Волокнистые культуры — это полевые культуры, выращиваемые ради волокон , которые традиционно используются для изготовления бумаги , ткани или веревок. [1]
Волокнистые культуры характеризуются большой концентрацией целлюлозы, которая придает им прочность. Волокна могут быть химически модифицированы, как в вискозе (используется для изготовления искусственного шелка и целлофана ). В последние годы ученые-материаловеды начали изучать дальнейшее использование этих волокон в композитных материалах . Поскольку целлюлоза является основным фактором прочности растительного волокна, именно ее ученые пытаются использовать для создания различных типов волокон.
Волокнистые культуры обычно собирают после одного сезона роста, в отличие от деревьев , которые обычно выращивают в течение многих лет, прежде чем их заготавливают для получения таких материалов, как древесная масса или кружевная кора . В определенных обстоятельствах волокнистые культуры могут превосходить древесную массу с точки зрения технических характеристик, воздействия на окружающую среду или стоимости. [2]
Существует ряд проблем, связанных с использованием волокнистых культур для производства целлюлозы. [3] Одной из них является сезонная доступность. В то время как деревья можно собирать непрерывно, многие полевые культуры собирают один раз в год и их необходимо хранить так, чтобы урожай не сгнил 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, являются лубяными волокнами ; волокна происходят из флоэмной ткани растения. Другие волокна волокнистых культур — это жесткие/листовые волокна (происходят из всех сосудистых пучков растения) и поверхностные волокна (происходят из эпидермальной ткани растения). [1]
Чтобы иметь источник волокна для использования в производстве, волокно сначала должно быть извлечено из растения. Это делается по-разному в зависимости от классификации волокна. Лубяные волокна собираются путем вымачивания , при котором микробы используются для удаления мягких тканей из растения, и остается только полезный волокнистый материал. Твердые волокна собираются в основном путем декортикации , при котором неволокнистые ткани удаляются вручную или машиной. Наконец, поверхностные волокна собираются путем джинирования , при котором машина удаляет волокна из другого растительного материала. [ необходима цитата ]
До индустриализации производства бумаги наиболее распространенным источником волокна были переработанные волокна из использованного текстиля, называемые тряпками. Тряпки были из рами , пеньки , льна и хлопка . [4] Процесс удаления типографских красок с переработанной бумаги был изобретен немецким юристом Юстусом Клапротом в 1774 году. [4] Сегодня этот метод называется очисткой от краски . Только с появлением древесной массы в 1843 году производство бумаги перестало зависеть от переработанных материалов от тряпичных сборщиков . [4]