毛竹竹龄对竹纤维束提取及性能的影响

1、毛竹竹龄对纤维束化学成分的影响

纤维素含量对纤维力学性能起关键作用，而吸湿性又与半纤维素含量有密切关系。与竹材相比，竹纤维束的纤维素含量增加，半纤维、木质素和抽出物含量均有降低。不同竹龄竹纤维束各组分含量有较大差异。随竹龄增加，竹纤维束的纤维素含量降低，半纤维素含量和木质素含量增加，苯醇抽提物含量相当。1年生竹材提取竹纤维束，由于竹材还未完全木质化，组分中大部分为水分，除去水分其纤维素含量相对较高。1~3年生竹材提取竹纤维束的纤维素含量依次为58.13%、56.39%、53.73%。随竹龄增大，半纤维素含量和木质素含量增加，尤其是木质素含量高，提取过程所需能耗更高，竹纤维束的刚性更强。因而中低龄竹材纤维素提取更易，可在更温和的工艺条件下达到润胀软化。与原料竹材相比，竹纤维束中的苯醇抽提物含量大大降低，且在竹材中随竹龄增大苯醇抽提物含量更高，如1年生竹材苯醇抽提物含量为约3%、2年生的约5%、3年生的约7%，而在竹纤维束中，随竹龄增加，苯醇抽提物含量变化趋势不明显。从加工利用角度，抽提物不同，材料表面接触角不同，在竹材中，大龄竹材抽提物含量高,在竹材表面堵塞了表面的渗透渠道，致使润湿程度降低。而竹纤维束中，抽提物含量少且差异不明显，可见竹龄对竹纤维束润湿性的影响大大降低。

2、毛竹竹龄对竹纤维束残胶率和回潮率的影响

残胶率反映纤维束在提取过程中去除胶质的效果，残胶率越低，纤维束去除胶质越多，提取的纤维越柔软；回潮率可间接反映纤维束的吸湿性能，回潮率越低，吸湿性越弱，抗虫菌性能更好。各竹龄竹纤维束随提取工艺条件改变残胶率和回潮率变化趋势相同。在同等工艺条件下，竹龄越大，提取竹纤维束的残胶率越高。不同竹龄提取的竹纤维束未表现出随竹龄增大的规律性变化，经多种工艺验证，反而是2年生竹提取的竹纤维束回潮率最低，1年生竹提取竹纤维束回潮率次之，3年生竹提取竹纤维束回潮率最高。

3、毛竹竹龄对竹纤维束结晶行为的影响

结晶行为影响到纤维的柔软度及后续加工利用与其它材料的结合。结晶度和取向度较高时，纤维柔软性个弹性降低。

不同竹龄竹纤维束，因化学组分纤维素含量不同，结晶区和无定形区，还有些过渡区域因化学处理会略有差异。随竹龄增大，纤维素含量降低，相对结晶度降低。1、2、3年生竹材提取竹纤维束结晶度分别为58.87%、57.38%、55.08%。综合考虑，1~2年生竹提取竹纤维束性能更优，竹纤维束的提取宜以1~2年生竹为原料更优。

4、毛竹竹龄对竹纤维束力学性能的影响

1年生竹提取竹纤维束的直径相对分布更集中，但整体直径相对偏大；3年生竹提取竹纤维束直径分布相对较广；2年生竹提取竹纤维束拉伸强度相对较均匀，1年生竹提取竹纤维束拉伸强度较2年生和 3年生高。

1年生、2年生、3年生竹提取竹纤维束拉伸模量分布有较大的相似性，随着直径的增大呈指数性降低。1年生竹提取竹纤维束拉伸模量较2年生、3年生竹提取竹纤维束低，但断裂伸长率更高。