葉纖維
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葉纖維(Leaf Fibre/Leaf Fiber)
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什麼是葉纖維[1]
葉纖維是從植物的葉子或葉鞘取得的纖維，如劍麻、蕉麻和菠蘿麻等。
葉纖維的種類[2]
葉纖維來源於植物的葉脈和葉鞘部分，纖維束相對較硬，又稱為硬質纖維。葉纖維多屬於單子葉草本植物，主要有劍麻、蕉麻、菠蘿葉纖維等。
一、劍麻
劍麻屬單子葉植物龍舌蘭科、龍舌蘭屬，又名西沙爾麻、龍舌蘭麻。劍麻是熱帶多年生草本植物，因其葉片形似寶劍而得名。其生長期為6～8年，收穫期為4～6年，一般在種植後2～2.5年進行第一次葉片採割，葉長為1.2～2.Om。劍麻原產於中美洲熱帶和亞熱帶高溫、少雨的半荒漠地區，劍麻適應性廣，容易栽培，並且耐乾旱，抗風沙，在丘陵、鹽鹼地、山地都可以生長。世界劍麻主要生產國為巴西、墨西哥、坦尚尼亞、肯亞、中國、馬達加斯加等。中國是1901年從菲律賓引入劍麻，種植劍麻的主要產區有臺灣、廣東湛江、廣西玉林和南寧、海南昌江和東方、福建漳州和廈門以及雲南大理等地區。
劍麻纖維具有色澤潔白、質地堅韌、強度高、耐海水腐蝕、耐酸鹼、耐摩擦以及耐低溫等優點，劍麻傳統產品主要是白棕繩、鋼絲繩芯、編織地毯、麻袋以及製造特種高級紙張。劍麻棕繩廣泛用於國防、漁業、石油、冶金、交通運輸、手工業等方面。劍麻纖維還可以用於拋光輪。劍麻纖維可以代替化學纖維用於環保型包裝材料，劍麻複合材料還可製造生活用品、工藝品、房屋裝修材料、寵物窩巢等，此外劍麻還用於光纜外的屏蔽材料和電子工業的絕緣材料。
1．劍麻的組成及結構
劍麻的主要品種有西沙爾麻(劍麻)、灰葉劍麻和番麻。劍麻一般在種植兩年後，葉片長度達80～lOOcm，有80～100片時就可以採割葉片。劍麻纖維加工工藝為：鮮葉片一刮麻一錘洗一壓水一烘乾一揀洗分級一打包。可以採用機械破碎法、酸法蒸煮、鹼法蒸煮、氨水處理和蒸汽爆破等預處理方法，除去劍麻中部分木質素和雜質，以提高劍麻纖維的可紡陛能。
劍麻纖維由纖維素、半纖維素、木質素、果膠等組成，其中纖維素占44.86％、半纖維素占14.38％、木質素占32.16％、果膠占3.02％、水溶物占5.38％、脂臘質占0.20％。劍麻纖維木質素含量比其他麻類纖維高，脂臘質含量偏低，纖維較剛硬粗糙，抱合力小，彈性和伸長率小。
劍麻成熟的葉片含有纖維束1000～1200個，束纖維截面由50～150根單纖維組成，單纖維排列整齊、緊密。劍麻單纖維無卷曲，錶面粗糙。劍麻纖維縱向呈圓筒形，中間略寬，兩端鈍而厚，有的呈尖形或分叉。單纖維長度2.7～4.4mm，寬度20～32um。相鄰纖維橫向由木質素黏結，耐細菌和酶的作用及耐化學藥品作用，不易分離成單纖維。單纖維橫截面為多角形或卵圓形，多數為不規則六角形，有明顯的中腔，中腔呈卵圓形或較圓的多邊形，細胞具有狹的節結和明顯的細孔，胞壁平均厚度為4.6um。
2．劍麻纖維的主要性能
1)纖維規格：劍麻工藝纖維的平均長度為78cm，重量加權平均長度為91cm，工藝纖維平均細度為169dtex。
(2)斷裂比強度與斷裂伸長率：劍麻纖維為高強低伸型纖維，平均斷裂比強度為5.72～7.33cN/dtex，平均斷裂伸長率為3.02％～4.50％。
(3)初始模量：劍麻纖維剛性大，具有較高的初始模量。纖維的平均初始模量為34.4～42.2cN/dtex。
(4)彈性：劍麻纖維的強度和剛性高，但是伸長率低，斷裂功小，屬於脆性纖維。劍麻纖維的彈性回覆性不如黃麻，且其壓縮回彈率為9.57％，壓縮率為37.50％，黃麻纖維的壓縮回彈率為11.2％，壓縮率為63.52％。
(5)密度：劍麻工藝纖維比較輕，密度為1.299/cm3。
(6)吸濕性：劍麻纖維具有很好的吸、放濕性能。在標準大氣條件下，劍麻纖維的回潮率為10％～14％。劍麻纖維放濕速度很快，每小時為6％～10％。
(7)染色性：劍麻纖維的結晶度、取向度高，染色較困難，且其上染率為12.8％。
(8)耐腐蝕性：劍麻對HCl的耐腐蝕性比其他麻類纖維好，且其與黃麻相比高50％；比苧麻高33％；比亞麻高38％。劍麻浸泡於H2S04。中10～30min，對其強力無明顯影響，但隨著H2S04。濃度增加其強力會有明顯下降。
二、蕉麻
蕉麻又稱馬尼拉麻、菲律賓麻等，屬芭蕉科芭蕉屬，是多年生宿根植物。蕉麻生長在熱帶和亞熱帶，適宜在溫度26～32℃、相對濕度80％～90％的高溫、高濕環境中生長。蕉麻原產國和主產國是菲律賓，但在印度尼西亞、厄瓜多、瓜地馬拉、宏都拉斯等國家也有種植。蕉麻有坦岡岡、蠟紋、吉那班克、艾莫克德等二十多個品種。
蕉麻由種子或吸芽萌發繁殖，真莖細小而叢生，12～30條為一叢；假莖由15～20個葉鞘互捲組成。蕉麻株高5～8m，花為黃色，葉長1～2.5m，寬20～40cm，葉錶面有光澤，背面有蠟粉，葉柄內有纖維。蕉麻種植一年後開始割取葉鞘，可連割10年。菲律賓種植的蕉麻每公頃可產乾纖維1000～1600kg，出麻率為1.5％～3％。
蕉麻纖維由蕉麻葉鞘中抽取，葉鞘由莖的中部自下而上生長，最外層的葉鞘生長時間長，中間和裡層的葉鞘生長時間短。每個葉鞘分為三層，最外層纖維最多；中間層有許多含有空氣的細胞間隙，僅有少量纖維；內層纖維含量最少。
蕉麻纖維錶面光滑，直徑較均勻，縱向呈圓筒形，頭端為尖形。橫截面為不規則卵圓形或多邊形，中腔圓大，細胞壁較薄，細胞間由木質素和果膠黏結，極難分離。蕉麻工藝纖維長度為1～3m，最長達5m以上；單纖維長6～7mm，寬12～14um。束纖維斷裂比強度為0.88cN/dtex，斷裂伸長率為2％～4％，胞壁密度為1.459/cm3，標準狀態下回潮率約為12％。
三、菠蘿葉纖維
菠蘿葉纖維是由菠蘿葉片中提取的纖維，又稱菠蘿麻纖維、鳳梨麻纖維，是用熱帶水果——菠蘿生產的副產品。菠蘿葉纖維的開發和利用，可以使菠蘿葉由廢變寶，其提取纖維後的菠蘿葉渣還可以製造飼料。我國每年菠蘿的種植面積為4萬～8萬公頃，由新鮮菠蘿葉中可以提取1.5％的乾纖維，則預測每年可提取7.5萬噸纖維。
1．菠蘿葉纖維的初加工
(1)纖維提取：菠蘿葉纖維的提取方法主要有水浸法、生物化學法和機械提取法。水浸法是將葉片用水浸泡7～10天，自然發酵後經過人工刮取、清洗後獲得纖維；生物化學法是將葉片用生物和化學溶液浸泡，使纖維周圍的組織破壞，再經過人工刮取、清洗後獲得纖維；機械提取法是利用機械力破壞纖維周圍組織，並且進行纖維和葉渣分離，最後經過清洗獲得纖維。
(2)脫膠：菠蘿葉纖維的脫膠方法主要有化學脫膠法和生物脫膠法，但由於其單纖維長度短，故採用半脫膠工藝，來得到工藝纖維。其化學脫膠法工藝為：浸鹼—脫鹼—酸浴—水洗—脫水—給油—脫水—抖松—烘乾。生物脫膠法工藝為：菌種製備—接種—生物脫膠—洗麻機洗麻—漂洗—脫水—抖麻—漬油—脫水—抖麻—烘乾。
2．菠蘿葉纖維組成及結構
菠蘿葉纖維由纖維素、半纖維素、木質素等構成，其化學組成與其他麻類纖維相似。菠蘿葉纖維中的纖維素含量為56％～62％，半纖維素含量為16％～19％，木質素約為9％～13％，果膠約為2％～2.5％，脂蠟質為3％～7.2％，灰分為2％～3％，水溶物為1％～1.5％，由以上可見其纖維的纖維素含量較低，木質素和半纖維素含量較高，脂蠟質含量也相對較高。
菠蘿葉纖維是由許多纖維緊密聚集成束，細胞問由木質素和果膠黏結，每個纖維束截面由10～20根單纖維細胞結合而成。菠蘿葉纖維細胞壁的次生胞壁分成較薄的外層和較厚的內層。外層稍有木質化，原纖與纖維軸的夾角為60；內層的錶面覆蓋一層很薄的無定形物質，原纖與纖維軸的夾角為20。菠蘿葉纖維錶面比較粗糙，有縱向縫隙和孔洞，有天然轉曲。單纖維細胞縱向呈圓筒形，兩端細尖。單纖維截面為卵圓形，有中腔。菠蘿葉纖維的結晶度約為73％，取向因數為0.972。
3．菠蘿葉纖維的主要性能
(1)纖維規格：菠蘿葉纖維單纖維長3～8mm，寬約7～18mm；工藝纖維的平均長度為10～90cm，線密度為25～40dtex。
(2)斷裂比強度與斷裂伸長率：菠蘿葉纖維為高強低伸型纖維，工藝纖維的平均斷裂比強度為3．96cN/dtex，平均斷裂伸長率為3.42％。
(3)拉伸比模量：菠蘿葉纖維的拉伸比模量為76.8cN/dtex。
(4)密度：菠蘿葉纖維胞壁密度為1.542.g/cm3。
(5)熱穩定性：菠蘿葉纖維在306.7℃時開始分解，併在372.2℃時完全分解。
(6)色澤：菠蘿葉纖維色澤潔白，有絹絲般光澤。
(7)吸濕性：菠蘿葉纖維吸濕性好，標準狀態下回潮率為13％～14％。
