第二節(jié)　紡織用竹材的選擇

我國竹資源豐富、竹種繁多，且不同地區(qū)、不同竹種、不同竹齡間性能差異較大，因此有必要篩選出性能優(yōu)良、來源廣泛、價格便宜的竹材作為紡織纖維提取用原料。本節(jié)采集了同一生長期的不同竹種、不同產(chǎn)地及不同生長期的同一竹種的竹材測定其化學成分，并分別對各種竹材制取其纖維進行性狀測試，依據(jù)綜合性能指標篩選出適合紡織纖維加工用竹材。同時，了解影響竹纖維性狀的竹材方面的因素是本節(jié)的主要目的，竹纖維與竹種、竹材結(jié)構(gòu)、竹生長期之間關系的認識將為今后紡織用竹材的選擇提供理論指導。

一、竹材結(jié)構(gòu)對竹纖維性狀的影響

1.竹稈結(jié)構(gòu)與竹纖維制取的關系

電鏡下竹稈形態(tài)結(jié)構(gòu)見圖2-9。從圖2-9可以看出：竹稈內(nèi)維管束的分布，從外向內(nèi)（圖中由下向上）由密變疏，外側(cè)靠近竹青部分（圖2-9中的下側(cè)）維管束數(shù)量多、維管束尺寸??；內(nèi)側(cè)靠近竹黃部分維管束數(shù)量較少，但維管束尺寸稍大。

為了解維管束尺寸與制取束纖維細度之間的聯(lián)系，本節(jié)以湖南叢生竹為對象，將竹稈半徑四等分（去除竹青后），各層分別進行化學成分的測試并制取纖維，測試結(jié)果見表2-1。

從表2-1看出，在化學成分上，纖維素、半纖維素等物質(zhì)在叢生竹各層分布并不均勻，表現(xiàn)為越靠近外層，木質(zhì)素含量、纖維素含量越高，半纖維素含量越低，因而外層纖表2-1湖南叢生竹徑向各層的性狀指標

注　外層靠近竹青，內(nèi)層靠近竹黃；此處纖維細度為束纖維細度。

維制成率高于內(nèi)層。對纖維細度而言，從外層到內(nèi)層所制取的纖維越來越細，最理想者為次內(nèi)層，次內(nèi)層、次外層纖維制成率較高且纖維細而柔軟；內(nèi)層纖維雖然線密度小但制成率低，因為靠近髓外組織層雜細胞多，纖維素含量低；而靠近表皮的外層通常有1或2層未分化的維管束，這種沒有分化的維管束沒有篩管和導管，只有排列十分緊密的纖維束，因結(jié)構(gòu)致密很難得到細而柔軟的纖維。竹纖維細度與維管束尺寸分布呈相反的趨勢，外層維管束尺寸小但制取的纖維粗、內(nèi)層維管束尺寸大但制取的纖維反而細，因此維管束尺寸并不是影響束纖維細度的主要因素，從竹青到竹黃，木質(zhì)素含量減少、竹材結(jié)構(gòu)疏松，這是決定纖維細度的重要因素。

2.維管束結(jié)構(gòu)與竹纖維制取的關系

竹材維管束形態(tài)、大小和數(shù)量隨竹子品種的不同而有所差異，因而在林業(yè)領域，竹類維管束形態(tài)用于竹種的鑒別，研究表明：維管束的結(jié)構(gòu)類型是劃分叢生竹、散生竹的依據(jù)之一。目前根據(jù)多位學者的研究成果，將竹類維管束分為雙斷腰型、斷腰型、緊腰型、開放型和半開放型5大基本類型。竹類維管束形態(tài)的研究，不僅有助于鑒別竹種，對竹纖維的制取也有一定的指導作用。

電鏡結(jié)果表明，散生竹毛竹、混生竹苦竹具有開放型和半開放型維管束，這種維管束不存在纖維股，維管束鞘由硬質(zhì)細胞組成，因而得到的纖維束粗、硬（圖2-10、圖2-11）。而叢生竹慈竹和黃甜竹具有雙斷腰型和斷腰型維管束，因維管束中存在一個或兩個纖維股，即維管束中的纖維被薄壁細胞所分隔，故在纖維制取時易得到線密度較小的纖維束（圖2-12、圖2-13）。

竹纖維與竹材結(jié)構(gòu)有一定的相關性，與維管束的大小無關、但與維管束的形態(tài)類別有關，與竹材結(jié)構(gòu)的松緊、木質(zhì)素的分布狀態(tài)有關。竹材中，維管束形態(tài)類別是竹屬劃分的重要依據(jù)，地下莖類型是叢生竹、散生竹劃分的依據(jù)，而叢生竹、散生竹在維管束形態(tài)、維管束分布等方面均有著很大的不同，因此竹材地下莖類型、維管束形態(tài)類別、竹屬種等相互間有著密切的關系。從本質(zhì)上說，竹維管束類型是影響竹纖維性狀的重要因素。

二、竹生長期對竹纖維性狀的影響

竹類植物的個體生長被劃分為3個階段，即竹筍的地下生長、竹稈稈形生長、竹稈材質(zhì)生長，其中稈形生長主要完成竹材的高度生長，竹稈材質(zhì)生長將提高纖維素含量、提高竹材力學性能，包括：增進期、穩(wěn)定期和下降期3個階段。不同的竹種，其生長的初始時間、經(jīng)歷的時間都不相同。如叢生竹通常經(jīng)歷3～4個月的萌發(fā)抽筍后，在每年的6～7月份開始出筍，大約需要80～100天的時間完成竹稈的高生長，之后進入竹稈材質(zhì)的生長階段，在該階段的增進期，竹纖維細胞壁逐漸加厚，力學性質(zhì)不斷加強，該階段大約需要1～2年時間。

表2-2中選擇了叢生竹、散生竹各1種，測試結(jié)果表明：不同竹屬間其化學組成的變化規(guī)律基本相同，隨著竹齡的增長，水溶物、半纖維素含量逐漸減少，木質(zhì)素含量逐漸增多。具體來說，從出筍到完成高生長期間，作為竹子生長的營養(yǎng)物質(zhì)的半纖維素、水溶物含量逐漸減少，到1年后，減少的速度減慢，1～2年間保持較平穩(wěn)的狀態(tài)；木質(zhì)素在1年內(nèi)快速遞增，到1年后其含量保持在一個平穩(wěn)狀態(tài)，但竹稈生長達穩(wěn)定期后木質(zhì)素含量稍有下降；果膠物質(zhì)在出筍后開始逐漸增多，直到1年時達到最高點，1～2年后開始逐漸減少（不同品種時間不同）。總之，竹稈越老，水溶物越少、半纖維素含量越少，果膠一年后含量下降；竹齡越長，其中的木質(zhì)素含量越高，且隨著竹齡的增長形成更加難以去除的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而形成更粗的束纖維，這與麻類植物的生長規(guī)律是一致的。

不同竹屬其生長經(jīng)歷時間不同，毛竹為粗徑散生竹，因此竹稈生長所需時間較長；而細徑叢生竹的竹稈生長所需時間短。從表2-2看出，對于10～12月的叢生竹來說，已初步完成其竹材生長，這時的木質(zhì)素還未發(fā)生木質(zhì)化，半纖維素、水溶物等均已開始減少，對竹纖維的制取比較有利；而16個月的叢生竹雖然木質(zhì)素含量增加不多，但制取的纖維開始變粗，說明其木質(zhì)素開始木質(zhì)化?？傊?，叢生竹生長期在10～12月的竹子更適合紡織加工使用。

表2-2　不同生長期竹材的化學成分及性狀指標

注　竹纖維的制取方法見第三章。