植物纤维
细胞科细胞生物属组织
植物纤维(Plantfibre)是广泛分布在种子植物中的一种厚壁组织。它的细胞细长,两端尖锐,具有较厚的次生壁,壁上常有单纹孔,成熟时一般没有活的原生质体。植物纤维是纤维素与各种营养物质结合生成的丝状或者絮状物,对于植物具有支撑、连接、包裹、充填等作用,广泛存在于植物秆茎、根系、果实、果壳中。
使用历史
中国利用植物纤维,特别是苎麻和大麻的历史很早,在新石器时期的土陶器上已有麻布的印纹。《诗经》中已有沤纻(沤制苎麻)的记载:“东门之地,可以沤纻”(《陈风》)。植物纤维与人类生活的关系极为密切,除了日常生活必需的纺织用品以外,绳索、包装、编织、纸张、塑料以及炸药等,也都需要植物纤维作原料。
存在部位
在植物茎杆中,如苎麻大麻亚麻黄麻的草本茎,具特别发达的韧皮纤维束,可用制各种纺织品。这些纤维没有或很少木质化,称软纤维。在有些植物的木本茎中,韧度纤维也很发达,它们是制造特种纸张的优良原料,如桑树、构树、青檀等。 叶子纤维主要存在于单子叶植物的叶脉中,细胞壁木质化程度较高,质地坚硬,称为硬纤维。这类纤维拉力大,耐腐力强,主要用制绳索,或作粗纺之用,如剑麻蕉麻等。
根中纤维一般较少,但有的植物根内纤维也可利用,如马蔺。此外,有些植物果实的果皮中含有纤维,如椰子,或者生长有特殊用途的纤维毛,如吉贝。种子表面生长表皮毛的
突出例子是棉花纤维,其他如木棉、杨柳等种子表面,也都有纤维。一些工业用的植物纤维长度与宽度的比较见表。
纤维类型
根据在植物体中分布位置的不同,大致可分为木质部外纤维与木质部纤维两大类。
木纤维类型结构
木质部外纤维:包括韧皮纤维,皮层纤维和围绕维管束的纤维。这类纤维一般为长纺锤形,两端尖锐,有的两端成为钝形成分叉。细胞壁较厚,相对细胞腔较小。细胞壁具不同程度木质化或完全没有木质化,初生纤维通常要比次生纤维长。
木质部纤维:又称木纤维,大都有木质化的次生壁,细胞形状通常也是两端尖锐,但有各种形状与纹孔上的变化。这类纤维是木材的重要组成分子之一。木纤维又可分为两种类型:①纤维管,由管胞(见木质部)逐渐演化而来,其细胞壁上有明显的具缘纹孔。②韧型纤维,由纤维管胞进一步演化的结果,细胞壁更为增厚,壁上的纹孔退化为单纹孔,也有人称之为木纤维。在某些被子植物(如栎树)的木材中,可以看到纤维与管胞之间的一系列过渡类型,即细胞壁厚度逐渐增加,长度减短,壁上的具缘纹孔逐渐简化为单纹孔等。纤维管胞与韧型纤维,都可能具有横向隔壁,特称为分隔纤维。很多植物具有这种结构,如葡萄属和金丝桃属。这些分隔纤维可长期保留有原生质体,并有贮藏淀粉、油类和树脂的作用。
另外,还可按以下分类:
种子纤维:是指一些植物种子表皮细胞生长成的单细胞纤维。如棉、木棉。
韧皮纤维:是从一些植物韧皮部取得的单纤维或工艺纤维。如:亚麻、苎麻、黄麻、竹纤维。
叶纤维:是从一些植物的叶子或叶鞘取得的工艺纤维。如:剑麻、蕉麻。
果实纤维:是从一些植物的果实取得的纤维。如:椰子纤维。
生长发育
植物纤维由不同的分生组织发育形成。木质部与韧皮部的纤维来源于原形成层或形成层。有些纤维则可由基本分生组织发生,这种将来发育成纤维的细胞,很早就停止横向分裂,而只有纵向伸长。维管束鞘中的纤维,一部分可由原形成层发生,另一部分则由基本分生组织形成。
初生纤维在器官延伸之前便已发生,在周围的细胞仍在分裂的时候,它们还能继续引伸到相当的长度。例如苎麻的韧皮纤维可以继续伸长几个月,最后增加的长度为原来的4、5万倍,最长可达55厘米。这种细胞的伸长,除与周围细胞一起增长(协同生长)以外;还有细胞顶端可伸入到周围细胞之间的生长(侵入生长)。苎麻的纤维停止伸长以后,在发生次生壁的沉积时,纤维的基部可能也有厚的次生壁。但顶端仍有生活的内容物和薄的细胞壁,因此,细胞顶端还可以继续伸长。
棉纤维是棉花胚珠上表皮细胞伸长的部分。它的发育过程是:当棉花胚珠受精以后,胚珠表皮层上产生纤维的生毛细胞迅速伸长。此后,细胞壁也逐渐增厚,即在初生壁里面不断沉积含纤维素的次生壁。接近种子成熟时,原来成管状的纤维细胞,干瘪变扁,并发生扭曲,细胞壁内残留的原生质体也变干沉积。棉铃开裂以后,纤维细胞死亡,成为银白色的纤维。
环保材料
作用
可降解的植物纤维花盆采用植物纤维做主要原料,它的透气性非常好,有利于花卉的生长。纤维花盆在白天吸收太阳红外线的能力非常强,这是其他种类花盆所不能的,吸收红外线的能力强,花盆的温度会升高,在寒冷的冬天,使用这种花盆更有利于植物生长,并且可以保护植物安全过冬。
植物纤维本身就有花卉生长所需的部分养分,在植物生长的过程中,所含的营养元素可以缓慢的释放倒泥土里,供给植物生长。纤维花盆以植物纤维做原料,对身体没有任何伤害。并且花盆破碎后可以降解,不会对环境造污染。花卉市场上的花盆种类可谓应有尽有,木质花盆、泥制、陶瓷、塑料花盆。木质花盆轻便,但没有五颜六色的颜色;泥制花盆透气性好,但不美观、重量大,陶瓷花盆美观华丽,但是易碎、价格高,塑料花盆轻便,颜色漂亮,但是透气性不好,植物容易烂根,而且塑料废弃后无法处理污染环境。植物纤维花盆是最好的选择。
材料描述
植物纤维环保材料是利用稻壳稻草麦秸玉米秸秆、棉花秆、木屑、竹屑等农作物秸秆或其它植物的秆茎,先制成10~200目的植物纤维粉料,再用特殊工艺制成混合原料,然后模压或注塑成型的一种新型环保材料;天然成份可达60~90%以上;可制成一次性餐饮容器具、可控降解容器、工艺品、日用品、建筑板材、工业包装等物品。 原料特点:植物纤维环保材料来源于农作物秸秆和快速再生植物,是
自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源;是对废弃物或是用处不大的资源开发利用,是变废为宝节约资源。制品特点:植物纤维环保材料具有强度高,表面纹理天然、质朴,颜色鲜艳,质感新颖,适合制做多次、反复使用的物品,可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品,节省石油资源和能耗。
发展历史
大量的垃圾是非降解废弃物,对生态环境造成严重公害,并且危害人们健康。植物纤维环保材料天然成份可达80%以上,制成的物品用后弃于自然环境可自然降解,是一种新型绿色环保材料。
植物纤维环保制品最初的产品是一次性餐饮具,是为治理“白色污染”研发的,2000年左右形成了热餐饮具、冷餐饮具、超市生鲜托盘、勺子、筷子等一次性餐饮容器具产品。在研制一次性餐饮容器具时,研制的材料具有强度高,表面纹理天然、质朴,可着色多种鲜艳的颜色,更适合制作多次、反复使用的物品。在此基础上于2003年左右开发出了可控降解容器、日用品、工艺品、工业包装等。
知识产权专业从事植物纤维研究开发历时已十余年,在此领域内配方技术和生产技术处于国内领先水平,同时植物纤维环保制品技术属于中国原创技术,在国际上处于领先水平。
特点
1.可再生资源的利用
植物纤维环保材料来源于农作物秸秆和快速再生植物,是自然界中取之不尽用之不竭的可再生资源,是对废弃物或是用处不大的资源开发利用,是变废为宝节约资源。
在地球上,绿色植物利用太阳能进行光合作用,提供的生物量每年有1550亿吨干重物质,可固定五千亿吨有机碳,它是石油、煤炭、天然气总量的20倍,在自然界中生物资源最为丰富,能年复一年地繁衍生息,具有很强的再生性,这是大自然给我们的一种既价廉而又取之不尽的可再生资源。
2.制成品可替代部分塑料玻璃制品
植物纤维环保材料具有强度高,表面纹理天然、质朴,颜色鲜艳,质感新颖,适合制做多次、反复使用的物品,经过近十年的研发,制成的产品可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品。
用植物纤维环保材料制成的制品可以替代部分塑料制品,可以节约宝贵的石油资源。大多数合成高分子的原料是石油和煤,但全世界石油总储量才800多亿立方米,而每年要消耗掉30多亿立方米,预计用不了几十年,地球上的石油资源将消耗殆尽,煤的贮存虽然多一些但也用不到百年。全世界每年有1.4亿多吨塑料是由石油合成的,我国产量约为800万吨,只要1%的制品用植物纤维环保材料代替就可以形成一个巨大的产业。
3.可生物降解
大量的塑料垃圾是非降解废弃物,对生态环境造成严重公害,并且危害人们健康。植物纤维环保材料天然成份可达60-90%,制成的物品用后弃于自然环境可自然降解,其材料来自自然资源,经过加工成为材料,供人类使用之后,又回到自然,是一种环境友好材料,一种新型绿色环保材料。
利用其可降解的特性可以制成使用时间1-3个月的育苗杯、移栽盆,4-6个月的观赏盆,2-3年的普通花盆。
概念区别
膳食纤维
植物纤维是一种不能被消化的物质,它包括纤维素、半纤维素、木质素果胶质、树胶质和一些非纤维素糖。 膳食纤维是人类可食用的植物纤维。构成植物纤维的基础物质是纤维素,是由7000~10000个葡萄糖分子呈束状平行排列的、经糖苷链连接起来的聚合物
植物纤维是纤维素与各种营养物质结合生成的丝状或絮状物,对植物具有支撑、连接、包裹、充填等作用。由于与纤维素结合的营养物质、连接键以及连接位置的不同,植物纤维可具有多种不同的特征,其形态和组织结构均随着植物的生长成熟而发生明显改变。到了植物的成熟期,植物纤维已经胶质化、角质化、木质化。此时,植物纤维不溶于水,也不能被人类的消化酶分
解,称为粗纤维。比如芽期的香椿和花期的丝瓜,都含有丰富的可消化纤维,是受到人们的美味食品;而椿木的纤维已经成熟、老化,因此不可食,只能用来造纸;生长成熟的丝瓜也不可食,丝瓜络多用做洗碗用具。需要指出的是,无论是可消化纤维还是不可消化的粗纤维,其降脂功能都是独特的,是人类重要的、不可替代的一种食物。
动物纤维
植物纤维亦称天然纤维素纤维,其主要组成物质都是纤维素。在国际贸易上重要的植物纤维有:棉、大麻、黄麻、亚麻、蕉麻、剑麻、赫纳昆麻和椰壳纤维等。按取得纤维的植物体部位,植物纤维又分为种子纤维、果实纤维、韧皮纤维、茎纤维和叶纤维。
动物纤维分为三类:动物的发毛和绒毛、禽类的羽绒和羽毛、蚕丝,主要来源是人工饲养的动物。动物纤维亦称蛋白质纤维,因为它们的主要组成物质是蛋白质。动物毛的种类很多,最主要的是绵羊毛,简称羊毛。羊毛广泛用来制造各种纺织品,也用以制毡。除羊毛外,还有山羊绒、兔毛、骆驼毛、牦牛毛等。羊毛以外的动物毛,有时统称为特种动物毛,也用来制造纺织品,可纯纺或与其他纤维混纺。在混纺中,利用它们特有的光泽、细度和柔软性,可以改善织物的保暖性和手感。禽类的羽绒和羽毛在纺织上可与其他纤维混纺,也可做填充材料,如鸭绒鹅绒等。蚕丝是蚕的腺分泌物,有桑蚕丝柞蚕丝蓖麻蚕丝和术薯蚕丝等。动物纤维吸湿性强、保暖性好、弹性好、不易沾污、光泽柔和、染色性好,还具有独特的缩绒性,品质非常优良,有天然形成的波浪形卷曲,可用于制造呢绒,绒线、毛毯、毡呢等生活用和工业用品,羊毛纤维是一种高档纺织纤维
研究进展
2022年6月26日,中国林学会发布了“十三五”期间林草科技十大进展。其中,人造板产业绿色转型升级技术加快推进。突破植物纤维承载单元力学体系构建与秸秆资源材料化利用、无醛植物蛋白胶黏剂制备与绿色人造板生产、人造板有害挥发物分级与承载限量评价等重大关键技术及核心装备。
最新修订时间:2024-11-30 13:56
目录
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参考资料