Волокнистые культуры — это полевые культуры, выращиваемые ради волокон , которые традиционно используются для изготовления бумаги , ткани или веревок. [1]
Волокнистые культуры характеризуются большой концентрацией целлюлозы, что придает им силу. Волокна могут быть химически модифицированы, как вискоза (используется для изготовления вискозы и целлофана ). В последние годы ученые-материаловеды начали изучать возможность дальнейшего использования этих волокон в композиционных материалах . Поскольку целлюлоза является основным фактором прочности растительных волокон, ученые пытаются манипулировать ею для создания различных типов волокон.
Волокнистые культуры обычно можно собирать после одного вегетационного сезона, в отличие от деревьев , которые обычно выращивают в течение многих лет, прежде чем их заготавливают для получения таких материалов, как древесное волокно или кружевная кора . В определенных обстоятельствах волокнистые культуры могут превосходить волокно из древесной массы с точки зрения технических характеристик, воздействия на окружающую среду или стоимости. [2]
Существует ряд проблем, касающихся использования волокнистых культур для производства целлюлозы. [3] Одним из них является сезонная доступность. Хотя деревья можно собирать непрерывно, многие полевые культуры собирают один раз в году, и их необходимо хранить так, чтобы урожай не гнил в течение многих месяцев. Учитывая, что многим целлюлозным заводам требуется несколько тысяч тонн источника волокна в день, хранение источника волокна может стать серьезной проблемой.
С ботанической точки зрения волокна, собранные со многих из этих растений, представляют собой лубяные волокна ; волокна происходят из флоэмной ткани растения. Другие волокна растительных культур представляют собой твердые/листовые волокна (поступают из всех сосудистых пучков растений) и поверхностные волокна (поступают из эпидермальной ткани растений). [1]
Чтобы получить источник волокна для использования в производстве, его сначала необходимо извлечь из растения. Это делается по-разному в зависимости от классификации волокон. Лубяные волокна собирают путем вымачивания , при котором микробы удаляют мягкие ткани растения, оставляя только полезный волокнистый материал. Твердые волокна собирают в основном посредством декортикации , при которой неволокнистые ткани удаляются вручную или машиной. Наконец, поверхностные волокна собираются путем джинирования , при котором машина удаляет волокна из другого растительного материала. [ нужна цитата ]
До индустриализации производства бумаги наиболее распространенным источником волокна были переработанные волокна из использованного текстиля, называемые тряпками. Тряпки были из рами , конопли , льна и хлопка . [4] Процесс удаления типографской краски с переработанной бумаги был изобретен немецким юристом Юстусом Клапротом в 1774 году . [4] Сегодня этот метод называется удалением краски . Только с появлением древесной массы в 1843 году производство бумаги не зависело от переработанных материалов, получаемых старьевщиками . [4]