竹炭纤维的开发与应用资料整理汇集

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1、医疗器械护具产品竹炭纤维的开发与应用北京康达五洲医疗器械中心2011年9月5日4竹炭纤维的开发与应用竹炭纤维是由研磨后的竹炭微粉与粘胶、聚酯及涤纶等纤维的纺丝液或熔体混合、纺丝制得。“竹炭纤维热”是在二十世纪90年代，在日本、韩国等国家兴起的，我国是在1995年起开始烧制竹炭的。一、竹炭竹炭是由纤维素、半纤维素和少量木质素组成，竹炭就是由这三种物质不同程度的分解炭化而形成的，竹炭原料应为四年以上的老竹。1、竹炭的制备方法目前，竹炭的工业制备方法主要有干馏釜热解法和土窑直接烧制法两种。2、竹材的热解竹材热解一般经过干燥阶段（60～150℃）、预炭化阶段（150～270℃）、炭化阶

2、段（270～450℃）和煅烧阶段（450～1000℃）。3、竹炭的生成竹炭在煅烧阶段的600℃以上时，热解逐渐变缓，基本完成炭化。竹炭元素含量及比表面积（㎡/g）的状态，是随烧制温度而变化的；在700℃以下温度越高时，竹炭的碳质结构越致密、比重越大，比表面积在700℃时达到峰值。4、竹炭的成分组成竹炭的成分主要是：碳75%～85%，灰分2%～12%（包括钠、钾、硅、钙、锰等金属氧化物），还有少量挥发分。竹炭以不定形炭为主，其含量与炭化温度有关，灰分含量与竹子生长地的地质有关。5、竹炭的性能（1）发射远红外线；（2）激发产生负氧离子；（3）较强的吸附性能；（4）抑菌、杀菌能力；（

3、5）分解毒、害能力；（6）除湿、调节环境温度；（7）除菌、漂白、美肤功能；4（8）防静电、抗电磁辐射。二、竹炭纤维1、纤维的制备竹炭纤维是竹炭经研磨后混入聚合物纺丝液中，纺丝制得。现已开发的竹炭纤维还有聚酯基、聚丙烯腈基及lyocell基纤维，其中除聚酯基竹炭纤维采用熔体、纺丝制备外，其余均与粘胶基竹炭纤维生产方法类似。粘胶基竹炭纤维制备工艺主要流程详见下图。纤维素烧碱、CS2粘胶过滤、熟化粘胶纺丝液NaOH溶液脱色凝固浴粘胶基竹炭纤维竹材长时间高温降解竹炭研磨竹炭粉过筛图1粘胶基竹炭纤维制备工艺2、竹炭纤维的开发竹炭在纺织中应用的途径基本上有三种：(1)在纺丝过程中将超细甚至

4、纳米竹炭粉末加入纺丝流体制成竹炭纤维。一般选用粘胶基材，因为纤维素的透气性比合成纤维树脂切片要高得多，适于开发新一代保健性功能纤维。(2)在涤纶、丙纶、腈纶、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个新亮点，也是超细纳米技术和纺织工程相结合的产品。(3)将竹炭粉末分散到水溶性、热塑性树脂中，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。3、竹炭纤维的性能(1)超强的吸附功能竹炭内部有微孔、中孔和大孔，比表面积大，据有关机构测定，1cm³竹炭的比表面积可达3

5、50㎡使得竹炭纺织品能吸附多种有害气体，消除体臭和空气中的异味。据测定，竹炭对甲醛的吸附率为16％～19.39％；对苯的吸附率为8.69％～10.08％；对甲苯的吸附率为5.65％～8.42％；对氧的吸附率为22.73％～430.65％；对三氧甲烷的吸附率高达40．68％。同时，SaitoY等研究发现，不同炭化温度(600～l000℃)的竹炭对甲醛都有很强的去除能力，但是高温炭化的竹炭吸附甲醛后不易脱附，低温炭化的竹炭对甲醛的吸附能力弱，而且发现竹炭在50℃对甲醛有很好的吸附，也就是说在夏天的高温天气仍然对甲醛有吸附效果。(2)自动调节湿度竹炭纤维的微多孔结构使其自身具有水分平

6、衡作用。在高湿度环境下，竹炭黏胶纤维具有吸湿导汗功能，可以使人体局部湿度下降到人体感到舒适的60％。研究结果证实，在相对湿度为95％时，竹炭的吸湿率可达14％；而在干燥环境下，竹炭黏胶纤维又可以把吸人的水分释放出来，形成一个温、湿度良好的小局域空间。因而该功能纤维具有“空调纤维”的美誉。(3)吸湿快干竹炭纤维的表面、截面均为蜂窝状微孔结构。所以，可快速吸收皮肤散发的湿气和汗液，并快速扩散到周围空气中，保持皮肤干爽，使户外运动者持续保持干爽舒适状态。(4)保健功能负离子是空气中的“维生素”，有镇静、催眠、镇痛、镇咳等功效，有利于人体健康，提高睡眠质量，能够增强人体的免疫力。竹炭可

7、以产生远红外线，能增加人体表面微血管的血液循环，具有蓄热保暖，促进新陈代谢的功效，对于预防和治疗关节炎、失眠等病症有明显作用。竹炭纤维还有良好的抗菌防霉性。经检测，对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌8099、金黄色葡萄球菌、巨大芽孢柑菌和荧光假单胞菌这五种细菌的抗菌率达到84％。体积电阻率小于l000Ω·cm的材料可以作为静电屏蔽材料使用。经处理后的竹炭的体积电阻率小于30Ω·cm，由于竹炭的密度较低、化学稳定性好，可以利用它发展轻质静电屏蔽材料。竹炭黏胶纤维的性能指标：竹炭黏胶纤维释放负离子(个/c