竹炭纤维及其纺织品的开发现状和应用发展

东 旭 于明娇 赵宏宇 马 越

（辽东学院，辽宁 丹东118000）

在现代生活中，研究和生产有益于人类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，竹炭纤维及其制成的纺织品具有除臭、抑菌防霉和发射负离子等功能和作用，越来越受到人们的青睐。而且竹炭纤维内部结构属于多微孔型，使织物具有强劲的吸附能力和吸湿放湿功能，会让大家在接触时感受到舒适。

一、竹炭纤维原料竹炭的制备

竹炭纤维的加工第一步是竹炭加工，然后将竹纤维拉长并与化纤、棉线等交织在一起[1]。目前竹炭生产主要有干馏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。竹炭的优劣与竹子本身的物理性质、炭化时间、精炼温度等工艺因素有关。选择台湾孟系竹、桂竹等优质原料，其表面积大，即竹炭组织中的空隙更多，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，竹炭的炭化终点温度与精炼温度有着密切的关系，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可保证其保健性能也大大提高[2]。

二、竹炭纤维的结构

竹炭纤维内部属于多微孔型，矿物质含量高，具有丰富的蜂窝状空隙分布，边缘呈不规则形状，纵向表面光泽均一，有较浅的沟槽。这种蜂窝状微孔结构使竹炭纤维具有良好的吸湿透气性与蓄热保暖性。

图1 竹炭纤维的蜂窝状结构

三、竹炭纤维的性能

由于竹炭纤维具有独特的蜂窝状微孔结构使其具有多种优异性能。

1.竹炭纤维具有超强的吸附除臭性。对人体异味及油烟味、甲醛、苯、甲苯、氨等有害物质和粉尘能发挥吸收、分解异味和消臭的作用。

2.竹炭纤维的抗起毛、抗起球效果优良，可达3.5～4.5 级。

3.竹炭纤维的蓄热保暖性。能吸收和再放射远红外线，而此段波长的远红外线与生物生长有极密切的关系，故又称为“生育光线”或“成长光线”。远红外线容易被人体吸收，达到蓄热保温效果，并有改善微循环、促进新陈代谢等作用。

4.竹炭纤维的自调湿性。水洗后快速易干性能和具有的各项功能不受洗涤次数的影响。

5.竹炭纤维的吸湿快干性。竹炭纤维对水分子有较强的吸附功能，可快速吸收湿气和水分，同时，其内部及表面均为蜂窝状多孔结构，纵向表面存在多条沟槽，形成水分子的通道，可快速吸收人体皮肤排出的汗液与湿气，并扩散至周围环境中，导湿性好，始终保持皮肤干爽、舒适[3]。

6.竹炭纤维的抗菌功能是由其独特的分子结构决定的。一方面，它可以吸收水分中的H+，放出 OH-，pH 值可达 7.5～8.5，呈现弱碱性。可以吸附细菌、病毒等有害物质，而且竹炭纤维释放的负离子可使细菌等微生物的分子结构发生改变，将其杀死；另一方面，竹炭纤维具有自调湿和吸湿快干性，不会给微生物提供赖以生存的潮湿环境，这些都极好地阻碍了竹纤维织物表面细菌、病毒等的繁殖，为皮肤创造一种健康的环境[4]。

7.竹炭纤维的保健功能。竹炭纤维含有钾、钙等矿物质，发射负离子的浓度高，相当于郊外田野的负离子浓度，有益于身体健康[5]。

四、竹炭纤维纺织品的开发与应用

竹炭纤维是近年来迅速发展起来的一种新型功能性纤维。由于竹炭在高温煅烧过程中其内部会形成许多蜂窝状的多孔结构，具有优异的吸湿性、吸附性、抗菌除臭性，以及远红外与负离子发射性能，因此竹炭纤维纺织品在纺织领域备受青睐，具有广阔的发展前景[6-9]。

1.服装领域

竹炭纤维具有优异的吸湿排汗性、抗菌性、吸附性以及远红外保健功能，并可自动调节湿度，其功能性不会受到洗涤次数的影响，特别适合生产内衣、运动休闲等服装。可将竹炭纤维与棉、麻、丝、毛、粘胶等纤维进行混纺，开发出的功能性面料可综合多种纤维的性能，由于竹炭纤维具有保健功能与防电磁辐射性能，尤其适宜制作婴幼儿、孕妇及老年人的保健防护服装。

2.家纺领域

竹炭纤维具有远红外发射性能，其制作的暖被具有极好的保温性，并可促进血液循环，改善人体微循环系统，而且竹炭纤维暖被可以抑制微生物等的生长，不会对皮肤造成危害。竹炭纤维制成的床垫具有除湿除臭的功效，其发射的负离子可对关节炎及皮肤病具有辅助治疗的作用，竹炭纤维生产的被子、床单、床垫可以有效吸附房屋中建筑材料所产生的有害气体。

3.医用领域

传统的医用纺织品一般为棉纤维制品，强度低，容易粘连。利用竹炭纤维的绿色环保、抗菌、消炎等特性，可与棉纤维等进行混纺制备竹炭纤维医用纺织品，有利于减少疾病的传播，有益于人体健康。

4.产业用领域

由于汽车内部装饰后易产生甲醛等有害气体，利用竹炭纤维强大的吸附性，可以吸附车内灰尘、异味和产生的静电，保持车内空气清新，给人创造一种舒适的车内环境。竹炭纤维具有除菌除臭、防电磁辐射、远红外与负离子发射功能，可用于制作空气粉末过滤材料、军用防护服、防电磁辐射面罩等特殊的防护品。利用竹炭纤维的远红外与负离子发射功能，可将其作为涂料添加剂，用于制作环保型墙体保暖材料。

我国竹类资源丰富，竹炭纤维的开发利用既可减少资源消耗，其优越的性能又可满足人们追求纺织品集舒适、休闲、保健等功能于一体的需求。随着科技的发展和技术的进步，竹炭纤维将会越来越多地应用于服装、产业、家纺等多个领域，具有十分良好的发展前景。