竹纤维十篇

时间:2023-03-14 03:39:26

竹纤维

竹纤维篇1

竹纤维是承袭我国先人的智慧和技术,融合现代高科技手段,利用中国广泛生长的竹子为原料,用竹子中提取出的竹纤维素,采用水解碱法及多段漂白形成浆柏,再加工制成纤维。提取竹纤维工序如下:

前处置工序:前处置工序包括搜罗整料、制竹片和浸泡三个历程。预剖析工序:预剖析工序包括搜罗再蒸煮、水洗和剖析即开端剖析三个历程。剖析工序:剖析工序包括搜罗蒸煮、分丝、还原、脱水和软化五个历程。梳理成条工序:梳理成条工序包括搜罗干燥、梳纤、筛选和磨练四个历程。

(来源:文章屋网 )

竹纤维篇2

如此全民性的生活方式,在中国的纺织服装市场,又引起了怎样的波澜呢?

按照低碳标准,有人对纺织材料的碳排放量做了对比调查发现,竹纤维在全生命周期中是低排放,棉麻丝毛等任何一种纤维都难以达到这一水平。

纤维领域的许多企业颇为激动,因为竹纤维十年来持续不断地创新,原本只是认为它最大的价值是“人类的第五种天然纤维”,没想到,低碳时代忽然间把竹纤维推到了前沿舞台上,竹纤维毫无悬念的迎来了它最精彩的生命时光。

“如果是环保纤维大战的话,竹纤维肯定是胜出了”,竹纤维联盟常务副会长,河北吉藁化纤股份有限公司总经理宋德武,这个竹纤维产量占全国80%的企业主,对竹纤维的市场前景特别看好:“中国竹林面积世界第一,竹子生长快,环保绿色还可以再生,竹纤维制成的布料比棉布在生产过程中更省水。过去我们推广竹纤维,从来不走时尚路线,都是强调技术,所以终端消费者不如专业人觉悟的快,我们政策支持方面有时候难免吃亏,但现在,就低碳两字,足以让竹纤维的发展速度提升数倍”。

吉林化纤集团的董事长王进军说,全国棉花种植缩减了20%,一边是棉花紧缺,一边是484万公顷的竹材种植,从纤维原料上,竹纤维就占了上风。在高成本时代和低碳时代,一个讲究成本控制,一个讲究可持续发展,两样都是竹纤维的优势,越来越多的人加入这个行业,也将使竹纤维得到快速提升。

竹纤维是通过高科技手段从竹子中提取一种绿色生态环保型纤维,产品最吸引人的特点就是抑菌,亲肤,消除异味的同时,远红外发射率高达0.87,蓄热保暖比一般传统家纺面料强百倍。

北京大学计算机系副教授张化瑞,在一次暑假旅行中无意间发现,湿漉漉的竹纤维毛巾放在塑料袋里闷了2天,等拿出来时居然不粘手,更无异味,大为惊奇。他跑到北京海淀区紫竹院附近的竹纤维专卖店,一口气买了儿童浴巾、棉毛衫、棉毛裤以及袜子等各类竹纤维产品,“我从来不关心什么流行趋势,我只是认为好产品一定要解决人们生活中的困难,就像我们计算机编程序,谁的程序占空间小,解决的问题又多,它肯定会成为技术趋势,竹纤维如果环境破坏小,功能上又解决问题多,它肯定也会成为纺织面料趋势。”

竹纤维篇3

竹木纤维其实是竹纤维和木纤维的混合而成的!其中,竹纤维是从自然生长的竹子中提取出的纤维素纤维,继棉、麻、毛、丝后的第五大天然纤维。竹原纤维具有良好的透气性、瞬间吸水性、较强的耐磨性和良好的染色性等特性,具有天然抗菌、抑菌、除螨、防臭和抗紫外线功能。竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附能力,能吸附空气中甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质,并消除不良异味。

(来源:文章屋网 https://www.wzu.com)

竹纤维篇4

张琴芬口中的“天竹”纤维究竟又是一种什么样的产品呢?

据介绍,“天竹”纤维是河北吉藁化纤有限责任公司利用中国四川广泛生产的竹子为原料经专利技术生产的新型纤维素纤维。该纤维在土壤中可自然降解,且对环境无任何污染。它保持了竹子原有的抗菌、抑菌作用,同时也具有吸湿透气性好、手感柔软、织物悬垂性好、抗紫外线效果好,易打理,染色性能优良、耐磨、不起毛球等特性。成为继天丝、大豆纤维、甲壳素纤维之后的又一新型纺织原料。目前“天竹”纤维已占据了国内90%多的竹纤维市场份额。

跟普通产品相比,虽然“天竹”纤维成本较高,但它具有抗菌、抑菌性,滑爽、排汗的速度也特别快。一件加入了竹纤维材料的休闲西装,在日本市场的售价达59万日元,一件夹克衫为69万日元。在国内,一件含竹纤维的衬衣或裙子,售价一般几百元。

也正是由于竹纤维优异的环保性能以及其高附加值,使得诸多企业纷纷加入到对于竹纤维产品的开发和应用“大军”,目前铜牛、红都、如意、华纺、江苏AB、三枪、瑞亚高科、恒美、华帛、洁丽雅等知名服装、家纺、面料生产企业都在研发、生产竹纤维产品。

北京雪莲集团有限公司总工程师兼技术中心主任邵志京十分看好“天竹”纤维在羊绒产业的应用。他认为,“天竹”纤维具有良好的吸湿和抗菌性,尤其是在与羊绒的结合方面具备很大的发展潜力。“‘天竹’纤维首先是有很好的亲肤性,这一点和羊绒本身的性质很接近,此外,‘天竹’纤维吸湿性能优越,而且其抗菌性也比较适合做夏装类的产品,这对于近年来开始夏装类产品开发的雪莲而言,是尤其看重的一点。”此外,邵志京认为,相比羊绒来说,“天竹”纤维在价格方面相对较低,使用“天竹”纤维和羊绒进行混纺,不仅可以集合两种纤维各自的优点,而且就其整个产品的成本而言也大大降低,这对于产品的销售无疑是非常重要的一点。

目前雪莲公司的“天竹”纤维产品主要还是应用于夏装,但冬装类的内衣目前也已有一个广泛的应用。而下一步,如何通过后整理能够使“天竹”纤维更接近羊绒产品的一种手感和风格,是其研发的一个重点。

温州市圣卡萝服饰有限公司品牌总监于丽虽然是今年刚刚接触到“天竹”纤维,但对于其在女装市场的应用前景非常有信心。“‘天竹’纤维除非常符合目前市场上人们对于环保的一种追求外,更重要的是它还具有非常好的手感,完全不像是由竹子的纤维做出来的, 感觉更有点像含毛量的东西,手感特别好。”目前公司正在对其进行进一步的考察,认为如果价格、花色、下单量等都可以达到要求的话,将把它广泛应用于公司的大衣、套装、裤子以及衬衫等系列产品的开发生产中。

正是由于诸多企业的纷纷看好,自2000年问世以来,“天竹”纤维平均每年保持了30%的增长速度。目前,在“天竹”纤维终端产品中,针织内衣类的“天竹”纤维使用量已经达到45.4%,巾被类、袜类、床品、休闲面料的使用量分别为19.4%、16.4%、10.5%、4.3%,其它领域产品的“天竹”纤维使用量为4.0%。“天竹”纤维已经逐渐深入到百姓生活中。

而为进一步推动“天竹”纤维的产业化应用,2010年3月29日,河北吉藁化纤有限责任公司还与国家纺织产品开发中心共同组建了天竹纤维产品开发协作体系,而这一体系的启动也标志着“天竹”纤维的产业化推广工作进入全面实施阶段。

竹纤维篇5

在2006年末至2007年,网络上出现大量商户销售声称使用“竹纤维”制作的服装。他们在广告中宣称“竹纤维”非常柔软,同时比棉纤维更易染色,并具有天然抗菌性能;而且由于生长过程中没有使用农药;要远比棉花纤维等其他纤维更环保。

2008年,“竹纤维”的广告在国家广播和流行杂志中出现的频率大幅增加,宣传上述“竹纤维”的优点,但是它们的宣传都不够客观。本文希望通过检测几种做过广告的“竹纤维”产品,验证其是否具备广告所宣传的性质。

竹子简介

竹子是高大且生长快速的禾本科多年生木质化植物。它们生长在亚洲以及印度洋和太平洋岛屿上,从热带到温带地区都有分布。甚至有少数属于青篱竹属的竹子主产于美国南部,这些竹子主要沿河岸或沼泽地区茂密生长。据估计,目前约有91属1000种竹子[1-3]。

竹子的秆茎是木质中空的,它是从厚厚的地下茎生长出来的分支,秆茎通常生长密集,这样可以排除其他植物在竹林中生长。竹秆的高度从最小的10cm~15cm(约4~6in),到最高的40m以上(最大约130ft)不等。成熟的竹子长出水平的分支,分支上可以长出剑状的叶子;这些竹叶可以长出新的竹子。有些种类的竹子茎秆生长迅速,一天可以生长高达1ft(0.3m),这样当其生长位置不好导致植物病虫害时,竹子却不会死亡[4]。

竹子用途广泛。特别是在东亚和东南亚,竹子的种子可以作为粮食,幼株可以当做蔬菜,尤其是中国菜。新鲜的竹叶是不错的牲畜饲料。有几个种类的竹子的纤维素是高品质纸张的原料。

市场上的竹纤维

2006年,“竹纤维”面料和服装的广告开始在市面出现,特别是网上。广告宣传说“竹纤维”有很多优势。而且这些广告通过竹纤维与棉纤维缺点的对比,来宣传竹纤维的优点,这是棉花生产商不愿意看到的。例如,一些“竹纤维”的网站声称,每一磅棉花的生长就需要使用一磅的化学药品。然而,根据美国农业部的数据(在棉花公司的网站引用),一英亩的棉花使用1.2磅的杀虫剂和2.1磅的除草剂[5],而每英亩平均收获800磅棉花,由此计算每磅棉花在生产中仅使用0.001814368kg(0.004b、0.066oz)杀虫剂。

关于“竹纤维”织物,服装广告的一项调查显示,很多甚至是大多数广告采用的信息来自于一家中国公司,正是该公司提出了上述观点。另外该公司有时还混淆了人造纤维和植物原纤维的特性。大多数网站对“竹纤维”织物及服装的说法显示市场上出售的竹纤维服装是粘胶纤维而不是从竹茎上提取的竹原纤维。

大量的文献和网络搜索显示都在寻找关于“竹原纤维”的可能来源,瑞士Litrax公司的网站上称“竹纤维”是从竹子秆茎中提取的生物材料[6]。提取过程如下:酶解,蒸发,沸腾,漂白。竹纤维横截面如图1,是像肾脏一样的椭圆形,具有天然纤维素纤维的中空特征。竹纤维拥有合适的直径,从7μm至67μm,平均大约29μm。

如图1所示大多竹纤维具有形状不规则的横截面和清晰可见的流明。在图2中,也可以明显看到竹纤维的表皮上有很多节点。Litrax公司的竹纤维的纤维长度从15mm~150mm(0.6ft~6.3ft)不等,平均长度约2.6英尺。纤维韧性为14.2cN/tex。Litrax公司还称,在抗菌试验中,从竹茎中提取的竹纤维可以杀死葡萄球菌[6]。

关于竹纤维的科学研究

一些研究者已经对竹纤维是来源于植物原纤维和浆粕法产生的纤维素再生纤维做了研究。Rao等人研究了印度竹的微观结构,发现竹子茎秆的表皮里面是一层真皮,真皮主要由厚壁组织细胞组成,而厚壁组织细胞即为竹纤维。纤维的结构和排列与亚麻非常相似[7]。Rao 等人研究了一种从棕榈树叶柄中提取的天然纤维和从竹子主干的叶子上提取的竹纤维[8]。竹纤维可以通过如下过程得到:首先去除竹茎上的节点和薄皮,然后浸泡三天、压榨、打磨以去除单纤维,化学脱胶方法也用于制得纤维。这样制得横截面近似圆形的竹纤维。

Rao等人还制备分析了从慈竹浆粕中提取的纤维素[9]。经过化学处理,从竹子中提取了51%的纤维素。这个回收率与硬木(42%~51%)的差不多,且远多于软木(39%~43%)。慈竹中木质素的含量也与硬木(约22%)类似,但比软木(约30%)要少。

在一项直接验证竹原纤维名称准确性的研究中,徐等分析了竹粘胶,Lyocell纤维以及传统的粘胶纤维(即人造丝)的结构和热稳定性[10]。竹粘胶的扫描电镜显微照片证实其结构与粘胶纤维相似。宽角度X-射线衍射也证实以上三种纤维都呈现出典型的纤维素II型结构。粘胶纤维和竹纤维素纤维的宽角度X-射线衍射图形非常相似,它们分别含有53%和45%的晶体结构;而Lyocell纤维的晶体结构含量要多一些,为69%。热力学分析也显示这三种纤维具有典型的纤维素II型的性质,仅有的一点细小差别也是由于晶体结构含量的不同造成的。

推论

对比市面上出售的所谓“竹纤维”和其他植物原纤维的一些性质,可以做出如下推论:

1)目前市面上(主要是互联网上)出售的“竹纤维”织物和服装,实际上是利用通过浆粕法从竹子植物中提取的纤维素生产的人造纤维素纤维,与粘胶纤维类似。

2)通过标准化试验方法可以证明,“竹纤维”制品不具有广告中宣传的抗菌性。

样品制备与测试

通过互联网从多个渠道购买了7个竹纤维织物的样品,每一个渠道都声明其竹纤维具有以下特性,包括:杀菌,快速排汗,不贴身,防紫外线;而且生产过程无污染。“竹纤维”广告的特点就是称“竹纤维”是可以利用的对环境最友好的材料。样品来源于一些网站,这些网站都有多种“竹纤维”织物,服装产品。要检测的样品如表1所列,另外还选择一些其他纤维产品进行比较。

显微镜测试

提取7个样品的纤维制作横截面切片,使用光学显微镜和扫描电镜观测,将观测结果与文献记录的粘胶纤维和植物纤维横截面图片比较。

抗菌性试验

抗菌性试验采用美国纺织品染化师协会测试标准第147条的方法。试验中要使用革兰氏阳性菌,金黄色葡萄球菌,革兰氏阴性菌以及大肠杆菌。金黄色葡萄球菌感染在各种葡萄球菌引起的感染中最常见,通常引起外科手术后的伤口感染。大肠杆菌普遍存在于小肠中,尽管大部分是无害的,但有一些可以导致严重的食物中毒。

测试结果

纤维结构

图3和图4是显微镜测试结果。测试结果与传统的粘胶纤维标准图片相比,没有发现太大区别。比照Listrax公司提供的植物原纤维显微照片,样品的测试结果与之完全不符,可以断定不是植物原纤维。图5比较了粘胶纤维与从织物样品上提取的“竹纤维”。

抗菌性测试

图6是具有代表性的抗菌性测试结果图片。试验表明,没有一个“竹纤维”样品具有抗菌性。细菌可以直接穿过“竹纤维”织物在培养皿中繁殖。形成强烈对比的是一块几年前抗菌处理过的无纺布,这个样品的抗菌有效性与“竹纤维”抗菌的无效性截然不同。

图6使用AATCC测试方法147和S. aureus评价经抗菌处理的非织造布(a)、“竹纤维” (b)、粘胶纤维织物(c)和竹纤维非织造毛巾(d)

总结与结论

对7个广告中宣传的“竹纤维”织物样品进行了光学显微镜和扫描电镜的测试,并将测试结果与已知的粘胶纤维和植物原纤维进行对比。用同样的样品还做了抗金黄色葡萄球菌和大肠杆菌试验。结果表明我们讨论的“竹纤维”基本认定是粘胶,可能是竹茎浆粕中提纯出的纤维素制成的人造纤维素纤维。

我们前面的推论得到了证实。我们所讨论的“竹纤维”并不是来源于竹子表皮的植物原纤维,而是一种由竹纤维素制成的粘胶纤维。进一步讲,这些织物也不具备市场上广泛宣传的抗菌性。

政府行为

2008年8月,美国联邦商务委员会(FTC)就“竹纤维”问题举行听证,有学术界和商界的几位代表就“竹纤维”是一种特殊纤维的合理性进行举证。当时没有立即采取行动,但在2009年8月11日,FTC了一个新闻稿,题目为FTC指控有些公司用虚假“竹纤维”产品信息欺骗消费者[11]。FTC指控了四家公司“欺骗性地把产品标签成分标示为竹纤维,并在广告中宣传其原料是天然竹子,事实上其产品成分是粘胶纤维”。FTC还指控了一些公司,这些公司虚假宣传竹纤维产品的环保性,称其产品生产过程是环境友好的,并保留了竹子的天然抗菌性和可生物降解性。2009年9月,这三起指控都已经解决。

加拿大采取了更加积极的行动。2009年3月11日,加拿大政府竞争局发出公告,要求给这类纺织品明确标注为“以竹子为原料的衍生品”[12]。他们认为,市场上大部分“竹纤维”纺织品是“来源于竹浆的人造纤维素纤维”,这违反了竞争局的命名规定。在2009年8月31日前,经销商可以出售他们库存的那些标签不准确的产品。之后,竞争事务局将严格检查确保他们的纺织品标签规定能顺利执行。加拿大的规定是从竹子中提取的人造纤维素纤维首先必须被标注为人造,其次才能被标注为来源于竹子。

美国市场

目前美国市场的情况看起来比较混乱。在过去的一年,有相当一部分证据表明经销商对所谓“竹纤维”进行了不准确和没有事实依据的宣传。另一方面,甚至在加拿大和美国监管行为前,仍有更多涉及“竹粘胶纤维”的广告出现,这些广告有时仍然宣称其“竹纤维制品”具有的抗菌性和防紫外线性。

考虑到目前以及未来纺织品交易中消费者权益的重要性,纺织品制造商和经销商首要工作是提供证据证明其纺织品的原料成分确保自己的信誉。

参考文献:

[1]Gratani, L., et al., Flora, Vol. 203, 2008, pp77-84. .

[2]Bystriakova, N., et al., Biodiversity and Conservation, Vol. 12, No. 9, September 2003, pp1833-1841.

[3] Bamboo, Wikipedia, , accessed August 2009.

[4]"Culms," in Encyclopedia Britannica Online, 2008, , accessed August 2009.

[5] /sustainability, accessed August 2009.

[6] Natural Bio Bamboo Fiber, , accessed April 2008.

[7] Ray, A. K., S. Mondal, and S. K. Das, Journal of Materials Science, Vol. 40, 2005, pp5249-5253.

[8] Rao, K. M. M. and K. M. Rao, Composite Structures, Vol. 77, 2007, pp288-295.

[9] He, J. X., S. Z. Cui, and S. Y. Wang, Journal of Applied Polymer Science, Vol. 107, 2008, pp1029-1038.

[10]Xu, Y., Z. Lu, and R. Tang, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Vol. 89, No. 1, 2007, pp197-201.

[11]FTC Charges Companies with 'Bamboo-zling' Consumers with False ProductClaims, ftc.gov/opa/2009/08/bamboo.shtm, accessed August 2009.

竹纤维篇6

关键词:竹炭;竹炭纤维;吸附

文章编号:1005-6629(2010)10-0046-03 中图分类号:TA651 文献标识码:E

竹炭是近几年刚刚兴起并迅速掀起开发热潮的产品,充分利用竹炭特性开发功能性竹炭纤维纺织用品对于提高我国纺织品在世界的竞争力具有深远的社会意义。同时,竹炭是竹材资源利用的一个新突破,竹炭纤维具有“黑钻石”的美誉,被称为“21世纪的环保新卫士”。从日常所接触的知识,我们非常清楚,竹炭纤维制品已被广泛应用于医疗防护服饰、婴幼儿及孕妇防护服、袜子、毛巾、高档内外衣面料、床上用品、窗帘、地毯、宾馆及家庭装饰织物、车及船的内饰织物、空调过滤器、美容面膜等。

1竹炭的发现与发展

竹炭的生产起始于20世纪90年代中期,它是竹材及其加工剩余物经高温热解的产物,在国外进行竹炭研究的主要是日本、韩国、印度尼西亚等国家。竹炭改性涤纶最早是日本研制开发出来的。2005年,日本自然科学杂志报道称,日本生产出500吨的竹炭纤维,它的加工方法是第一步竹炭加工,然后简单地将竹纤维拉长并与化纤、棉线等交织在一起[1]。

我国自1995年开始烧制竹炭,1997年初浙江省文照竹炭有限公司率先开发出了适合国际市场需求的作为纺织产品填充物的系列竹炭产品,而河南省新乡白鹭化纤集团是国内最早见报道生产竹炭纤维的企业,2003年该企业成功开发出了竹炭粘胶纤维[2]。同年,华东理工大学联合上海华力索菲科技有限公司研发出一种将纯天然的超细竹炭添加剂涂在涤纶、粘胶等纤维表面上的新技术,这种天然植物添加剂移植到化纤中是一个新亮点,也是纳米技术与纺织结合的产物。将竹炭用于纺织是一项新技术,竹炭及其纤维产品的生产迅速遍及我国多个省和地区。

2004年以来,中国台湾地区也陆续报道有新型竹炭纤维问世。2005年,北京百泉化纤厂开发的竹炭磁性纤维,可以使人们在人造空气负离子的小环境中,进行“无痛磁性理疗”,达到全天候保健的目的,是竹炭纤维工业的特大突破。而2006年,浙江上虞弘强彩色涤纶有限公司成功开发出多功能环保型竹炭改性涤纶[3],竹炭纤维工业正在迅猛发展之中。

2竹炭的组成与结构

2.1竹炭的化学组成

竹炭来自于天然的竹子。工业上主要选择南方生长5年以上的毛竹为原料,经高温干燥碳化工艺处理后得到竹炭。竹炭纤维的分子结构呈六角形,质地坚硬,细密多孔,竹炭的比表面为700 m2/g,相当于一个篮球场的面积,是普通木炭的2―3倍。同时,竹炭还含有丰富的矿物质,是普通木炭的5倍。

竹材炭化后得到的竹炭, 化学成分主要是纤维素、 半纤维素和木质素, 分子式可表示为(C6H10O5)n,三者同属高聚糖,总量占纤维干质量的90%以上,其次是蛋白质、脂肪、果胶、单宁、色素和灰份等,大多数存在于细胞内腔内,直接或间接地参与其生理作用。竹材燃烧后的无机成分都留在灰份中,含量相对较多的有K+、Mg2+、Na+、Ca2+等无机离子,其含碳量为52.06~85.42 %,含H、O的比例随燃烧的温度不同而各有差异。纤维素是竹炭纤维中最主要的成分,由于生长地域不同,纤维素的含量也不同,一般为40~53 %不等,明显低于棉和麻纤维。半纤维素是由多种糖单元组成的复合聚糖的总称,它是无定形物质,半纤维素的聚合度低,吸湿易润涨,是纤维之间和微细纤维之间的“粘合剂”和“填充剂”。

木质素是由苯基丙烷结构单元通过醚键和碳―碳键联结而成的芳香族高分子化合物,存在于胞间层和微细纤维之间。纤维素大分子的基本链节是β―葡萄糖剩基,相邻的葡萄糖剩基转过180°,彼此以1,4甙键相结合形成大分子。每个葡萄糖剩基上有三个羟基, 由于羟基的存在,决定了纤维素纤维比较耐碱而不耐酸, 而且具有一定的吸湿能力[4]。

2.2竹炭的内部结构

竹炭的内部结构比较复杂,肉眼无法观察到,若通过用显微镜观察(见图3和图4所示),无论是横向还是纵向截面,都体现出每一根竹炭纤维呈现出内外贯穿的蜂窝状微孔结构,这为竹炭纤维的超强吸附能力提供了良好的基础。在工业上,竹炭只是一个炭化后的竹子,通常需要提炼,才能得到可以拓展运用的材料――竹炭纤维。

3 竹炭纤维的性能

3.1竹炭纤维的优良性能

竹炭表面及内部特殊的超细微孔结构使其具有很强的吸附能力,竹炭吸附能力是木炭的5倍以上,除对人体异味、油烟味和粉尘具有吸收、分解异味和消臭的作用外,还有很多优良的性能[5]。

(1) 超强的抗霉防霉性能;

(2) 能发射一定波长的远红外线,具有蓄热保暖的功能;

(3)自动吸湿和放水,迅速调整合适的湿度;

(4)防静电和电磁辐射性能;

(5)吸附染色剂稳定,不易褪色。

竹炭纤维还能使服装外观华贵、手感柔软丰满、光泽柔和耐磨性能优良,是贴身纺织品的首选面料。

3.2竹炭纤维具有处理污水性能

竹炭纤维独特的结构可以用来处理生活污水和工业污水。大量研究表明,竹炭不仅对污水中的Cu、Hg、Mn、Ba等大多数有毒重金属离子具有良好的吸附固定作用,还可以使用竹炭纤维做沉淀剂的载体,吸收污水中大量的含砷、磷、氮盐类物质,同时竹炭纤维对水中有机物也具有一定的吸附作用。通过大量实验[6]表明:

(1)向富营养化湖水投加富含竹炭纤维的优势菌,能使水体浊度值明显降低,极短的时间内便可使水体变清,从而达到恢复水体美观功能的作用。

(2)在水体净化实验中,添加优势菌浓度达100 mg・L-1时,竹炭纤维对Mn2+、NH3-N的吸附非常明显,其水体浊度在第15天后降低到原来的50%。

(3)投加竹炭纤维能够使水中的溶解氧(DO)浓度明显提高,而DO的提高有利于水生生物的生长,促使生态系统恢复到正常的状态。

2009 年浙江省的张永祥发明了一种竹炭净水器[7], 其主要包括过滤容器和滤芯,滤芯一端安装在过滤容器内,另一端与过滤容器连接,其特征在于滤芯包括硅藻土―麦饭石陶瓷层、竹炭滤层,硅藻土―麦饭石陶瓷滤层包括壳体和空心槽,竹炭滤层安装在空心槽内,利用竹炭来净水,获得了国家专利。

3.3竹炭纤维具有净化有害气体性能

现代化的居住环境中少不了居室内各种建筑装饰材料,如人造板、木质复合地板、层压木质板家具和胶粘剂等会发出甲醛、卤代烃、芳香烃等有毒污染物,危害人体健康。随着大气污染的加剧和室内装璜、空调器使用的普及,室内空气的污染已不可忽视。对室内空气净化的方法主要有吸附法、催化法、负离子发、臭氧氧化法、非平衡等离子法等,而选择竹炭纤维作为最理想的吸附材料是关键。实验表明竹炭是化学吸附和物理吸附同时进行的,比一般的活性炭性能要好很多。

表1中的实验数据显示出竹炭纤维对室内有害气体的吸收具有一定的选择性,其吸附率是由公式A=[(W1-W0)/W0]×100 %计算得到, W1和W0分别指竹炭纤维吸附后与吸附前的质量。氨气是碱性气体,所以竹炭纤维对氨气吸收快且吸附率高。稳定时间是指竹炭纤维吸附气体后保持稳定的时间,无论哪种气体,竹炭纤维吸附后稳定的时间都较长,证明它是一种良好的气体净化吸附剂。

4竹炭纤维的工业发展

竹炭材料主要用于纺织工业,在全国已得到广泛的推广,主要包括[8]:

(1)纺丝过程中加入竹炭粉末制成竹炭纤维。主要指粘胶纺丝过程中加入纳米级竹炭粉乳浆,或涤纶、丙纶切片中加入制作好的竹炭母粒进行复合纺丝。该类纺织品在炼染加工中要避免接触较强的酸碱性,以防影响竹炭的功效。

(2)在涤纶、丙纶、晴纶、粘胶等纤维表面涂上超细竹炭添加剂。这是天然植物添加剂移植到化纤中的一项新技术,也是超细纳米技术和纺织工程相结合的产物。

(3)将竹炭粉末分散到水溶性、热塑性树脂中,再将组合后的树脂涂抹于机织物、针织物等基布之上。对于涂布量需求较小的被覆膜可以采用点状被覆,而对于涂布量需求较多的被覆膜可以采用全面被覆方式处理[9]。

随着竹炭改性涤纶纤维产品性能和加工技术的进一步完善,它必将具有更加广阔的前景和深远的意义。

参考文献:

[1]竹林.日本的竹炭纤维问世[J],世界竹藤通讯,2005,3(1):45~47.

[2]李旭明.竹炭纤维的开发与应用[J].针织工业,2007,35(10):21~22.

[3]王敏.竹炭生产的现状及应用[J].现代农业科技,2009,22(3):227~229.

[4]王先锋.竹炭改性涤纶纤维针织物性能研究[D].青岛大学,2008,6.

[5]王先锋,潘福奎,罗佳丽等.竹炭纤维的性能与应用[J].山东纺织科技,2006,15(6):54~56.

[6]周建斌.竹炭环境效应及作用机理的研究[D].南京林业大学,2005,6.

[7]朱江涛,黄正宏.竹炭的性能和应用研究进展[J].材料导报,2004,20(4):41~46.

[8]于海通.竹炭涤纶纤维织物的性能研究与开发[D].苏州大学,2009,5.

竹纤维篇7

关键词:生态服装;材料;生态竹纤维;竹纤维特性

引言:自上个世纪末,欧盟提出绿色设计口号以来,西方国家生态服装的生产和消费热潮势不可挡。在国外严格的“绿色贸易壁垒”的要求下,中国的服装生产也渐渐被迫顺应了这一环保潮流,尽管绿色服装的观念还没有引起大多数消费者的重视,但在日益高涨的可持续发展的呼声中, 具有广阔的市场前景。

一、生态服装

(一)生态服装简介。生态服装,是指经过生态纺织品检测具有相应标志的服装。又称为绿色服装、环保服装,它是以保护人类身体健康、使其免受伤害为目的,并有无毒、安全的优点,符合生态发展观,在使用和穿着时,给人以舒适、松弛、回归自然、消除疲劳、心情舒畅感觉的纺织品。从专业上说,生态服装必须包括三方面内容:(1)生产生态学,即生产上的环保;(2)用户生态学,即使用者环保;(3)处理生态学,是指织物或服装使用后的处理问题。

(二)生态服装的必备条件。标准生态服装必须具备以下条件:(1)从原料到成品的整个生产加工链中不存在对人类和动植物产生危害的污染;(2)服装不能含有对人体产生危害的物质或不超过生态纺织品标准容许的范围;(3)服装不能含有产生对人体健康有害的中间体物质;(4)服装使用后处理不得对环境造成污染等。

(三)生态服装的发展过程。目前,世界许多设计名师已将设计的出发点定位在“生态与环保”上。环保染色、植物染色等染色新工艺的出现推动了生态服装的发展进程。“生态学”设计思潮在我国起步较晚,但是目前生态服装在我国发展的速度却不可轻视,与生态服装挂钩的产品不断涌现。

二、材料的生态化

(一)使用环保的、有机的、对人体无毒无害的材料,以减少材料对人体带来的潜在威胁。生态化的纺织服装材料,这些有机环保材料做成的产品,不但从根本上解决了人们对纤维的多样化要求,减少了对棉花的依赖,扩展了原材料的可供给性,而且这些纤维的独特性能被利用制造成有利于人体健康的服装和床上用品。

(二)材料的生态化还体现在材料加工过程的无毒化、有机化。服装面料的工业化印染生产过程会产生大量对环境有害的物质,而且有许多对人体具有潜在危害的成份。目前,我国的消费者也越来越关注传统的有机无害的印染方式。

(三)材料的生态化体现在对材料的再次循环利用方面。材料的再次利用可以延长产品的使用时限,这无疑将大大减少产品的浪费。而且从视觉审美上来讲,这种对材料的重新利用组合,可以产生出有别于新材料的视觉特征。

三、生态竹纤维

(一)竹纤维的来源。竹纤维是以3-4年生健壮挺拔的优质青竹为原料,经高温蒸煮成竹浆,提取纤维素,再经制胶、纺丝等工序而制造出的再生纤维素纤维。竹纤维一直享有“会呼吸的生态纤维”和“纤维皇后”的美誉,且被业内专家称为“二十一世纪最具有发展前景的健康面料”,是继“棉、毛、丝、麻”之后的第五次纺织品革命产物。因竹子生长在山林中,自身能产生的负离子和“竹醌”避免了病虫害的侵扰,从而整个生长过程无需使用农药和化肥,而竹纤维是通过物理工序加工而成,生产过程中不含任何化学添加剂,且生产出来的产品具有天然抗菌、抑菌、防螨、防臭和抗紫外线的功能,并具有良好的透气性、较强的耐磨性、良好的染色性、美观性等优良的特性。

(二)竹纤维与其他纤维比较

(三)竹纤维的特性。以竹子为原料加工而成的竹纤维,和传统的纤维相比,具有以下不可替代的特性:

(1)抗菌抑菌功能。同样数量的细菌在显微镜下观察,细菌在棉,木纤维制品中能够大量繁衍,而竹纤维制品上的细菌在24小时后被杀死75%左右,这是其他纺织原料所不具备的。(2)除臭吸附功能。竹纤维内部特殊的超细微孔结构使其具有强劲的吸附能力,能吸附空气中甲醛,苯,甲苯,氨等有害物质,消除不良气味。(3)吸湿透气功能。竹纤维横截面布满了大大小小椭圆形的孔隙,可以瞬间吸收并蒸发大量的水分。竹纤维的吸水性是棉的三倍。(4)超强的抗紫外线功能。棉的紫外线穿透率为25%,竹纤维的紫外线穿透率不足0.6%,它的抗紫外线能力是棉的41.7倍。(5)超强天然保健功能。在李时珍《本草纲目》中有24处阐述了竹子的不同药用功能和方剂,民间药方更达近千种。竹含有丰富的果胶、竹蜜、酪氨酸、维生素E以及SE、GE等多种防癌抗衰老功能的微量元素。“竹元素”中的抗氧化化合物能有效的清除体内的自由基,具有抗衰老的生物功效;酯类过氧化合物能阻断强致癌物质N-亚硝酸氨化合物,显著提高机体免疫能力。(6)舒适美观功能。舒适:服装的舒适性取决于三个主要感观因素:即热舒适、触觉舒适和压力舒适。竹纤维吸湿性强,透气性好,远红外发射率高达0.87,大大优于传统纤维面料,因此符合热舒适的特点。根据不同季节的需要,采用不同工艺,使竹纤维产品产生冬暖夏凉的触感。同时竹纤维产品亲肤性优良,触感柔软,肤感舒爽。竹纤维制品蓬松轻盈,而细腻,柔软而轻爽,具有棉一样的柔软感,丝绸一样的滑爽感,柔软贴身、亲和肌肤,悬垂性好,给人一种零压力的舒适度。(7)初始模量较高。不易起皱。纤维的初始模量值愈大,分子之间相互作用力的强度愈大,纤维的结晶度及取向度也就愈大。使用竹纤维生产的面料不易起皱,织物滑爽,手感似“绫罗绸缎” 。竹纤维纺织品单位细度细、手感柔滑、韧性及耐磨性强,有独特的回弹性;有较强的纵向和横向强度,且稳定均一、悬垂性佳。(8)可生物降解性。在正常的温度条件下,竹纤维及其纺织品是很稳定的,但是在一定环境和条件下,竹纤维可分解成二氧化碳和水, 这个分解的过程不会造成任何的环境污染。

结语:在服装设计及其营销环境中,注重协调人与身体、人与环境的和谐关系,使服装设计及营销理念向着生态文明回归,使服装文化向着质朴、适度的境界靠拢,就会有一个可持续发展的“永恒”的将来。竹纤维的到来,突破了传统的竹材应用领域,符合开发绿色生态服饰的潮流,对生态服装而言,具有深远的意义。

参考文献:

竹纤维篇8

选对项目赢长远

竹纤维产品热销市场

说实话,傅泽星是一位很低调的人,他不太喜欢宣传,他的主要精力是放在推出新产品和开拓市场上,看到自己经营的竹纤维产品在全国市场热销,他的感觉比什么都好,因为经营者要的就是这种成功的体验。见记者要采访他,他婉言拒绝了,并且谦和地说:“如果你们要宣传,就宣传我的加盟商吧,因为他们才有发言权。”他约来了他们公司深圳的加盟商李先生,李先生也参加了这次会议。原来,李先生是在深圳经营普通棉质毛巾的,生意一般,有一次,他的一位同行告诉他,说长沙欧林雅家纺有限公司在推一个新项目主纤维毛巾,市场销路很好。当天晚上,李先生在网上查到了有关竹纤维产品的资料,得知竹纤维产品之所以受到国际市场的青睐,不仅是受到回归自然和来源常绿植物的缘故,更重要的是它具有其他纤维制品无法比拟的优点,如手感柔软、抗菌、抑菌、色泽亮丽、丝般滑爽,与皮肤的亲和力好,特别是其吸湿性、放湿性、透气性被业内专家称为“会呼吸”的生态产品。

发现主纤维产品还具有这么多的优点,李先生决定亲自去长沙欧林雅家纺有限公司做一次实地考察,在该公司内,公司销售部的电话此起彼伏,来自全国的加盟商一拨接一拨,公司工作人员热情地忙于接待。看到这种火爆的场面,李先生心动不已,他决定要做深圳的加盟商。当公司得知李先生是做普通毛巾生意的,改行做这种生意非常合适。于是,公司给他量身定做选择了竹纤维系列产品,成为深圳的经销商。目前李先生的专卖店开得非常红火,他准备争取做深圳的商。这次来广州主要是和傅总商量成为商的事情。问及李先生经营竹纤维产品的生意感悟,他高兴地说:“选对项目才能赢长远。”

先试销再经销

销路好当上总

在长沙欧林雅家纺有限公司众多的加盟商中间,王女士的加盟经历很具有代表性,让她觉得自己硬是与竹纤维产品有缘。在加盟长沙欧林雅家纺有限公司的竹纤维项目之前,王女士是做美容行业的,跟经营竹纤维产品不怎么搭界。王女士做美容已经有8年的时间,可是如今美容行业鱼龙混杂,生意不太好做,王女士凭着自己的人缘好,生意一直不错。可是有一天,一个顾客的举动让她毫不犹豫地改行做起了竹纤维产品经营。原来,那位顾客在做美容时,特地从家里带来了一块竹纤维毛巾,并要求清洗面部时要用自己带来的竹纤维毛巾。王女士拿着毛巾左看看右看看,觉得这条毛巾与普通毛巾一样,只是手感比普通毛巾好多了,光鲜细腻,于是并没有特别在意。等到自己给那位顾客擦洗完面部后,残留在顾客面部的美容残迹经过竹质纤维毛巾一擦,顿时光鲜漂亮,比以前用的棉质毛巾效果好多了。王女士将毛巾往鼻子边一闻,竹纤维毛巾还散发天然竹子清香。令她更加惊讶的是,竹质毛巾放入清水中只需要轻轻洗静即可,无须其他洗涤剂,清水一冲立即干净如新。仔细一看毛巾,做工精细,档次高,手感柔软、舒适、吸水量大、不板结、不发臭、无异味。真是洗脸无须洗面奶,洗碗无须洗洁精。她不禁感叹这种竹纤维毛巾的神奇功效。她回家和丈夫一说,丈夫当即找来那条毛巾,并马上给竹纤维毛巾厂商长沙欧林雅家纺有限公司打电话,得知长沙欧林雅家纺有限公司正在进行全国招商时,王女士的丈夫觉得一定要把握这个商机,先试销这种竹纤维毛巾。她们成为长沙欧林雅家纺有限公司的经销商后,对毛巾进行了试销,生意非常的好。一些酒店和美容院都喜欢这种竹纤维毛巾。看到竹纤维毛巾的市场这么大,王女士干脆停掉了美容院的经营,专门做起了竹纤维系列产品的经营。她有信心做到湖北省的省级总。提起这段创业经历,王女士动情地说:“只要是好项目,不赚钱是不可能的呀!”

创新开发品种全 加盟商个个火

就在全国各地的加盟火爆时,长沙欧林雅家纺有限公司的傅泽星发现单一产品难以满足市场需求,再加上全国各地的加盟商也向公司提建议,希望公司能够多提供一些时尚产品。在这种前提下,傅总决定引进开发超细纤维和木质纤维。超细纤维最大的特性就是快速干发、吸水力强,能快速捕获尘埃微粒,去油、除污效果十分明显等。

而且公司引进开发的纯天然木质纤维产品是选用优质木材作为基本原料,经过特殊技术和生产工艺将木材中的糖和脂份剔除,并采用先进技术根除物质的静电反应,生产出针织品。整个过程中没有任何化学上的成份,与棉花一样都是100%的绿色产品。因木质有先天的疏松性及传输性。所以木质纤维产品可以自由的吸收并蒸发水分,具有极强的吸水性和排油去污能力。特别是吸水透气性优于传统棉织物及其它植物纤维。其具有天然的抗菌保健,清除异味、自清自洁、不用洗涤,省时、省力、省费用的功能,触感柔软,不板结变硬,是一件真正的,纯绿色的健康产品。

在长沙欧林雅家纺有限公司的展厅里,竹质纤维、木质纤维、超细纤维系列产品,应有尽有,而且产品品种多样。要求成为各省、市、县总的加盟商也络绎不绝,目前全国已经有100多家加盟商加盟。看着这红火的生意,傅泽星决定“以诚信打天下,以质量守天下,以创新赢天下”,与所有加盟“欧林雅”的创业者共享财富的盛宴。

地址:长沙市劳动西路298号佳逸豪园A座18层(田汉大剧院对面、国林大酒店东侧)长沙欧林雅家纺有限公司

竹纤维篇9

2、竹木纤维墙板的原材料是木粉、竹粉、PVC树脂粉、轻质钙粉及其他辅料,产品表面使用的是树脂胶膜,其是一种添加阻燃特性高分子复合材料的新型装修饰材。

3、竹木纤维墙板的原材料都是天然的,制作过程是采用高分子防水防火材料高温压制而成,而且安装的时候用的是模块化安装,所以不会产生甲醛。

4、竹木纤维墙板是采用挤压工艺制造而成的,它是根据对产品的色彩、尺寸及形状的要求来控制的,真正的按需定制,可以降低使用成本。

竹纤维篇10

(贵州师范大学生命科学学院,贵阳 550001)

摘要:运用超声波辅助提取、DFRC(衍生化后的还原裂解)法结合气相色谱-质谱法(GC-MS)对竹柳(Salix maizhokunggarensis N. Chao)细胞壁综纤维素和木质素单体进行了测定;采用差重法和Kalson法结合紫外分光光度法测定了竹柳细胞壁综纤维素和木质素含量。结果表明,竹柳细胞壁综纤维素单体包括D-木糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、L-岩藻糖和D-纤维二糖,木质素主要由愈创木基(G)和紫丁香基(S)组成。竹柳细胞壁综纤维素含量为80.16%,木质素含量为19.84%。

关键词 :竹柳(Salix maizhokunggarensis N. Chao);综纤维素;木质素;衍生化后的还原裂解(DFRC)法

中图分类号:S781.42文献标识码:A文章编号:0439-8114(2015)01-0097-03

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.01.025

Holocellulose and Lignin in Cell Wall of Bamboo Willow

LI Qiang,JIANG Shan

(School of Life Sciences, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China)

Abstract: The cell wall of bamboo willow(Salix maizhokunggarensis N. Chao) was extracted with ultrasonic wave-assisted technique. The monomer of holocellulose and lignin was extracted by DFRC (Derivatization Followed by Reductive Cleavage) method and analyzed via gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The total amounts of holocellulose and lignin in cell wall of bamboo willow were measured by dispersion method and Klason method combined with UV spectrophotometry. Results showed that holocellulose in cell wall of bamboo willow contained D-Xylose, L-Arabinose, D-Galactose, D-Glucose, L-Fucose and D-Cellobiose. The lignin from bamboo willow consisted of guaiacyl(G) and syringl(S) units. The total holocellulose content in cell wall of bamboo willow was 80.16% and the total lignin content was 19.84%. The method will provide reference for qualitatively and quantitatively analyzing of other timber.

Key words: bamboo willow(Salix maizhokunggarensis N. Chao); holocellulose; lignin; DFRC method

收稿日期:2014-05-15

基金项目:国家自然科学基金项目(30860158;31260426)

作者简介:李 强(1981-),男,安徽枞阳人,在读硕士研究生,主要从事植物抗病性研究,(电话)13538771922(电子信箱)

unsinkablesoul@163.com;通信作者,姜 山,教授,博士,主要从事植物防卫反应研究,(电话)13628501176(电子信箱)

kyosan200312@hotmail.com。

植物细胞壁主要由综纤维素、木质素和蛋白质组成,作为植物光合作用产物的主要贮积方式,构成了地球植物生物量的主要组成部分。纤维素是无水葡萄糖以β-1,4糖苷键组成的长链分子,半纤维素是戊糖、己糖和糖酸所组成的不均一聚糖[1],木质素是由苯丙氨酸经脱氨茎、羟基化、甲基化和氧化还原反应,生成3种主要单体香豆醇、松柏醇和芥子醇,这些单体经氧化偶联聚合生成相应的3种木质素:对羟基苯基木质素(H)、愈创木基木质素(G)和紫丁香基木质素(S)[2]。综纤维素和木质素是组成木材的主要成分,它们的组成及含量与木材的性质以及木材的加工利用密切相关[3]。一般情况下,纤维素含量越高,则制浆率越高;而木质素交联在纤维素和半纤维之间形成致密的网状结构,是木材造纸的一大难题,木质素含量越低,制浆漂白越容易,消耗的化学药品越少[4,5]。通过基因工程方法调控木质素含量和组成类型,优化植物光合作用所生产的生物量在综纤维素和木质素之间的分配对木材的制浆性能有很大的潜在价值[6]。测定细胞壁中综纤维素和木质素单体成分及含量无疑为提升木材工业化应用提供了重要参考依据。

竹柳(Salix maizhokunggarensis N. Chao)为杨柳科(Salicaceae)柳属(Salix)落叶乔木,是经选优选育出的一个柳树品种,由于其同时具有染色体加倍实现的倍性优势和杂种优势,故不仅具备柳树所有优良特性,且具有生长速度快、抗逆性强、材质好等特点,因此作为工业原料林具有一定优势[7]。以往对于竹柳的研究主要集中在纤维质量及制浆性能方面,对于其细胞壁中综纤维素和木质素的单体成分及含量报道非常少。为此,采用超声波辅助提取、衍生化后的还原裂解(DFRC)法结合GC-MS分析了竹柳细胞壁综纤维素和木质素单体成分,同时还采用差重法和Kalson法结合紫外分光光度法测定了综纤维素和木质素含量对DFRC法结果加以验证,以期为更好地开发利用竹柳奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料为取自贵州省黔南地区的一年生竹柳。

仪器:QP2010c型气相-质谱联用仪(Shimadzu公司,数据库为NIST27、NIST147);LX-02多功能粉碎机;101A-3型电热鼓风干燥箱;HHS型电热恒温水浴锅;分析天平(十万分之一,梅特勒-托利多仪器有限公司);KQ-500DE型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);N-1001型EYELA旋转蒸发仪;精密酸度计(上海大普仪器有限公司)。

试剂:乙醇、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、丙酮、乙酸、溴乙酰、二氧六环、锌粉、胆固醇,均为市售分析纯。

1.2 细胞壁样品提取

样品粉碎后,过60~80目筛,然后每克样品加40 mL体积分数80%的乙醇超声处理10 min,4 000 r/min离心5 min,去上清,重复4次,再依次用氯仿/甲醇(2∶1,V∶V)和丙酮抽提1次,空气风干[8]。

1.3 DFRC法分析细胞壁样品

1.3.1 溴乙酰衍生和细胞壁溶解反应 准确称量50 mg(W1)细胞壁样品加到50 mL具塞三角瓶中,加入10 mL新鲜配制的溴乙酰溶液(溴乙酰∶乙醇=1∶4,V/V),盖上玻璃塞于50 ℃轻轻搅拌3 h,然后在50 ℃以下负压蒸干[9]。

1.3.2 还原断裂反应 向具塞三角瓶中加入10 mL二氧六环/乙酸/水(5∶4∶1,V/V/V),再加入200 mg(W2)锌粉,常温搅拌30 min,然后用砂芯漏斗过滤,滤渣于60 ℃烘至恒重(W3),滤液全部转入预先备有15 mL二氯甲烷和15 mL饱和氯化铵的分液漏斗中,加入200 μL内标(80 mg胆固醇溶解于2 mL二氯甲烷),水相用3%的盐酸调到pH 3以下,充分混匀,静置分层并收集下部二氯甲烷相。另外用15 mL二氯甲烷萃取饱和氯化铵相,重复2次,合并二氯甲烷相,低压旋转蒸干,乙酰化后上GC-MS分析[10]。

1.3.3 计算反应率

1.4 竹柳细胞壁综纤维素含量测定

称取约1.5 g细胞壁样品,于60 ℃烘至恒重W4,再转入250 mL碘量瓶中,加入150 mL 2 mol/L的HCl,105 ℃保温50 min,然后用去离子水冲洗过滤至滤液pH 6.5~7.0,接下来依次用体积分数95%的乙醇、无水乙醇、丙酮各洗涤2次,残渣转入已恒重的坩埚(W5)中,于60 ℃干燥箱中烘至恒重(W6)。将残渣转入150 mL烧杯中,加入15 mL预冷过的72%的硫酸水解3 h,然后加去离子水135 mL,室温过夜,残渣次日用去离子水冲洗过滤至滤液pH 6.5~7.0,滤渣转入已恒重的坩埚(W7)中,于60 ℃干燥箱中烘至恒重(W8)。按公式(2)、(3)、(4)计算半纤维素、纤维素和综纤维素含量,平行测定样品6份,取平均值[11,12]。

综纤维素含量=半纤维素含量+纤维素含量(4)

1.5 竹柳细胞壁木质素含量测定

准确称量1 g(W9)细胞壁样品,加72%的硫酸15 mL,室温搅拌4 h,转入1 000 mL圆底烧瓶中,加560 mL去离子水稀释硫酸浓度至3%,加热回流2 h,再用砂芯漏斗过滤,收集滤液,残渣用热水洗涤至中性,转入已恒重的坩埚(W10)于105 ℃烘干至恒重,称量(W11)并按公式(5)计算酸不溶木质素含量,平行测定样品6份,取平均值[12,13]。

滤液在205 nm波长下测吸光度,如果吸光度大于0.7,则用3%的硫酸溶液稀释,当吸光度为0.2~0.7,按公式(6)和公式(7)计算,平行测定样品6份,取平均值。

式中,B为滤液中酸溶木质素的含量(g/1 000 mL);A为吸光度;D为样品滤液的稀释倍数;V为滤液总体积;110为吸光系数[L/(g·cm)]。

木质素含量=酸不溶木质素含量+酸溶木质素含量 (8)

2 结果与分析

2.1 DFRC法分析细胞壁成分

衍生化后的还原裂解(DFRC)法包括两个重要步骤:①细胞壁在溴乙酰和乙酸混合溶液中溶解,②锌粉催化还原裂解,在溴乙酰中植物细胞壁被溶解,酸性环境下细胞壁多糖进一步水解[14,15],结合GC-MS通过查找数据库可以确定样品DFRC法获得的化合物组成,进一步解析样品细胞壁成分。通过计算反应率得出,大于95%的竹柳细胞壁参加了反应,所以试验中DFRC法产物包含了竹柳细胞壁的主要物质组成。

表1是竹柳细胞壁DFRC降解物气相色谱检测到的主要化合物保留时间、名称以及含量,除9和10是内标胆固醇及其乙酰化产物外,1~8是竹柳细胞壁DFRC法检测到的主要产物:D-木糖乙酸酯、L-阿拉伯糖乙酸酯、D-半乳糖乙酸酯、愈创木基乙酸酯、D-葡萄糖乙酸酯、紫丁香基乙酸酯、L-岩藻糖乙酸酯和D-纤维二糖乙酸酯。根据构成综纤维素和木质素的单体类型可知,竹柳细胞壁综纤维素单体主要是D-木糖、L-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、L-岩藻糖和D-纤维二糖,木质素的单体主要是G型和S型,没有检测到H型单体。不计算内标的情况下,综纤维素和木质素的含量分别为80.16%和19.84%。

2.2 竹柳细胞壁综纤维素和木质素含量分析

半纤维素是戊糖、己糖和糖酸所组成的不均一聚糖,易水解,高温下经稀酸处理几乎可以把半纤维素全部水解成可溶性糖;纤维素是β-1,4糖苷键组成的长链分子,长链分子进一步形成一种具有高度结晶区的超分子稳定结构,该结构可以被浓酸溶解,在溶解过程中导致纤维素的均相水解[1],因此依次用盐酸、硫酸水解竹柳,准确称量水解前后的重量并计算差重可以得出半纤维素、纤维素以及综纤维素含量。采用Klason法和紫外分光法分别测定酸不溶木质素和酸溶木质素含量,试验没有检测植物含有的少量矿质元素,结果见表2。从表2可知,综纤维素含量为79.03%,木质素含量为20.35%,对比DFRC法测定的糖类和木质素类含量,可以得出两种方法测得的结果基本一致,说明DFRC法检测出的竹柳细胞壁各成分含量可靠。

3 小结

竹柳细胞壁综纤维素单体主要包括D-木糖、D-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、L-岩藻糖和D-纤维二糖,木质素单体主要为G型和S型。据文献报道,硬木H型木质素单体含量一般很少甚至没有,Lu等[9,14]在同是柳属的柳树中检测到的H型木质素单体含量相对于G型和S型也非常低(<1%),而试验在竹柳细胞壁中没有检测到明显的H型木质素单体,原因有可能是竹柳细胞壁中H型木质素单体的含量过低,或是没有H型木质素单体的存在,这需要进一步的试验论证。同时还测得综纤维素含量为80.16%,木质素含量为19.84%。试验中采用的DFRC法是美国威斯康星州牧草研究中心建立的用于解析细胞壁结构的新方法,具有对试验条件要求不高、操作流程简洁和结果可靠等优点,目前国内鲜有将该方法运用于硬木细胞壁的研究。利用该方法对竹柳细胞壁综纤维素和木质素单体及含量的研究,将为竹柳在工业木材应用中的深入发展奠定一定的基础,还可为其他工业木材的定性定量分析提供借鉴。

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