擴散機理從堿纖維素表面向內部滲透的過程，以及CS2滲透部分與堿纖維素上的羥基進行反應的過程.黃化反應是可逆反應，主要取決于燒堿和二硫化碳的濃度。

纖維素黃酸酯的溶解過程在帶攪拌的溶解釜內進行。塊狀分散的纖維素黃酸酯在此經連續攪拌和循環研磨，逐步被粉碎成細小顆粒，逐漸溶解。溶解結束后，為了盡量減小各批黏膠間的質量差異，需將溶解終了的數批黏膠進行混合，使黏膠均勻，易于紡絲。

黏膠在放置過程中發生的一系列化學和物理化學變化，稱為黏膠的熟成。黏膠的熟成度是指黏膠對凝固作用的穩定程度。一般用黏膠在NH4Cl溶液中的穩定程度表示。熟成度是黏膠的重要指標之一，它直接影響紡絲成形過程的快慢機成品纖維的性能。熟成剛開始，黏度急劇下降，隨著熟成的繼續進行，黏度又開始上升，甚至形成黏膠膠粒子。

過濾就是除去黏膠溶液中的微粒，防止在紡絲過程中阻塞噴絲孔，造成單絲斷頭，或在成品纖維結構中形成薄弱環節，是纖維強度下降。通常要經過三道過濾，過濾介質為絨布和細布，采用的是板框式過濾機。

黏膠在溶解攪拌，輸送和過濾而帶入大量尺寸不一的氣泡，加速黏膠的氧化，破壞濾材的毛細結構，紡絲時則易造成斷頭和毛絲，降低纖維的強度。因此，采用抽真空的方法除去黏膠中的氣泡，一般氣泡的體積分數控制在0.001%以下。

采用黏膠法生產竹漿纖維是目前主要的生產方式，存在著生產時間較長，生產過程的環保費用較高。

2.2 新溶劑法制竹纖維

新溶劑法纖維素纖維生產工藝屬國內首創，自主設計的整套工藝路線和溶解、脫泡、過濾等關鍵設備具有創新性，擁有完整的自主知識產權。該項目已被列入2009年新增中央投資工業項目、福建省重大科技專項，現已申請8項專利。

該項新技術與國內外同類技術相比具有三大優點。

一是生產工藝流程短且環保。

二是新溶劑為國內首創。

三是生產流程關鍵設備均自主設計。

生產所用的N-甲基嗎啉-N-氧化物水溶液廣泛用于有機合成過程中作溶劑等，用于聚酯塑料的發泡催化劑，具有特別優良的性能。

分子式：C5H11NO2

分子量：117.15

含量：60%（wf）（N-甲基嗎啉-N-氧化物）

外觀：無色透明液體

酸值：（以HCOOH計）：≤0.01%

新溶劑法制竹纖維首先按一定比例的新溶劑和竹纖維素漿粕在捏合機內由一對互相配合和旋轉的葉片所產生強烈剪切作用迅速反應從而獲得均勻的混合攪拌。其次，再出料投入反應釜，根據反應條件對反應釜結構功能及配置附件進行設計，從開始的進料-反應-出料均能夠以較高的自動化程度完成預先設定好的反應步驟，對反應過程中的溫度、壓力、力學控制（攪拌、鼓風等）、反應物/產物濃度等重要參數進行嚴格的調控。

再者物料經由雙螺桿空壓機將氣體壓縮至高壓，有利原料的合成及聚合。最后經過凝固浴成絲經由一牽伸二牽伸獲得樣品。

3 市場發展前景

竹纖維織物的天然抗菌、抑菌、抗紫外線作用在經多次反復洗滌、日曬后，仍能保證其原有的特點，對人體皮膚無任何過敏性不良反應，并對人體皮膚具有保健作用。現已大量應用于口罩、繃帶、手術服、護士服等醫用防護品和毛巾、襪子、內衣、床上用品等親膚日用品。

竹纖維的到來，對整個紡織業而言，具有深遠的意義。竹纖維的產品價值塑造了消費者的品位與檔次，它是一個空白市場，具有巨大的商機。雖然人們忽略了細節，但是對于品質卻提高了一個新的臺階。綠色這個概念逐漸映入到消費者的心理，再高檔的產品在綠色面前也只能降低檔次。因為綠色將是一個長久不衰的流行趨勢！竹纖維家紡也將必定成為家紡行業的領軍者！隨著人類對“生態、健康、環?！崩砟畹牟粩嘧非螅裨w維產業更具有廣闊的發展前景。

參考文獻：

[1]樂逸蟬，王國和.竹纖維的結構性能及其產品開發[J].四川絲綢，2004（4）：10-12.

[2]柳世龍，周貽華.利用竹纖維開發舒適抗菌針織面料[J].天津紡織科技，2004，42（3）：38-40.

[3]隋淑英，李汝勤.竹纖維的結構與性能研究[J].紡織學報，2003，24（6）：535-536.