韧皮纤维
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韧皮纤维(Bast Fibre/Bast Fiber/Phloem Fiber)
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什么是韧皮纤维[1]
韧皮纤维是从植物韧皮部取得的纤维,如苎麻、亚麻、大麻、黄麻、罗布麻和桑皮等。
韧皮纤维的特点[2]
一般将存在于根、茎、叶和果实中木质部以外的纤维,统称为韧皮纤维。韧皮纤维很长,最长的可达0.5m以上,例如苎麻的初生韧皮纤维,最长可达55cm。一年生植物中有韧皮纤维的有各类麻、藤、棕、剑麻和棉秆等,其中最典型的韧皮纤维是麻纤维。
韧皮纤维的特点是,细胞壁厚,细胞腔仅占纤维断面的10%左右;纤维长,强度大;除少数木质化外,多数的胞间层为果胶质,麻类的纤维素含量在70%左右,除黄麻含有稍高的木素外,其余含木素都较低,亚麻则不含木素,有少量果胶。
韧皮纤维的种类[3]
(一)苎麻
苎麻属苎麻科苎麻属,多年生草本植物。又名“中国草”,是中国独特的麻类资源,种植历史悠久,且我国的苎麻产量占世界90%以上,主要产地有湖南、四川、湖北、江西、安徽、贵州、广西等地区。
苎麻俗称有白苎、线麻、紫麻等,其可分为白叶种和绿叶种。白叶种苎麻叶正面呈绿色,叶背面长满白色绒毛,纤维品质好,主要种植地在我国。绿叶种苎麻纤维的品质略差,主要种植地区在南洋群岛等少数地区。
(二)亚麻
亚麻属亚麻科、亚麻属,为一年生草本植物。亚麻分为纤维用、油纤兼用和油用三类,我国传统称谓纤维用亚麻为亚麻,油纤兼用和油用亚麻为胡麻。
(三)黄麻
黄麻属于椴树科、黄麻属,为一年生草本植物,黄麻俗称络麻、绿麻。黄麻主要有两大品系,分为圆果种黄麻和长果种黄麻。圆果种黄麻因为纤维脱胶后色泽乳白至淡黄,又称为白麻,纤维较粗短;长果种黄麻因为纤维脱胶后呈浅金黄色,纤维细长。黄麻茎为较光滑的圆柱形,黄麻茎高1~5m,茎粗1.5~2cm,且麻茎有深浅不同的绿、红、紫色。黄麻叶为披针形。
(四)汉(大)麻
汉(大)麻)又名工业用大麻、花麻、寒麻、线麻、火麻、魁麻等,属大麻科大麻属,为一年生草本植物。大麻品种有高毒性大麻(四氢大麻酚含量较高)和低毒大麻(四氢大麻酚含量0.3%以下),即工业用大麻。它们分别用于药用和纤维用,现将纤维用(工业用)大麻命名为汉麻。
(五)罗布麻
罗布麻属夹竹桃科罗布麻属,多年生宿生草本植物。罗布麻含有黄酮类化合物、强心苷、花色素、酚类、芳香油、三萜化合物等,具有降压强心、清热利水、平悸止晕、平肝安神的功效。罗布麻叶还可以制烟、茶和饮料,茎和叶中的乳胶液可以药用和提炼橡胶,麻秆可以造纸和做纤维板。
(六)香蕉纤维
香蕉纤维存在于香蕉茎的韧皮中,也是一种韧皮纤维。将香蕉茎秆用切割机切断,手工将茎秆撕成片状,然后用刮麻机制取香蕉纤维。目前,香蕉纤维没有得到大规模的开发与利用,印度采用手工剥制的纤维主要用于生产手提包和装饰品,还有的用于绳索和麻袋等包装用品。我国的香蕉资源非常丰富,在广东、广西、福建、海南、四川、云南等地都大面积种植香蕉,开发和利用香蕉纤维具有很大的资源潜力。
韧皮纤维的化学组成[3]
1.半纤维素
半纤维素具有较高黏性,将植物细胞黏结成束。半纤维素的聚合度一般为150~200,分子链短,且大多有短的侧链。半纤维素的苷键在酸性介质中会断裂,使半纤维素发生降解。半纤维素在碱性条件下可以降解,产生碱性水解或剥皮反应。
2.木质素
木质素是植物细胞壁的主要成分之一,亦简称木素。它是以苯基丙三醇为基本单基(其中三个醇基可以接枝不同基团)通过各位置形成“C—C”键或醚键(—C—O—C—)聚合的种类极多的(至少数百种)、且聚合度差异极大的聚合物的混合物。大部分韧皮纤维细胞壁内含有少量木质素,部分韧皮纤维(如汉麻)及叶纤维,木质素存在于细胞之间成为黏结物质,使细胞不易分离。木质素相对分子质量为400~5000。韧皮纤维中木质素含量愈高则纤维愈粗硬,且脆,缺乏弹性和柔软度差。木质素不溶于冷水及低温稀碱液中,能溶于温度在165℃以上的碱液中;其在酸性亚硫酸盐的溶液中会变成木质磺酸,且能溶解。
3.脂蜡质
脂肪和蜡主要成分为饱和烃族化合物及其衍生物、高级酸脂蜡以及类似的醛类物质等,亦称为蜡质。蜡质以薄膜状态覆盖于植物的外围,能防止植物的水分过多蒸发或潮气侵入。同时,蜡质也覆盖于纤维表面,增加纤维的柔软度及光泽。它能溶于有机溶剂(如醛、乙醚等)中,其中一部分饱和烃,也可与苛性钠溶液皂化。脂肪和蜡在一定温度下,能部分地熔融和软化。
4.果胶
果胶是一种含有水解乳糖醛酸基的复杂碳水化合物,呈黏性物质状态,在纤维细胞之间黏结成束。果胶质是植物产生纤维素、半纤维素等成分的营养物质,由含有糖醛酸基环的一种混杂链构成,是一种具有酸性的混杂糖,主要组成成分是果胶酸及其衍生物,还有与之共生的其他许多糖类物质。它们存在于植物细胞壁、细胞内和细胞间。纤维束之间的果胶,易受细菌的作用而分解。