生物质纤维课件

生物质纤维天然生物质人造生物质合成生物质一、聚乳酸纤维原料来源：淀粉及其他含有葡萄糖的化合物。

（一）聚乳酸的聚合方法淀粉经过发酵，制取乳酸。乳酸直接聚合间接聚合

（二）性能1.力学性能接近涤纶，具有较高的强度和断裂伸长率，初始模量高于大多数合成纤维。2.热学性质。熔融温度低。燃烧热小，限氧指数较高，25~25%。二氧化碳排放量低。3.吸湿性和染色性较差，但比涤纶要好，分散染料100°C即可染色。4.安全性5.生物可降解性6.抗菌性好（三）用途医疗：缝合线、创伤保护材料，内脏修补材料，骨折部位固定材料。林业：防草袋、防兽网农业：寒冷纱、捆绑绳、防虫网渔业衣料家用性能对比：PTTPETPBT断裂强度2.5-4.04.0-6.02.5-4.5断裂伸长率20-3015-2520-40初始模量20-4080-14018-35熔点228265220玻璃化温度486930回潮率0.2-0.50.2-0.50.2-0.5三、海藻纤维

在制造Seacell纤维过程中，首先将海藻粉末制成小于9μm的微细颗粒，将其粉末加在纤维素的NMMO溶液中，或在纤维素溶解前加入，形成由纤维素、海藻、溶剂(NMMO)和水组成的分散纺丝液，通过干湿法纺丝加工制得Seacell纤维。其强度与普通LyocelI纤维相近，具有较好的可纺性。采用电镜分析，Seacell纤维具有明显的横向取向，晶区取向低，截面呈现多孔性结构。对Seacell纤维活性检测，证明海藻的活性成分在纤维制造过程中没有被破坏，并与多孔纤维基体结合。当使用时，Seacell纤维中海藻的活性物质在湿环境中会从纤维中慢慢释放出来，使皮肤具有健康保健作用。2、结构基本结构

海藻酸钠是海藻纤维的主要制备原料，海藻酸是一类从褐藻中提取出的天然线性多糖，由1-4键合的β-D-甘露糖醛酸(M单元)和α-L-古罗糖醛酸(G单元)残基组成。

结构式

海藻酸钠很容易与某些二价阳离子键合形成水凝胶，它是典型的离子交联水凝胶。在海藻酸钠水溶液中加入Cu2+、Zn2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+等阳离子后，G单元上的Na+1与二价金属离子发生离子交换反应，G单元与Ca2+形成蛋盒(egg-box)结构，G基团堆积而形成交联网络结构，从而转变成水凝胶纤维而析出。作为医用材料使用时通常选用Ca2+作为海藻酸的离子交联剂。

现阶段海藻纤维一般应用湿法纺丝，制备过程主要为:将可溶性海藻酸盐(铵盐、钠盐、钾盐)溶于水中形成粘稠溶液，脱泡后通过喷丝孔挤出到含有高价金属离子(镁离子除外，一般为钙离子)的凝固浴中，形成固态海藻酸钙纤维长丝。该长丝经过拉伸、水洗、干燥、卷曲形成纤维。纤维经分离、梳理和铺层而制成连续的非织造布。有些情况下可经过针刺使纤维互相交缠而增加强力，然后将非织造布切割成所需尺寸，最后检验、消毒和包装。3、制备工艺湿法纺丝工艺流程如下：海藻酸盐→溶解→过滤→脱泡→纺丝→拉伸→洗涤→干燥→卷绕。

(1)医用海藻纤维在纺织方面的主要用途是制备创伤被覆材料。目前全世界创伤被覆材料产值已超过20亿美元，是高科技生物医药纺织品的主要产品，依据DRA统计，医疗用纺织品的总产值已超过100亿美元。新的创伤敷料可分为天然高分子创伤被覆材料与合成高分子创伤被覆材料。天然高分子创伤被覆材料都有天然材料所具有的生物活性如止血、抗沾粘、抗菌等优异功能，如几丁质（Chitin）、壳聚糖（Chitosan）、海藻酸钙（Alginate）和胶原蛋白（Collagen）等，都可以用来制备各种医用材料。①海藻纤维作为医疗用材料的特点可以吸收大量的渗出物，致使换绷带的时间间隔延续一段较长时间，减少换绷带的次数，减少护理时间，降低护理费用。高吸收性②易去除性海藻酸盐纤维与渗出液接触后，大大地膨化而形成了柔软的凝胶。高M海藻酸盐纤维可以通过用温热的盐水溶液淋洗来去除;高G海藻酸盐绷带在治愈过程中，膨化较小，可以整片的拿掉，这对伤口新生的娇嫩组织有极大的保护。⑤生物降解性和相容性

海藻酸盐纤维是一种生物可降解的纤维，这就解决了对环境污染的问题。其生物相容性使其在作为手术线时可不经二次拆线，减少了病人的痛苫。医用海藻纤维的种类

1、高吸湿医用海藻纤维

用多种金属离子置换初生纤维上的钙离子，从而制成诸如海藻酸铁、海藻酸铝、海藻酸铜等不同的海藻酸纤维。海藻纤维中G/M的比例不同，制备的海藻纤维的吸湿性会有很大的不同。M单元和多价金属离子形成离子结合，钙离子在溶液中易被钠离子取代，成胶吸湿性大；而G单元与多价金属离子主要形成配位和整合结构，与钠离子交换比例小。制备的吸湿性医疗敷料和绷带，吸湿后可以隔绝或阻止细菌的进入，防止伤口的感染；OtsukaT，制的锌/钙海藻纤维，有明显的抑菌效果和消肿效果。

3远红外医用海藻纤维

远红外纤维制备的具体方法是，把远红外粉分散于与成纤聚合物具有很好相容性的媒介物中，再与纺丝原液或聚合物熔体或溶体相混合进行纺丝。从纤维结构上可将远红外纤维分为两类，一类是远红外粉在成纤聚合物截面上均匀分散的单一组成纤维，另一类是具有一个或多个芯层结构，或桔瓣形的复合纤维。因为海藻纤维是在室温下采用湿法纺丝，可以将远红外陶瓷粉末直接加入纺丝液，在分散剂的作用下使其均匀分散，然后进行纺丝成型，从而制备具有促进伤口愈合功能的远红外海藻纤维。4调温医用海藻纤维

烧伤、创伤病人因为体温受外部环境影响很大，所以如何维持其体温恒定受到人们的关注。利用调温材料起到平衡温度的作用，使温度不会太高，也不会太低，还可以通过动态的气候控制来调节材料内部的相对温湿度。这类性质适合于绷带和纱布等材料，因它能减少排汗，提高舒适感。所以将海藻纤维制成透气且随外界温度变化的医用敷料等会对伤口的愈合速度与效果都有很好的辅助作用。

（2）防护性海藻纤维

1电磁屏蔽、抗静电海藻纤维

高科技的电器产品如手机、电脑、电视机在给人们带来便利和享受的同时，电磁辐射产生的问题也日益严重。为减少和避免电磁辐射对人体造成的伤害，电磁屏蔽织物的需求将越来越大。国内外现已研制出用涂层法、电镀法及复合纺丝法制造的电磁屏蔽织物。

2阻燃海藻纤维

因为海藻酸为多糖类大分子聚合物，聚合物燃烧时发生的热分解主要为链式解聚和无规分解两类，链式解聚是单体单元从链端或最弱链点相继脱开，实质上是链式聚合的反演，通常称为逆增长或解链，解聚反应在临界温度点发生;发生无规分解时，在链上任意位置发生链断裂，生成比单体大的各种形状的碎片。这两类热分解可以同时发生，也可以分别发生，但通常是同时发生的。海藻酸纤维的阻燃性主要是和其自身的羧基以及含有的金属离子有关。以海藻酸钙纤维为例，①大分子中含有钙离子，可能含有钠离子，在海藻纤维的燃烧过程中就可能生成碱性环境，再者由于多糖环上含有羟基基团，在碱性环境和羟基基团的共同影响下，海藻酸大分子极易发生脱羧反应，生成不燃性CO2而冲淡可燃性气体的浓度;②可能生成CaO和CaCO3沉淀而覆盖于纤维大分子表面，发生覆盖或交联作用，在二者共同作用下产生阻燃效果。

四、人造蛋白质纤维以各种蛋白质为原料生产的纤维。1935-1936年曾工业化生产，50年代停止。基于人造蛋白的分子与人体肌肤相同，再度引起兴趣。（一）人造乳酪纤维人造牛奶纤维、人造酪素纤维很多性能类似羊毛。回潮率14%。密度1.29。断裂强度0.7-0.89cN/dtex.热性能较差。制法：撇除奶油，加热至40°，加酸使蛋白凝固，分离液体获得乳酪，精制干燥后，即为乳酪纤维的原料，约为3%。经稀碱溶液溶解制成纺丝液，凝固浴为稀硫酸和硫酸钠。经牵伸等后处理制成。

牛奶的主要成分有蛋白质、水、脂肪、乳糖、维生素及灰分等。其中蛋白质是制造牛奶蛋白纤维的基本原料。牛奶中蛋白质之所以能制成纤维，是因为它具备成纤高聚物的基本条件：（1）大分子是线性的。蛋白质大分子形状有两种：一种是链状，即线性的，称之为纤维蛋白；另一种是球状的，称之为球蛋白。牛奶中蛋白即酪蛋白是线状的，可以制成纤维；而血红蛋白是球蛋白，则不能成纤。（2）具有一定的柔性和分子间力。蛋白质主要由氧、氢、氮、硫五种元素组成。某些蛋白质中还含磷、铁等元素，酪蛋白中含有磷元素。经元素分析，干燥蛋白质中元素含量为（%）：H：6.0~7.0、C：50~55、O：20~30N：15~17、S：0.3~2.5。蛋白质可视为许多不同的a-氨基酸，通过氨基和羧基间的脱水缩合而成的，这种反应连续缩合多次形成多肽，蛋白质比多肽分子量更高，结构更复杂。蛋白质中含有无数个肽键。肽键使大分子具有很好的柔性，使具有较高的分子间力。（3）具有较好的可纺性。蛋白质与水形成胶体溶液，经纺丝后，随着水分的去除，大分子互相靠拢，分子间形成氢键，多肽链平行排列，甚至扭在一起，转化为不溶于水的固化丝条。丝条的抗张强度可达2.5cN/dtex以上。能满足纺织纤维的基本要求。形态结构及化学组成（一）形态结构

牛奶蛋白纤维外观呈乳白色，有着真丝般柔和的光泽和滑爽手感。

图1横截面图2纵截面

在牛奶蛋白纤维中，结晶部分（聚丙烯腈）占70%，无定形部分（牛奶乳酪）占30%，这与真丝比较接近（在真丝中结晶部分占80%，无定形部分占20%）。牛奶的主要成分为蛋白质、水、脂肪、乳糖、维生素及灰分等，其中蛋白质是加工牛奶再生蛋白纤维的基本原料，将牛奶中蛋白质提取后，经化学和物理加工，就得到牛奶再生蛋白质纤维。牛奶蛋白纤维的特性牛奶蛋白纤维既具有天然蚕丝的优良特性，又具有合成纤维的物化性能，它的出现满足了人们对穿着舒适性、美观性的追求，符合保健、健康的潮流。采用此种纤维生产的织物有以下特点：

(1)外观华丽。牛奶蛋白纤维面料具有真丝般的光泽。用高支纱织成的织物，纹路细腻、清晰，悬垂性极佳，是制作高档时装的理想面料。

(2)穿着舒适。牛奶蛋白纤维面料不但有优异的外视效果，更有穿着舒适性的特性。该面料手感柔软、滑爽、质地轻薄，具有真丝与山羊绒混纺的品质；其吸湿性与棉相当，而导湿透气性远优于棉。

(3)染色性能良好。牛奶蛋白纤维本色为淡黄色，似柞蚕色。它可用酸性染料、活性染料染色。尤其是采用活性染料染色，产品颜色艳丽，光泽鲜亮，同时其日晒、汗渍牢度良好，与真丝产品相比解决了染色鲜艳与染色牢度之间的矛盾。(4)物理性能良好。牛奶蛋白纤维的单纤断裂强度在3.0cN／dtex以上，比羊毛、棉、蚕丝的强度都高，仅次于涤纶等高强度纤维，而纤度可达到0.9dtex，可开发生产高支高密高档面料。(5)具有优异的保健功能。牛奶蛋白纤维与人体皮肤亲和性好，含有多种人体所必需的氨基酸，有良好持久的保健作用。避免了棉制品用后整理的方法开发功能性和效果难以持久的缺点。（6）绿色环保特性。不使用甲醛偶氮类助剂或原料，纤维甲醛含量为零；富含对人

体有益的十八种氨基酸，能促进人体细胞新陈代谢，防止皮肤衰老、瘙痒,营养肌肤；具有天然保湿因子，因此能保持皮肤水份含量，使皮肤柔润光滑，减少皱纹，具有广谱抑菌功能，持久性强，天然抑菌功能达99%以上，抗菌率达80%以上。（7）吸湿导湿性好。牛奶蛋白纤维断面为不规则圆型，断面中布满空隙，纵向有许多沟槽，蛋白质分子分布在纤维的表面，含有天然蛋白保湿因子和大量亲水基团，可迅速吸收人体汗液，通过沟槽快速导入空气中散发，使人的肌肤始终保持干爽状态，抗起毛、起球性达到3~4级。（二）人造大豆蛋白纤维纤维光泽柔和，具有蚕丝样的天然光泽和悬垂感；纤维柔软、蓬松、密度小、吸湿性好、透气穿着性好。日光稳定性好。弹性较差。

大豆榨油后的豆粕为原料，用浸泡法提取植物蛋白，进行纯化后，使部分蛋白质与含羟基的高分子物发生接枝共聚，进而与聚乙烯醇制备共混纺丝液进行湿法纺丝。

（三）人造玉米蛋白纤维酰胺氮含量较高，用甲醛硬化处理后纤维的稳定性较好。在水或稀碱溶液中的膨润度较小，相应大分子长链上所带的支链也较少，初生丝拉伸时容易取向，热稳定性好。性能比较

玉米蛋白酪素蛋白花生蛋白相对密度1.251.291.24标准回潮率101412-15干态断裂强度0.88-1.060.7-0.890.71湿态断裂强度0.620.3-0.45-干态断裂伸长率323030湿态断裂伸长率3534-制法70%异丙醇为抽提液，提取玉米蛋白，用水稀释提取液，玉米蛋白沉淀析出；分离出的蛋白质经清洗干燥后，溶于稀碱溶液中，加入少量尿素和甲醛，配成纺丝液，湿法纺丝。预硬化拉伸200%-300%，再硬化。（四）人造花生蛋白纤维理化性能与其他人造蛋白纤维相同，纤维断裂强度低，干湿态强度差很大。制法：花生仁磨碎，有机溶剂萃除脂肪，之后稀碱溶液浸泡，提取出花生蛋白，随后调节提取液的pH值至4.5，花生蛋白沉析，约有42%。用0.5%氢氧化钠溶解制成含蛋白质20%-30%的纺丝液，湿法纺丝。蜘蛛丝是由一些原纤纤维束组成，原纤又是由几个厚度为120nm的微原纤组成，微原纤是由蜘蛛丝蛋白构成的高分子化合物。蜘蛛丝蛋白的氨基酸以甘氨酸和丙氨酸为主，二者约占70%，还有丝氨酸、谷氨酸、亮氨酸、精氨酸和络氨酸等。（五）蚕蛹蛋白复合纤维（六）再生动物毛蛋白纤维五、甲壳素纤维由虾、蟹、昆虫的外壳及菌类、藻类细胞壁中提取。甲壳素与纤维素的结构十分相似，第二碳位上羟基被乙酰基（-NHCOCH2）脱乙酰基后被氨基取代则为壳聚糖。

1859年，法国科学家C．Rouget将甲壳素用浓碱煮沸加热处理，从而得到了脱乙酰基甲壳素，命名为壳聚糖。壳聚糖化学名称为(1，4)-2-氨基-2-脱氧-β-D-葡聚糖，与纤维素具有相似的结构，可以看作是纤维素C2位上的羟基(-OH)被胺基(-NH2)取代而形成的。

1823年欧吉尔从甲壳动物外壳中提取甲壳质，又名甲壳素，由甲壳素脱酰化得到的高纯度壳聚糖为一种白色或灰白色半透明片状或粉状固体，无味、无毒，且略带珍珠光泽。壳聚糖分子量高，约为20-50万。壳聚糖不熔融，热解温度为280-300℃。

壳聚糖分子中具有立构规整性和较强的分子间氢键，因此在多数有机溶剂、水、碱中难以溶解。但由于其分子中大量胺基的存在，所以壳聚糖在各种稀的无机或有机酸溶液中的溶解性能大大提高。壳聚糖的来源种类甲壳素含量/%真菌类5-20昆虫20-38乌贼/章鱼3-20蝎子30蜘蛛38蟑螂35水甲虫37蚕44寄生蟹69食用蟹70性能：干态强度1.5cN/dtex;打结强度0.44-1.32；标准回潮率13%-14%。（1）优异的生物医学功能

甲壳素的结构与人体内的氨基葡萄糖的构成相同，而且具有类似于人体骨胶原组织结构，这种双重结构赋予了它们极好的生物医学特性。即它对人体无毒无刺激，可被人体内的溶菌酶分解而吸收，与人体组织有良好的生物相容性，它具有抗菌、消炎、止血、镇痛、促进伤口愈合等功能。是理想的医用高分子材料，广泛用于制造特殊的医用产品。国外，尤其是日本和美国已用它来制造人造皮肤、可吸收缝合线、血液透析膜和药物缓释剂以及各种医用敷料等。

（2）可生物降解原料采用虾、蟹类水产品的废弃物，可减少对环境的污染，另一方面甲壳素纤维的废弃物又可生物降解，不会污染周边环境。所以甲壳素纤维又被称为绿色纤维。

（3）优良的吸湿保温功能

甲壳素纤维存在大量的羟基（-OH）和氨基（-NH2）等基团。故纤维有很好的亲水性和很高的吸湿性。在不同的成形条件下，其保水值均在130%左右。

（4）较好的可纺性强度偏低，在一定程度上影响了甲壳素纤维的成纱强度。纯纺困难，通常混纺。有待改进。具有优良的染色性能，可采用直接、活性、还原、碱性及硫化等多种染料进行染色，且色泽鲜艳。

（5）保健功能抗菌除臭功能。对皮肤的护理功能。对过敏性皮肤的辅助治疗功能。对环境的保护功能。抗静电功能。

目前普遍采用湿法纺丝制备壳聚糖纤维。纺丝的工艺路线一般为：壳聚糖-溶解-纺丝原液-过滤-脱泡-计量-过滤-纺丝-凝固浴-拉伸浴-洗涤-干燥-纤维。干湿法纺丝是一种相对较新的化学纤维的制备方法,其最大的优点是有利于提高纤维的强度。干湿法纺丝与湿法纺丝的区别在于：原液细流在进入凝固浴之前先要经过一段空气层,而这段空气层对纤维的结构和性能起着非常重要的作用。壳聚糖纤维制备应用：人造皮肤，进入人体，10天左右即可被降解并由人体内排出。香烟过滤嘴，截留尼古丁能力强。化妆面膜，卫生巾等。六、新型再生纤维素纤维（一）新溶剂型纤维天丝LyocellTencelNewcell生成过程无污染。

NMMO是一种环状叔胺氧化物。室温下为固体，熔点170°，化学性能不太稳定，易吸水合成多个分子的水合物。NMMO可以与水结合形成一定组成的高度溶解能力的体系，具有较好的稳定性。1.溶解方法：（1）两步法：先将纤维素、适量水和NMMO在不溶解的温度下研磨，均匀分散。造粒后立即送入螺杆快速溶解。（2）直接溶解法将纤维素、过量水和NMMO配成淤浆置于贮槽中均匀搅拌，使纤维素充分溶胀，然后进入螺杆。2.纤维结构分子链-晶胞-基原纤-微原纤-原纤-纤维。近似圆形的截面，无皮芯结构，结晶度为普通粘胶的1.7倍，非晶区取向度高于粘胶，规整性好，平均分子量高于粘胶。3.纤维性能（1）力学性能Lyocell高湿模量粘胶纤维

干强3.8-4.23.4-3.62.0-2.6湿强3.4-3.81.9-2.11.0-1.5干伸长14-1613-1520-25湿伸长16-1813-1525-30湿模量27011050（2）原纤化性能使用加工过程中，特别是在碱性湿态条件下，机械外力作用，纤维劈裂成直径1-4微米的微细纤维。

原因：结晶度高、取向度大，横向结合力弱，

（3）吸湿性能

Lyocell高湿模量粘胶回潮率11.512.513保水能力

657590（4）热学性能分解温度高于普通粘胶。热失重现象相对轻微。干热及沸水收缩率低，织物仅为2%。4.应用与粘胶纤维相同。牛仔布系列套装休闲系列衬衫非织造布产业用七、天然彩色棉（一）概况古老而又新兴的天然纤维。4000年以上的历史。第二次世界大战，染料短缺时，曾经种植。后因廉价化学染料的发展，以及白棉的优异性能而使其失去商业化价值。环保意识的提高以及新品种的培育使其重新回归。特点：无需染色。主产地：美国、中国、俄罗斯、印度、乌兹别克等。价格约为白棉的3倍。主要颜色：棕色（深棕、浅棕）绿色淡红、淡黄、浅褐色、紫色等。（二）主要品质亩产接近白棉，衣分率低。长度27mm左右，较短。成熟度较低，细度在8500公支以上。强度低，1.95cN/dtex,约为白棉的二分之一。（三）主要性能颜色不够鲜艳，耐水洗性能好，越洗越鲜艳。但耐光性差，长期日晒会褪色。纺纱断头率高，单独纺纱困难，一般与白棉混纺。品质不稳定，与白棉尚有一定差距，其中棕色稍好，其他颜色彩色棉品质更差。影响了发展和应用，需要进一步改善和提高性能，开发更好的品种。目前主要用于全面衬衣、内衣和休闲服饰等。近几年发展处于停滞状态。八、其他彩色天然纤维（一）彩色蚕丝靠家蚕的突变基因，利用染色体技术把需要的基因组合输入家蚕体内，培育出能吐五彩丝的新蚕种。颜色纯正。

（二）彩色羊毛通过给绵羊喂食某种金属微量元素，以改变羊毛的颜色。如喂铁元素，则为浅红色；铜元素可以使羊毛变为蓝色。目前已有红色、天蓝色、金黄色、棕色。

（三）彩色兔毛彩色兔，近年出现，美国的品种较多。我国有一定的数量与品种。九、竹浆纤维提取竹子中的纤维素，再经制胶、纺丝等工序制造而成的再生纤维素纤维。由于竹子在生长过程中具有良好的抗菌性，能保留一定有效的抗菌成分“竹醌”，就能体现出良好的抗菌性能。竹纤维就是从自然生长的竹子中提取出的一种纤维素纤维，是继棉、麻、毛、丝之后的第五大天然纤维。按加工工艺不同分为两大类

1、天然竹纤维——竹原纤维

竹浆纤维

2、再生竹纤维

竹炭纤维九、竹纤维天然竹纤维——竹原纤维

采用物理的、机械的方法将竹子碾平、扭转、梳理，而后将其脱胶，去除糖分、脂肪，消毒晾干而成。（竹麻）

在纺纱时，需用束纤维纺纱，因为单纤维细度0.05tex,长度5mm，所以无法满足单纤维纺纱。竹纤维的来源竹原纤维天然竹纤维的制取工序采用毛竹或簇生竹为原料，将天然竹竿锯成需要的长度，然后采用机械、物理的方法，通过浸煮、软化等多到工序除去部分或大量非键合型非纤维素物质，再用生物、化学或两者结合的方法辅助脱胶，去除竹子中的木质素、戊聚糖、果胶等杂质，从竹竿中直接提取原生的纤维。其中生物脱胶环保效果好，分离出的竹纤维属于无污染的环保纤维。竹纤维的来源竹材制竹片蒸竹片压碎分解化学/生物酶脱胶梳理纤维纺织用纤维再生竹纤维

将竹子切片、风干，采用水解—碱法及多段漂白技术，将竹片制成符合纤维生产要求的浆粕，经人工催化，将竹浆中纤维素纤维提纯到93%以上，在满足纤维生产要求基础上，由化纤厂加工制成竹纤维。1.竹浆纤维

一种将竹片做成浆，然后将浆做成浆粕再湿法纺丝制成纤维，其制作加工过程基本与粘胶相似。2.竹炭纤维

是选用纳米级竹香炭微粉，经过特殊工艺加入粘胶纺丝液中，再经近似常规纺丝工艺纺织出的纤维产品。

竹纤维的来源竹纤维的来源竹浆纤维竹碳纤维再生竹纤维的制取工序再生竹纤维对竹子原料适应性强，采用化学方法制成。即以竹材为原料，经人工催化，多次漂白，精制成可满足生产要求的竹浆粕，然后由NaOH溶解，经纺丝、凝固等工艺制成，同时确保天然抗菌成分“竹醌”不受破坏。竹纤维的来源化学结构式竹纤维的来源风干竹片水浴水解硫酸盐法蒸煮疏解-筛选二步法碱法蒸煮打浆漂白氯化洗浆酸处理除沙抄浆烘干竹纤维浆粕浆粕加工工艺流程纺丝加工工艺流程竹纤维浆粕切粕制胶-过滤脱泡纺丝塑化水洗计量切断脱硫水洗上油干燥成品天然竹纤维的形态

天然竹纤维细长，呈纺锤状，两端尖。纵向有横节，粗细分布很不均匀，纤维表面有无数微细凹槽。横向为不规则的椭圆形、腰圆形等。内有中腔，横截面上布满了大大小小的空隙，且边缘有裂纹。竹纤维的结构天然竹纤维截面天然竹纤维纵向再生竹纤维的形态

再生竹纤维具有锯齿状或梅花瓣状的横截面形态结构，其纵向表面具有深浅不等的沟槽，基本形状与粘胶纤维相似。竹纤维的结构再生竹纤维截面再生竹纤维纵向竹纤维的微观结构竹纤维的横断面是由许多的通信层组成，大体可分为初生层(P)、次生层(O~L4)和中腔3个部分。竹纤维次生胞壁的外层壁较薄，呈螺旋形排列，纤维的取向角在2。~10。，内层是由宽层和窄层交替组合而成(L1~L4)。竹纤维的结构竹纤维的结构示意图注：P-初生层O-次生外层L1~L4–宽层N1~N3-窄层物理性能1.动、静摩擦因数差值相对较大，使纺出的纱条间有一定摩擦力和抱合力。2.干态断裂强力接近涤纶，2.49/1.97cN/dtex断裂伸长率接近粘胶(17.5%)。3.强力高，断裂功及断裂比功数值较大，耐磨性好，初始模量大，湿态弹性回复率较干态大，弹性回复率较好，具有较大的抵抗变形能力。4.回潮率与普通粘胶纤维接近(13.5%)，干断裂强度大于湿断裂强度，吸湿后强度下降30%以上，不耐水洗。5.比电阻相对较高，所以要加入纺织油剂。纤维不带任何自由电荷，抗静电，止瘙痒。

6.纤维耐光性很好，紫外线照射后，强力下降很少。紫外线穿透率为万分之六，抗紫外线能力是棉的41.7倍。竹纤维的性能化学性能1.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，大多数存在于细胞内腔或特殊的细胞器内，直接或间接地参与其生理作用。2.耐碱性好，耐酸性稍差。染色性能竹纤维截面的多孔隙性以及纵向的沟槽，使染料易渗透到纤维内部，因此具有良好的染色性能。竹纤维的性能吸湿性能1.竹纤维的横截面凹凸变形，布满了近似于椭圆形的空隙，呈高度中空，毛细管效应极强，可在瞬间吸收和蒸发水分。在所有天然纤维中，竹纤维的吸放湿性及透气性是最好的。2.在温度为36℃、相对湿度为100%的条件下，竹纤维的回潮率超过45%，透气性比棉强3.5倍。这使竹纤维具有“会呼吸的纤维”的美誉，而用它制成的纺织品被称为“人的第二肌肤”，冬暖夏凉，又能排除体内多余的热气和水分

。竹纤维的性能抗菌性能1.竹子在大自然的环境中能保持无虫蛀、不霉烂，是因为竹子中存在天然抗菌的成分“竹醌”；而竹纤维在生产过程中，采用高新技术处理，让抗菌物质始终结合在纤维素大分子上。所以，即使竹纤维织物经反复洗涤、日晒也不会失去其抗菌性能。2.竹原纤维具有较强的抗菌和杀菌作用，其抗菌效果是任何人工添加化学物质都无法比拟的，天然、环保、持久、保健等特点与人工加工的抗菌纤维截然不同，且抗菌效果具有一定的光谱效应。竹纤维的性能菌种杀菌率%天然竹纤维苎麻纤维亚麻纤维棉纤维再生竹纤维金黄色葡萄球菌99.098.793.994.9枯草芽孢杆菌99.798.399.853.8白色念珠菌94.199.899.640.185.1黑曲霉菌83.051.2竹纤维的性能几种纤维的杀菌率除臭性能由于竹原纤维中含有叶绿素铜钠，因而具有良好的除臭作用。实验表明，竹原纤维织物对氨气的除臭率为70％～72％，对酸臭的除臭率达到93％～95％。防紫外线性能另外，叶绿素铜钠是安全、优良的紫外线吸收剂，因而竹原纤维织物具有良好的防紫外线功效，可在一定程度上减小紫外线对人体的伤害。竹纤维的性能保健性1.竹含有丰富的果胶、竹蜜、酪氨酸、维生素E等多种防癌抗衰老功能的微量元素，具有滋润皮肤和抗疲劳的功效。2.竹纤维含有多种人体必需的氨基酸，对皮肤具有独特的保健功能；能增加人体的微循环血流，激活组织细胞，使人体产生温热效应，能有效调节神经系统，疏通经络改善睡眠质量。可生物降解性竹纤维是一种可降解的纤维，并在泥土中能完全分解，对周围环境不造成损害，是一种真正意义上的天然环保型、功能性绿色纤维。竹纤维的性能竹纤维纱线竹纤维纱是继天丝后又一新型绿色环保产品，其手感柔软、光泽好,吸湿性极佳,又具有天然的抗菌性能,是织造贴身内衣、T恤、袜子、家纺用品的优选纱线。现已开发出100%纤维纱线，竹棉混纺纱，竹绢混纺纱，竹与MODAL纤维、腈纶纤维、涤纶纤维混纺纱等品种。竹纤维的应用竹纤维的应用竹纤维纱线（坯纱）竹纤维的应用竹纤维纱线（色织）竹纤维的应用竹纤维长丝竹纤维面料竹纤维面料系100%竹浆纤维制成，该面料吸湿性、透气性、织物悬垂性好,手感柔软,易上色，染色色彩亮丽，是一种前景广阔的新型环保面料。尤其独特的是竹纤维具有天然抗菌功能，因而用于制作内衣、贴身T恤衫、袜子等更加合适。同时竹纤维与棉、腈纶等原料混纺制成的面料也具有很好的效果。竹纤维的应用竹纤维面料小样竹纤维无纺布竹纤维无纺布由100%竹浆纤维制成,性能上与粘胶纤维非常接近,但是竹纤维具有天然杀菌、抑菌的效果，因而在卫生材料如卫生巾、口罩、护垫、食品包装袋等方面具有无比广阔的应用前景。竹纤维卫生材料有竹纤维纱布、手术衣、护士服等一系列产品可以选择。由于竹纤维产品天然的抗菌功能，不需添加任何人工合成的抗菌剂，且不会引起皮肤的过敏现象。

竹纤维的应用竹纤维毛巾、浴巾、脚垫、凉席等竹纤维制成的毛巾及浴衣手感柔软舒适,同时有一种特殊的光泽,染色鲜明亮丽,吸水性好,脚垫及凉席不易滋生细菌。

竹纤维的应用竹纤维床上用品由于竹纤维面料吸湿及放湿性能很好，手感柔软舒适，再加上特有的抗菌性能，用于制作床上用品非常合适。

竹纤维的应用竹纤维毛巾被成分：60%棉/40%竹；规格：190*140cm；克重：870g竹纤维被成分:表面：竹棉毛圈布中间：100%竹纤维竹纤维服装竹纤维的特殊纤维结构决定了用它制造的袜子具有极佳的导湿排湿功能，再加上类似丝绸般的滑爽感穿着行走倍感舒适。竹纤维袜的特别之处是它具有特异的抗异味性。90%以上的使用者确认竹纤维袜具有确切的抗臭功能。部分使用者穿着后脚汗减少明显，足癣症状明显改善。此优点缘于竹纤维的天然抗菌性。竹纤维的应用男式运动袜成份：85%竹/15%氨纶竹纤维的优势竹纤维产品通过采用高科技生产技术，使其天然抗菌、抑菌、抗紫外线作用，在经多次反复洗涤、日晒后仍能保持，其抗菌作用明显优于其他产品，更不同于其它在后处理中加入抗菌剂、抗紫外线剂等整理剂的织物。所以它不会对人体皮肤造成任何过敏性不良反应，反而对人体皮肤具有保健作用和杀菌效果，是真正的亲肤保健产品，应用领域宽广。竹纤维面料也被业内人士誉为“二十一世纪最具有发展前景的健康面料”。竹纤维的发展趋势天然竹纤维制取的主要难点1.竹子单纤维太短,无法纺纱。2.纤维中的木质素含量很高,难以除去。3.常规的化学脱胶方法工艺流程长,周期长,能耗大,且设备腐蚀较严重,对环境污染极为严重,加工出的纤维质量不够稳定。而生物脱胶法也有相当大的难度,由于竹材自身结构紧密,密度很大,而且细胞组织中又有大量空气存在,浸渍液很难浸透,势必延长脱胶时间,加之竹子本身具有多种抑菌物质,菌种的选择也有较大困难,因此有待于进一步的研究和探索。

竹纤维的发展趋势竹纤维加工技术需要改进之处1.在织造过程中，由于竹纤维易吸湿、湿伸长大、塑性变形大，因而极易脆断，成衣制造中100%的竹纤维还没有很好地解决缩水性问题，手感与悬垂性也有待改善。2.目前对竹纤维的物理、化学性能还未能完全了解，采用的脱胶工艺是借鉴苎麻脱胶工艺，木质素的去除是最难解决的问题。3.尽管竹纤维具有绿色、环保性能，但是由于采用粘胶生产工艺，粘胶竹纤维也存在制造过程中的环境污染问题，因此还应考虑污水处理和废弃物回收问题。竹纤维的发展趋势竹纤维衍生产品1.高吸水材料纤维素是含有多羟基的高分子多糖，由于羟基的亲水性，天然纤维素本身就具有一定的吸水吸湿能力，只是其高度结晶结构使大部分羟基处于氢键缔合状态,限制了这种吸水能力。因此制备纤维素系高吸水材料时，首先要尽量破坏这种结晶结构、提高其反应可及度,然后通过醚化、接枝、交联等化学反应方法在纤维素大分子上接上羧基、羟基等高亲水性基团，并通过适度交联以保证吸水后的凝胶强度。2.生物质降解薄膜以纤维素作为基材制得的塑料薄膜，可被自然界中微生物分解，具有良好生物可降解性。

竹纤维的发展趋势十、蜘蛛丝纤维

蜘蛛丝具有很高的强度，比芳纶还高，是钢的5-10倍。蜘蛛丝的弹性和韧性都很好，耐冲击性强。耐低温性好，-40°时仍保持其弹性。生物可降解，不会对环境造成污染。防弹背心优于芳纶。坦克飞机的装甲。宇航服。医疗方面，与人体具有相容性，可以用作高性能生物材料。筋腱、韧带、器官、组织修复、伤口处理、手术缝合。采用基因工程方法生产人造蜘蛛丝，正在探索中。搞清基因序列，建立模型，生产出合成基因，移植给动物、植物或微生物，复制蜘蛛丝蛋白，进行分离提纯溶解纺丝，生产出性能优良的人造蜘蛛丝。蜘蛛丝简介节肢动物门(Arthropoda)蛛形纲(Arachnida)蜘蛛目(Araneida或Araneae)所有种的通称。除南极洲以外，全世界分布。从海平面分布到海拔5,000米处，均陆生。蜘蛛丝是一种高分子蛋白纤维，具有其他纤维不可比拟的强度大、弹性好、柔软、质轻、抗断裂、耐紫外线等优点,并且可生物降解和回收,不会对环境造成污染,是生产绿色织物优异的材料。蜘蛛丝的使用具有悠久的历史，从中世纪开始,蛛网就被用作伤口敷裹布来帮助血液快速凝固。十三世纪时，成吉思汗曾为抵御敌军射出的箭而为所有骑兵配备蛛丝背心。人类历史记载的第一双蜘蛛丝织成的长筒袜和手套织成于1710年。而且,在新几内亚,蛛网还曾被用作鱼网。蜘蛛丝的性能蜘蛛丝的七种腺体圆蛛属7种丝腺体产生的丝及其功能丝腺命丝名及其功能大囊状腺牵引丝、放射状丝、构成网骨架的框丝小囊状腺牵引丝、螺旋框丝（非粘性）管状腺包卵的卵茧丝鞭毛状腺网的横丝梨状腺附着盘葡萄状腺捕获丝等集合状腺横丝表面的粘性物质蜘蛛丝的分子构象

从电子显微镜下观察蜘蛛丝，可发现，蜘蛛丝有点类似悬吊桥樑的大钢索，中间有一根主要的钢索，而周围又以其他较小的钢索缠绕着。外观上又细又柔软的蜘蛛丝之所以具有极好的弹性和强度，其原因在于：1.非结晶区蛋白质分子链呈β-转角构型，使蜘蛛丝具有弹性。2.结晶区蛋白质分子链为β-折叠链构型，使蜘蛛丝具有强度。蜘蛛丝的分子构象图蜘蛛丝的机械性能材料伸长率（%）初始模量（N/m2)强度（N/m2）断裂功（J/Kg）蜘蛛

牵引丝9.8~32.1(1~30)×109

1×109

1×105

家蚕丝15~355×109

6×108

7×104

尼龙18~263×109

5×108

8×104

棉5.6~7.1(6~11)×109

(3~7)×108

(5~15)×103

钢8.02×1011

1×1095×103凯夫拉4.01×1011

4×1093×104橡胶1×106

8×104蜘蛛丝的理化性质蜘蛛丝物理密度为1.34g/cm3，与蚕丝和羊毛相近；蜘蛛丝光滑闪亮、耐紫外线性能强，而且较耐高温和低温；热分析表明，蜘蛛丝在20