植物纖維是廣泛分布在種子植物中的一種厚壁組織。它的細胞細長,兩端尖銳,具有較厚的次生壁,壁上常有單紋孔,成熟時一般沒有活的原生質體。植物纖維是纖維素與各種營養物質結合生成的絲狀或者絮狀物,對于植物具有支撐、連接、包裹、充填等作用,廣泛存在于植物稈莖、根系、果實、果殼中。
中國利用植物纖維,特別是苧麻和大麻的歷史很早,在新石器時期的土陶器上已有麻布的印紋。《詩經》中已有漚纻(漚制苧麻)的記載:“東門之地,可以漚纻”(《陳風》)。植物纖維與人類生活的關系極為密切,除了日常生活必需的紡織用品以外,繩索、包裝、編織、紙張、塑料以及炸藥等,也都需要植物纖維作原料。
在植物莖桿中,如苧麻、大麻、亞麻和黃麻的草本莖,具特別發達的韌皮纖維束,可用制各種紡織品。這些纖維沒有或很少木質化,稱軟纖維。在有些植物的木本莖中,韌度纖維也很發達,它們是制造特種紙張的優良原料,如桑樹、構樹、青檀等。葉子纖維主要存在于單子葉植物的葉脈中,細胞壁木質化程度較高,質地堅硬,稱為硬纖維。這類纖維拉力大,耐腐力強,主要用制繩索,或作粗紡之用,如劍麻、蕉麻等。
植物纖維由不同的分生組織發育形成。木質部與韌皮部的纖維來源于原形成層或形成層。有些纖維則可由基本分生組織發生,這種將來發育成纖維的細胞,很早就停止橫向分裂,而只有縱向伸長。維管束鞘中的纖維,一部分可由原形成層發生,另一部分則由基本分生組織形成。初生纖維在器官延伸之前便已發生,在周圍的細胞仍在分裂的時候,它們還能繼續引伸到相當的長度。例如苧麻的韌皮纖維可以繼續伸長幾個月,最后增加的長度為原來的4、5萬倍,最長可達55厘米。這種細胞的伸長,除與周圍細胞一起增長(協同生長)以外;還有細胞頂端可伸入到周圍細胞之間的生長(侵入生長)。苧麻的纖維停止伸長以后,在發生次生壁的沉積時,纖維的基部可能也有厚的次生壁。但頂端仍有生活的內容物和薄的細胞壁,因此,細胞頂端還可以繼續伸長。
棉纖維是棉花胚珠上表皮細胞伸長的部分。它的發育過程是:當棉花胚珠受精以后,胚珠表皮層上產生纖維的生毛細胞迅速伸長。此后,細胞壁也逐漸增厚,即在初生壁里面不斷沉積含纖維素的次生壁。接近種子成熟時,原來成管狀的纖維細胞,干癟變扁,并發生扭曲,細胞壁內殘留的原生質體也變干沉積。棉鈴開裂以后,纖維細胞死亡,成為銀白色的棉纖維。
植物纖維環保材料是利用稻殼、稻草、麥秸、玉米秸稈、棉花稈、木屑、竹屑等農作物秸稈或其它植物的稈莖,先制成10~200目的植物纖維粉料,再用特殊工藝制成混合原料,然后模壓或注塑成型的一種新型環保材料;天然成份可達60~90%以上;可制成一次性餐飲容器具、可控降解容器、工藝品、日用品、建筑板材、工業包裝等物品。 自然界中取之不盡用之不竭的可再生資源;是對廢棄物或是用處不大的資源開發利用,是變廢為寶節約資源。制品特點:植物纖維環保材料具有強度高,表面紋理天然、質樸,顏色鮮艷,質感新穎,適合制做多次、反復使用的物品,可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品,節省石油資源和能耗。
根據中研普華產業研究院發布的《2023-2028年中國植物纖維行業發展分析與投資前景預測報告》顯示:
隨著人們對天然、環保、可再生資源的重視,植物纖維作為一種可再生、可降解的天然材料,其產量和市場規模不斷擴大。據統計,全球植物纖維的產量和市場規模逐年增長,尤其在一些發展中國家,由于中產階級人口的增長和城市化進程的加速,植物纖維的需求量不斷增加。植物纖維在各個領域都有廣泛的應用,如紡織、包裝、建筑、醫療、農業等。隨著科技的不斷進步和應用領域的拓展,植物纖維正逐漸取代傳統的合成材料,成為可持續發展的綠色材料。
植物纖維環保材料具有強度高,表面紋理天然、質樸,顏色鮮艷,質感新穎,適合制做多次、反復使用的物品,經過近十年的研發,制成的產品可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品。用植物纖維環保材料制成的制品可以替代部分塑料制品,可以節約寶貴的石油資源。大多數合成高分子的原料是石油和煤,但全世界石油總儲量才800多億立方米,而每年要消耗掉30多億立方米,預計用不了幾十年,地球上的石油資源將消耗殆盡,煤的貯存雖然多一些但也用不到百年。全世界每年有1.4億多噸塑料是由石油合成的,我國產量約為800萬噸,只要1%的制品用植物纖維環保材料代替就可以形成一個巨大的產業。
2022年6月26日,中國林學會發布了“十三五”期間林草科技十大進展。其中,人造板產業綠色轉型升級技術加快推進。突破植物纖維承載單元力學體系構建與秸稈資源材料化利用、無醛植物蛋白膠黏劑制備與綠色人造板生產、人造板有害揮發物分級與承載限量評價等重大關鍵技術及核心裝備。
植物纖維行業需要不斷進行技術創新和產業升級,以提高產品質量和技術水平,滿足消費者對高品質、高性能植物纖維產品的需求。未來,植物纖維行業將加強技術研發和創新投入,推動植物纖維的加工工藝和纖維制品的創新發展。植物纖維在各個領域都有廣泛的應用前景,隨著科技的進步和應用領域的拓展,植物纖維的應用將更加多元化。例如,在醫療、農業、食品等領域,植物纖維可以用于制造可降解的包裝材料、生物材料等,為各個領域的發展提供更加環保、可持續的解決方案。
植物纖維行業雖然具有廣闊的市場前景,但競爭也相當激烈。許多企業通過技術創新、品牌建設、品質提升等手段提高競爭力,同時也面臨著來自國內外同行的競爭壓力。隨著科技的不斷發展,植物纖維的提取和加工技術也在不斷創新。一些新的纖維提取方法和纖維加工工藝的出現,不僅提高了植物纖維的品質和附加值,同時也為植物纖維的應用提供了更廣闊的空間。總之,植物纖維行業的發展現狀比較良好,未來仍有很大的發展空間和潛力。但同時也面臨著一些挑戰和壓力,需要不斷創新、提高產品質量和技術水平,以適應市場的變化和滿足消費者的需求。
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