竹纤维生产技术和市场前景研究.doc

竹纤维生产技术和市场前景研究 [摘 要] 本文概述了竹纤维的用途，通过对比着重介绍了新溶剂法再生竹纤维的生产技术，并对竹纤维的市场前景进行了预测与展望。 [关键词] 竹纤维；竹浆粕；N-甲基吗啉-N-氧化物 [中图分类号] TS102 [文献标识码] A 竹子应用广泛是大家熟知的，但应用于服装领域还是近几年的事。用竹子加工成的纤维称为竹纤维，竹纤维分成两大类：天然竹纤维和化学竹纤维。 1 竹纤维的分类 1.1 天然竹纤维――竹原纤维 竹原纤维是采用物理、化学相结合的方法制取的天然竹纤维。 1.2 化学竹纤维 化学竹纤维包括竹浆纤维和竹炭纤维。 竹浆纤维：竹浆纤维是一种将竹片做成浆，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黏胶相似。但在加工过程中竹子的天然特性遭到破坏，纤维的除臭、抗菌、防紫外线功能明显下降。 竹炭纤维：是选用纳米级竹香炭微粉，经过特殊工艺加入黏胶纺丝液中，再经近似常规纺丝工艺纺织出的纤维产品。 竹炭纤维制取过程：竹材炭化（将老竹材加热到450～550 ℃加以炭化，然后进行高温炭化，即在上述低温炭化工程后，再度将该炭化物加热到800～900 ℃，持续处理）→竹炭活性化（将经过上述两种加热处理之后的竹炭进行喷雾处理，竹炭急剧冷却消火，此时因水的物理与化学作用，竹炭产生复杂多孔质之结构，表面积增加数倍，大幅地提高吸着能力。经过活性化处理的竹炭，其组织结合密度提高，变得极为坚硬。碳素率可达85%以上）→竹炭的粉碎（将前述活性化的竹炭加以粉碎，制成亚纳米级的竹炭粉）→均匀分散（将竹炭粉掺入涤纶或黏胶等原浆中并加以搅拌，使其均匀分散在原浆中）→纺丝（从原浆中，透过抽丝设备，抽出含竹炭粉的长丝，也可根据需要切成棉型或毛型的短纤、中长纤维等，从而制得竹炭纤维。 2 生产竹纤维的技术 目前关于竹纤维的生产工艺主要有黏胶法制竹纤维和新溶剂法制竹纤维两种。 2.1 黏胶法制竹纤维 工艺流程为：投料→浸渍→压榨→粉碎→碱纤维素→老成→称量→黄化→纤维素黄酸酯→溶解搅拌→过滤→抽真空→黏胶液 浸渍过程中，纤维素结合NaOH，甚至生成醇钠，还发生溶胀，聚合度有所降低。浸渍的碱液浓度为18%～20%，浸渍时间45―60分钟，温度20 ℃左右为益压榨和粉碎是在联合机中进行的，压榨是除去多余的碱液，以利于黄化反应的顺利进行，因为过多的碱液会消耗CS2，还会发生多种副反应.粉碎是为了将压榨后的非常致密的碱纤维素粉碎成细小的松屑状，增大表面积，利于后续中的各步反应能更加均匀的进行。 老成是在老成箱中进行的，这是一个密闭的车间，里面有加热装置，传送带等。老成就是借空气的氧化作用，使碱纤维素分子断链，聚合度降低，黏度下降.老成关键是控制老成的温度和时间，一般采用低温长时间而不用高温，因为温度太高，裂解剧烈，容易使聚合度过低，分子量分布不均匀。 黄化是使碱纤维素与CS2反应，生成纤维素黄酸钠，它能溶于NaOH溶液中，从而形成纺丝液.黄化反应主要是气固相反应，反应过程包括CS2蒸气按扩散机理从碱纤维素表面向内部渗透的过程，以及CS2渗透部分与碱纤维素上的羟基进行反应的过程.黄化反应是可逆反应，主要取决于烧碱和二硫化碳的浓度。 纤维素黄酸酯的溶解过程在带搅拌的溶解釜内进行。块状分散的纤维素黄酸酯在此经连续搅拌和循环研磨，逐步被粉碎成细小颗粒，逐渐溶解。溶解结束后，为了尽量减小各批黏胶间的质量差异，需将溶解终了的数批黏胶进行混合，使黏胶均匀，易于纺丝。 黏胶在放置过程中发生的一系列化学和物理化学变化，称为黏胶的熟成。黏胶的熟成度是指黏胶对凝固作用的稳定程度。一般用黏胶在NH4Cl溶液中的稳定程度表示。熟成度是黏胶的重要指标之一，它直接影响纺丝成形过程的快慢机成品纤维的性能。熟成刚开始，黏度急剧下降，随着熟成的继续进行，黏度又开始上升，甚至形成黏胶胶粒子。 过滤就是除去黏胶溶液中的微粒，防止在纺丝过程中阻塞喷丝孔，造成单丝断头，或在成品纤维结构中形成薄弱环节，是纤维强度下降。通常要经过三道过滤，过滤介质为绒布和细布，采用的是板框式过滤机。 黏胶在溶解搅拌，输送和过滤而带入大量尺寸不一的气泡，加速黏胶的氧化，破坏滤材的毛细结构，纺丝时则易造成断头和毛丝，降低纤维的强度。因此，采用抽真空的方法除去黏胶中的气泡，一般气泡的体积分数控制在0.001%以下。 采用黏胶法生产竹浆纤维是目前主要的生产方式，存在着生产时间较长，生产过程的环保费用较高。 2.2 新溶剂法制竹纤维 新溶剂法纤维素纤维生产工艺属国内首创，自主设计的整套工艺路线和溶解、脱泡、过滤等关键设备具有创新性，拥有完整的自主知识产权。该项目已被列入