[科普中國]-植物纖維

植物纖維（plantfibre）是廣泛分布在種子植物中的一種厚壁組織。它的細(xì)胞細(xì)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(zhì)體。植物纖維是纖維素與各種營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)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。

簡介中國利用植物纖維，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(jīng)》中已有漚纻（漚制苧麻）的記載：“東門之地，可以漚纻”（《陳風(fēng)》）。植物纖維與人類生活的關(guān)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。

存在部位在植物莖桿中，如苧麻、大麻、亞麻和黃麻的草本莖，具特別發(fā)達(dá)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(zhì)化，稱軟纖維。在有些植物的木本莖中，韌度纖維也很發(fā)達(dá)，它們是制造特種紙張的優(yōu)良原料，如桑樹、構(gòu)樹、青檀等。 葉子纖維主要存在于單子葉植物的葉脈中，細(xì)胞壁木質(zhì)化程度較高，質(zhì)地堅硬，稱為硬纖維。這類纖維拉力大，耐腐力強(qiáng)，主要用制繩索，或作粗紡之用，如劍麻、蕉麻等。

根中纖維一般較少，但有的植物根內(nèi)纖維也可利用，如馬藺。此外，有些植物果實的果皮中含有纖維，如椰子，或者生長有特殊用途的纖維毛，如吉貝。種子表面生長表皮毛的

突出例子是棉花纖維，其他如木棉、楊柳等種子表面，也都有纖維。一些工業(yè)用的植物纖維長度與寬度的比較見表。

類型根據(jù)在植物體中分布位置的不同，大致可分為木質(zhì)部外纖維與木質(zhì)部纖維兩大類。 木纖維類型結(jié)構(gòu)木質(zhì)部外纖維，包括韌皮纖維，皮層纖維和圍繞維管束的纖維。這類纖維一般為長紡錘形，兩端尖銳，有的兩端成為鈍形成分叉。細(xì)胞壁較厚，相對細(xì)胞腔較小。細(xì)胞壁具不同程度木質(zhì)化或完全沒有木質(zhì)化，初生纖維通常要比次生纖維長。

木質(zhì)部纖維又稱木纖維，大都有木質(zhì)化的次生壁，細(xì)胞形狀通常也是兩端尖銳，但有各種形狀與紋孔上的變化。這類纖維是木材的重要組成分子之一。

木纖維又可分為兩種類型：①纖維管胞，由管胞（見木質(zhì)部）逐漸演

化而來，其細(xì)胞壁上有明顯的具緣紋孔。②韌型纖維，由纖維管胞進(jìn)一步演化的結(jié)果，細(xì)胞壁更為增厚，壁上的紋孔退化為單紋孔，也有人稱之為木纖維。在某些被子植物（如櫟樹）的木材中，可以看到纖維與管胞之間的一系列過渡類型，即細(xì)胞壁厚度逐漸增加，長度減短，壁上的具緣紋孔逐漸簡化為單紋孔等。纖維管胞與韌型纖維，都可能具有橫向隔壁，特稱為分隔纖維。很多植物具有這種結(jié)構(gòu)，如葡萄屬和金絲桃屬。這些分隔纖維可長期保留有原生質(zhì)體，并有貯藏淀粉、油類和樹脂的作用。

種類**種子纖維：**是指一些植物種子表皮細(xì)胞生長成的單細(xì)胞纖維。如棉、木棉。

**韌皮纖維：**是從一些植物韌皮部取得的單纖維或工藝?yán)w維。如：亞麻、苧麻、黃麻、竹纖維。

**葉纖維：**是從一些植物的葉子或葉鞘取得的工藝?yán)w維。如：劍麻、蕉麻。

**果實纖維：**是從一些植物的果實取得的纖維。如：椰子纖維。1

發(fā)育植物纖維由不同的分生組織發(fā)育形成。木質(zhì)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(fā)生，這種將來發(fā)育成纖維的細(xì)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(fā)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(fā)生，在周圍的細(xì)胞仍在分裂的時候，它們還能繼續(xù)引伸到相當(dāng)?shù)拈L度。例如苧麻的韌皮纖維可以繼續(xù)伸長幾個月，最后增加的長度為原來的4、5萬倍，最長可達(dá)55厘米。這種細(xì)胞的伸長，除與周圍細(xì)胞一起增長（協(xié)同生長）以外；還有細(xì)胞頂端可伸入到周圍細(xì)胞之間的生長（侵入生長）。苧麻的纖維停止伸長以后，在發(fā)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(nèi)容物和薄的細(xì)胞壁，因此，細(xì)胞頂端還可以繼續(xù)伸長。

棉纖維是棉花胚珠上表皮細(xì)胞伸長的部分。它的發(fā)育過程是：當(dāng)棉花胚珠受精以后，胚珠表皮層上產(chǎn)生纖維的生毛細(xì)胞迅速伸長。此后，細(xì)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(xì)胞，干癟變扁，并發(fā)生扭曲，細(xì)胞壁內(nèi)殘留的原生質(zhì)體也變干沉積。棉鈴開裂以后，纖維細(xì)胞死亡，成為銀白色的棉纖維。

植物纖維環(huán)保材料作用可降解的植物纖維花盆采用植物纖維做主要原料，它的透氣性非常好，有利于花卉的生長。纖維花盆在白天吸收太陽紅外線的能力非常強(qiáng)，這是其他種類花盆所不能的，吸收紅外線的能力強(qiáng)，花盆的溫度會升高，在寒冷的冬天，使用這種花盆更有利于植物生長，并且可以保護(hù)植物安全過冬。

植物纖維本身就有花卉生長所需的部分養(yǎng)分，在植物生長的過程中，所含的營養(yǎng)元素可以緩慢的釋放倒泥土里，供給植物生長。纖維花盆以植物纖維做原料，對身體沒有任何傷害。并且花盆破碎后可以降解，不會對環(huán)境造污染。花卉市場上的花盆種類可謂應(yīng)有盡有，木質(zhì)花盆、泥制、陶瓷、塑料花盆。木質(zhì)花盆輕便，但沒有五顏六色的顏色；泥制花盆透氣性好，但不美觀、重量大，陶瓷花盆美觀華麗，但是易碎、價格高，塑料花盆輕便，顏色漂亮，但是透氣性不好，植物容易爛根，而且塑料廢棄后無法處理污染環(huán)境。植物纖維花盆是最好的選擇。

材料描述植物纖維環(huán)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(nóng)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(huán)保材料；天然成份可達(dá)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(yè)包裝等物品。 原料特點：植物纖維環(huán)保材料來源于農(nóng)作物秸稈和快速再生植物，是

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(fā)利用，是變廢為寶節(jié)約資源。制品特點：植物纖維環(huán)保材料具有強(qiáng)度高，表面紋理天然、質(zhì)樸，顏色鮮艷，質(zhì)感新穎，適合制做多次、反復(fù)使用的物品，可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品，節(jié)省石油資源和能耗。

發(fā)展歷史大量的垃圾是非降解廢棄物，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重公害，并且危害人們健康。植物纖維環(huán)保材料天然成份可達(dá)80%以上，制成的物品用后棄于自然環(huán)境可自然降解，是一種新型綠色環(huán)保材料。

植物纖維環(huán)保制品最初的產(chǎn)品是一次性餐飲具，是為治理“白色污染”研發(fā)的，2000年左右形成了熱餐飲具、冷餐飲具、超市生鮮托盤、勺子、筷子等一次性餐飲容器具產(chǎn)品。在研制一次性餐飲容器具時，研制的材料具有強(qiáng)度高，表面紋理天然、質(zhì)樸，可著色多種鮮艷的顏色，更適合制作多次、反復(fù)使用的物品。在此基礎(chǔ)上于2003年左右開發(fā)出了可控降解容器、日用品、工藝品、工業(yè)包裝等。

知識產(chǎn)權(quán)專業(yè)從事植物纖維研究開發(fā)歷時已十余年，在此領(lǐng)域內(nèi)配方技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，同時植物纖維環(huán)保制品技術(shù)屬于中國原創(chuàng)技術(shù)，在國際上處于領(lǐng)先水平。

特點1.可再生資源的利用

植物纖維環(huán)保材料來源于農(nóng)作物秸稈和快速再生植物，是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(fā)利用，是變廢為寶節(jié)約資源。

在地球上，綠色植物利用太陽能進(jìn)行光合作用，提供的生物量每年有1550億噸干重物質(zhì)，可固定五千億噸有機(jī)碳，它是石油、煤炭、天然氣總量的20倍，在自然界中生物資源最為豐富，能年復(fù)一年地繁衍生息，具有很強(qiáng)的再生性，這是大自然給我們的一種既價廉而又取之不盡的可再生資源。

2.制成品可替代部分塑料、陶、瓷、玻璃制品

植物纖維環(huán)保材料具有強(qiáng)度高，表面紋理天然、質(zhì)樸，顏色鮮艷，質(zhì)感新穎，適合制做多次、反復(fù)使用的物品，經(jīng)過近十年的研發(fā)，制成的產(chǎn)品可以替代部分塑料、玻璃、陶、瓷等制品。

用植物纖維環(huán)保材料制成的制品可以替代部分塑料制品，可以節(jié)約寶貴的石油資源。大多數(shù)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(yù)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(chǎn)量約為800萬噸，只要1%的制品用植物纖維環(huán)保材料代替就可以形成一個巨大的產(chǎn)業(yè)。

3.可生物降解

大量的塑料垃圾是非降解廢棄物，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重公害，并且危害人們健康。植物纖維環(huán)保材料天然成份可達(dá)60-90%，制成的物品用后棄于自然環(huán)境可自然降解，其材料來自自然資源，經(jīng)過加工成為材料，供人類使用之后，又回到自然，是一種環(huán)境友好材料，一種新型綠色環(huán)保材料。

利用其可降解的特性可以制成使用時間1-3個月的育苗杯、移栽盆，4-6個月的觀賞盆，2-3年的普通花盆。2

區(qū)別植物纖維與膳食纖維植物纖維是一種不能被消化的物質(zhì)，它包括纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠質(zhì)、樹膠質(zhì)和一些非纖維素糖。 膳食纖維是人類可食用的植物纖維。構(gòu)成植物纖維的基礎(chǔ)物質(zhì)是纖維素，是由7000～10000個葡萄糖分子呈束狀平行排列的、經(jīng)糖苷鏈連接起來的聚合物。

植物纖維是纖維素與各種營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合生成的絲狀或絮狀物，對植物具有支撐、連接、包裹、充填等作用。由于與纖維素結(jié)合的營養(yǎng)物質(zhì)、連接鍵以及連接位置的不同，植物纖維可具有多種不同的特征，其形態(tài)和組織結(jié)構(gòu)均隨著植物的生長成熟而發(fā)生明顯改變。到了植物的成熟期，植物纖維已經(jīng)膠質(zhì)化、角質(zhì)化、木質(zhì)化。此時，植物纖維不溶于水，也不能被人類的消化酶分

解，稱為粗纖維。比如芽期的香椿和花期的絲瓜，都含有豐富的可消化纖維，是受到人們的美味食品；而椿木的纖維已經(jīng)成熟、老化，因此不可食，只能用來造紙；生長成熟的絲瓜也不可食，絲瓜絡(luò)多用做洗碗用具。需要指出的是，無論是可消化纖維還是不可消化的粗纖維，其降脂功能都是獨(dú)特的，是人類重要的、不可替代的一種食物。3

植物纖維與動物纖維植物纖維亦稱天然纖維素纖維，其主要組成物質(zhì)都是纖維素。在國際貿(mào)易上重要的植物纖維有：棉、大麻、黃麻、亞麻、蕉麻、劍麻、赫納昆麻和椰殼纖維等。按取得纖維的植物體部位,植物纖維又分為種子纖維、果實纖維、韌皮纖維、莖纖維和葉纖維。

動物纖維分為三類：動物的發(fā)毛和絨毛、禽類的羽絨和羽毛、蠶絲，主要來源是人工飼養(yǎng)的動物。動物纖維亦稱蛋白質(zhì)纖維，因為它們的主要組成物質(zhì)是蛋白質(zhì)。動物毛的種類很多，最主要的是綿羊毛，簡稱羊毛。羊毛廣泛用來制造各種紡織品，也用以制氈。除羊毛外，還有山羊絨、兔毛、駱駝毛、牦牛毛等。羊毛以外的動物毛，有時統(tǒng)稱為特種動物毛，也用來制造紡織品，可純紡或與其他纖維混紡。在混紡中，利用它們特有的光澤、細(xì)度和柔軟性，可以改善織物的保暖性和手感。禽類的羽絨和羽毛在紡織上可與其他纖維混紡，也可做填充材料，如鴨絨、鵝絨等。蠶絲是蠶的腺分泌物，有桑蠶絲、柞蠶絲、蓖麻蠶絲和術(shù)薯蠶絲等。動物纖維吸濕性強(qiáng)、保暖性好、彈性好、不易沾污、光澤柔和、染色性好，還具有獨(dú)特的縮絨性，品質(zhì)非常優(yōu)良，有天然形成的波浪形卷曲，可用于制造呢絨，絨線、毛毯、氈呢等生活用和工業(yè)用品，羊毛纖維是一種高檔紡織纖維。4

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

趙陽國 - 副教授 - 中國海洋大學(xué)