竹炭纤维的发展与生产概况.doc

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1、竹炭纤维的发展与生产概况项目九竹炭纤维生产工艺在现代社会中，研究和生产有益于人类生态和健康的功能性纺织品已经成为一种潮流。竹炭是一种新型功能材料，是竹材资源有效利用的一个全新发展方向。竹炭纤维，是选用纳米级竹炭粉末（竹炭微粉），将其通过特殊工艺加入切片或纺丝液中再经近似常规纺丝工艺纺出的纤维新品种。竹炭纤维及其制成的织物具有吸附除臭、抑菌防霉、发射远红外、负离子等功能和作用，越来越受到人们的青睐。教学导航任务1・2竹炭纤维性能与应用任务1-3竹炭毛巾的制作工艺任务1・4竹炭月饼的制作工艺实践任务任务要求1.了解竹炭纤维的原料竹炭微粉2.掌握竹炭纤维的生产3.理解竹炭纤

2、维的性能4.掌握竹炭纤维的用途任务实施一、竹炭及其纤维的发展概况竹炭的生产起始于上世纪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，还有韩国、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o2005年，日本自然科学杂志报道称,日本生产出500目的竹炭纤维，它的加工方法是第一步竹炭加工，然后将竹纤维拉长并与化纤、棉线等交织在一起。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。河南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

3、企业成功开发出了竹炭粘胶纤维。同年，华东理工大学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本身就是一个新亮点，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。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。二、竹炭纤维的原

4、料竹炭微粉目前竹炭生产主要有干馅热解和土窑直接烧制两种方法。竹材炭化的工艺一般包括备料、热解、存放、加工和包装等工序。竹炭的优劣与竹子的本身的物理性质、炭化时间、精炼温度等工艺因素有关。竹材竹龄、种类、生长环境和竹材不同部位选择,炭化机理也有所差别，直接影响到产品的产率和性能。不同的竹原料烧成的竹炭表面积不一样，好一点的竹炭表面积可能达到700m2/g,—般的则只有300m2/g。选择台湾孟系竹、桂竹等优质原料，表面积则大，即竹炭组织中的孔隙更多，矿物质含量丰富，吸附能力更强。竹材的炭化温度不同，炭化的产物及组分也有变化，炭化过程包括预炭化和炭化两个阶段,预炭化阶段炭

5、化温度为150~270°C,炭化阶段炭化温度为270~450°C,竹炭的炭化终点温度与精炼度有着密切的关系，炭化终点温度升高，竹炭精炼度得到提高，即精炼度等级数值减少。采用高科技的气流粉碎方法将竹炭进行粉碎时，颗粒不能够太小，过小容易团聚，也会减弱其活性炭（竹炭进一•步活化之后成为竹活性炭，比表面积比原来增加2倍，其优越保健性能也可大大提高，目前用作竹炭纤维的竹炭一般经过活化）的性能（如吸附性能）。但是竹炭颗粒也不能太大，否则会造成纺丝困难，且纺成纤维强度也受到影响。一般竹炭微粉的粒径不超过3Um,用于纺制竹炭涤纶的竹炭微粉一般为0.5Pm以下。三、竹炭纤维的生产竹炭

6、纤维有单丝、复丝、短纤,可以纯纺也可与羊绒、棉等混纺。竹炭纤维的生产主要有两种途径:一是纺丝过程中在纺丝液中加入纳米级竹炭粉乳浆（以水为介质，在乳化分散剂作用下,借助机械搅拌，使竹炭微粉均匀分散形成的悬浮液）;二是在合成纤维切片中加入制作好的竹炭聚合物母粒进行复合纺丝。目前开发研制的有竹炭粘胶纤维、竹炭涤纶、竹炭锦纶、竹炭磁性纤维等。1.竹炭粘胶纤维竹炭粘胶纤维根据用途可分为竹炭粘胶长丝、竹炭粘胶短纤维等品种,用来源于天然植物的纤维素加入竹炭微粉乳浆经溶剂溶解脱泡制成纺丝溶液,由纺丝泵挤出并在凝固液中固化成纤维的方法纺制而成，加工工艺流程如图lo1.竹炭涤纶竹炭聚酯母

7、粒中竹炭含量约为40%;然后,根据产品的不同要求在聚酯切片中添加不同比例竹炭聚酯母粒，经纺丝得到竹炭涤纶。竹炭涤纶中竹炭含量一般在2%~3%,最多不超过7%o加工工艺流程如图2。2.竹炭锦纶竹炭功能母粒与聚酰胺6切片之比为1:5^10的混合物加入到锦纶纺丝设备中，螺杆温度为230-300°C,螺杆熔压为2~6MPa条件下，采用400m/min的纺丝速度进行纺丝制得竹炭锦纶。加工工艺流程如图3o锦纶6竹炭纤维具有的功能包括发射负离子、远红外和吸湿透气。3.竹炭磁性纤维竹炭磁性纤维是竹炭粉干燥后搅拌加入偶联剂活化，然后添加聚丙烯或聚酯或聚酰胺载体，再加表