第二节　纺织用竹材的选择

我国竹资源丰富、竹种繁多，且不同地区、不同竹种、不同竹龄间性能差异较大，因此有必要筛选出性能优良、来源广泛、价格便宜的竹材作为纺织纤维提取用原料。本节采集了同一生长期的不同竹种、不同产地及不同生长期的同一竹种的竹材测定其化学成分，并分别对各种竹材制取其纤维进行性状测试，依据综合性能指标筛选出适合纺织纤维加工用竹材。同时，了解影响竹纤维性状的竹材方面的因素是本节的主要目的，竹纤维与竹种、竹材结构、竹生长期之间关系的认识将为今后纺织用竹材的选择提供理论指导。

一、竹材结构对竹纤维性状的影响

1.竹秆结构与竹纤维制取的关系

电镜下竹秆形态结构见图2-9。从图2-9可以看出：竹秆内维管束的分布，从外向内（图中由下向上）由密变疏，外侧靠近竹青部分（图2-9中的下侧）维管束数量多、维管束尺寸小；内侧靠近竹黄部分维管束数量较少，但维管束尺寸稍大。

为了解维管束尺寸与制取束纤维细度之间的联系，本节以湖南丛生竹为对象，将竹秆半径四等分（去除竹青后），各层分别进行化学成分的测试并制取纤维，测试结果见表2-1。

从表2-1看出，在化学成分上，纤维素、半纤维素等物质在丛生竹各层分布并不均匀，表现为越靠近外层，木质素含量、纤维素含量越高，半纤维素含量越低，因而外层纤表2-1湖南丛生竹径向各层的性状指标

注　外层靠近竹青，内层靠近竹黄；此处纤维细度为束纤维细度。

维制成率高于内层。对纤维细度而言，从外层到内层所制取的纤维越来越细，最理想者为次内层，次内层、次外层纤维制成率较高且纤维细而柔软；内层纤维虽然线密度小但制成率低，因为靠近髓外组织层杂细胞多，纤维素含量低；而靠近表皮的外层通常有1或2层未分化的维管束，这种没有分化的维管束没有筛管和导管，只有排列十分紧密的纤维束，因结构致密很难得到细而柔软的纤维。竹纤维细度与维管束尺寸分布呈相反的趋势，外层维管束尺寸小但制取的纤维粗、内层维管束尺寸大但制取的纤维反而细，因此维管束尺寸并不是影响束纤维细度的主要因素，从竹青到竹黄，木质素含量减少、竹材结构疏松，这是决定纤维细度的重要因素。

2.维管束结构与竹纤维制取的关系

竹材维管束形态、大小和数量随竹子品种的不同而有所差异，因而在林业领域，竹类维管束形态用于竹种的鉴别，研究表明：维管束的结构类型是划分丛生竹、散生竹的依据之一。目前根据多位学者的研究成果，将竹类维管束分为双断腰型、断腰型、紧腰型、开放型和半开放型5大基本类型。竹类维管束形态的研究，不仅有助于鉴别竹种，对竹纤维的制取也有一定的指导作用。

电镜结果表明，散生竹毛竹、混生竹苦竹具有开放型和半开放型维管束，这种维管束不存在纤维股，维管束鞘由硬质细胞组成，因而得到的纤维束粗、硬（图2-10、图2-11）。而丛生竹慈竹和黄甜竹具有双断腰型和断腰型维管束，因维管束中存在一个或两个纤维股，即维管束中的纤维被薄壁细胞所分隔，故在纤维制取时易得到线密度较小的纤维束（图2-12、图2-13）。

竹纤维与竹材结构有一定的相关性，与维管束的大小无关、但与维管束的形态类别有关，与竹材结构的松紧、木质素的分布状态有关。竹材中，维管束形态类别是竹属划分的重要依据，地下茎类型是丛生竹、散生竹划分的依据，而丛生竹、散生竹在维管束形态、维管束分布等方面均有着很大的不同，因此竹材地下茎类型、维管束形态类别、竹属种等相互间有着密切的关系。从本质上说，竹维管束类型是影响竹纤维性状的重要因素。

二、竹生长期对竹纤维性状的影响

竹类植物的个体生长被划分为3个阶段，即竹笋的地下生长、竹秆秆形生长、竹秆材质生长，其中秆形生长主要完成竹材的高度生长，竹秆材质生长将提高纤维素含量、提高竹材力学性能，包括：增进期、稳定期和下降期3个阶段。不同的竹种，其生长的初始时间、经历的时间都不相同。如丛生竹通常经历3～4个月的萌发抽笋后，在每年的6～7月份开始出笋，大约需要80～100天的时间完成竹秆的高生长，之后进入竹秆材质的生长阶段，在该阶段的增进期，竹纤维细胞壁逐渐加厚，力学性质不断加强，该阶段大约需要1～2年时间。

表2-2中选择了丛生竹、散生竹各1种，测试结果表明：不同竹属间其化学组成的变化规律基本相同，随着竹龄的增长，水溶物、半纤维素含量逐渐减少，木质素含量逐渐增多。具体来说，从出笋到完成高生长期间，作为竹子生长的营养物质的半纤维素、水溶物含量逐渐减少，到1年后，减少的速度减慢，1～2年间保持较平稳的状态；木质素在1年内快速递增，到1年后其含量保持在一个平稳状态，但竹秆生长达稳定期后木质素含量稍有下降；果胶物质在出笋后开始逐渐增多，直到1年时达到最高点，1～2年后开始逐渐减少（不同品种时间不同）。总之，竹秆越老，水溶物越少、半纤维素含量越少，果胶一年后含量下降；竹龄越长，其中的木质素含量越高，且随着竹龄的增长形成更加难以去除的网状结构，从而形成更粗的束纤维，这与麻类植物的生长规律是一致的。

不同竹属其生长经历时间不同，毛竹为粗径散生竹，因此竹秆生长所需时间较长；而细径丛生竹的竹秆生长所需时间短。从表2-2看出，对于10～12月的丛生竹来说，已初步完成其竹材生长，这时的木质素还未发生木质化，半纤维素、水溶物等均已开始减少，对竹纤维的制取比较有利；而16个月的丛生竹虽然木质素含量增加不多，但制取的纤维开始变粗，说明其木质素开始木质化。总之，丛生竹生长期在10～12月的竹子更适合纺织加工使用。

表2-2　不同生长期竹材的化学成分及性状指标

注　竹纤维的制取方法见第三章。