一、竹子莖稈的構造
竹子是多年生的禾本科的植物,外觀(guān)多數呈圓柱形,莖稈高1~20M,中空,有節。竹子莖稈由一系列的組織細胞組成。主要由表皮層、角質(zhì)層、韌皮層、木質(zhì)層組成。
1、表皮層:表皮層是竹莖的最外層,堅韌平滑,主要由表皮細胞構成。表皮內層由排列緊密的纖維細胞構成,相對密度在0.8左右。表皮層的作用是保護植物水分不致迅速蒸發(fā),進(jìn)行氣體交換,表皮層更不易透水。
2、角質(zhì)層:表皮層向內生長(cháng)有一層狹窄的角質(zhì)組織,又稱(chēng)角質(zhì)層。它賦予莖稈一定的強度,在竹子長(cháng)葉以前供給養分。
3、韌皮層:韌皮層是竹莖中最厚的細胞層,稱(chēng)厚壁細胞。它常年沿著(zhù)竹莖輸送養分,使莖稈長(cháng)高、長(cháng)粗、長(cháng)葉,也賦予莖稈強度及堅固性。隨著(zhù)竹子的生長(cháng),韌皮層內纖維量不斷增大,纖維強度不斷增高。韌皮層纖維有初生纖維及漸生纖維,初生纖維較長(cháng)、較細、伴生物較少,是制取纖維的最好原料。韌皮層由排列緊密的纖維細胞構成,竹材中的纖維細胞主要集中在這層,約占竹材總纖維細胞的50%~63%。竹材中除纖維細胞外,還有其他細胞壁中的薄壁細胞、導管、表皮細胞等組織,這些統稱(chēng)為雜細胞。由于薄壁細胞和石細胞的形狀近似,故它們統稱(chēng)為竹簧。薄壁細胞是韌皮層中除纖維細胞外的一種主要細胞,薄壁細胞有腔大而壁薄的特點(diǎn),吸水量為其自身重量的15倍,而纖維細胞的吸水量?jì)H為其自身重量的5倍。導管是由很多末端彼此相接的心導管細胞組成的,彼此連接成連續的長(cháng)導管,分布于整個(gè)竹莖中,其作用是輸送水分。伴生的篩管用于輸送養分,供給竹莖生長(cháng)所必要的養分和水分。
4、木質(zhì)層:木質(zhì)層是竹材壁的最內層。木質(zhì)素是竹細胞壁的主要成分之一,竹纖維中木質(zhì)素的含量是影響竹纖維品質(zhì)的重要因素,木質(zhì)素含量少,纖維光澤好,柔軟且富有彈性,可紡性和著(zhù)色性好。
二、竹纖維細胞壁構造
竹子細胞壁是有生命的原生質(zhì)體活動(dòng)的產(chǎn)物。在細胞壁形成過(guò)程中,首先在原生質(zhì)體外表面形成不同厚度的細胞薄膜,很快生長(cháng)加厚而成為細胞壁。細胞壁形成后,它的原生質(zhì)體,在細胞中心形成細胞腔,其中充滿(mǎn)水和空氣,這時(shí)細胞已變成為中空細胞,呈長(cháng)管絲條狀,即竹植物纖維。細胞壁在生長(cháng)過(guò)程中,會(huì )在大小、構造和成分等方面發(fā)生很大的變化。細胞在成分方面最常發(fā)生的變化是細胞的木素化,但竹細胞壁的這種變化現象不顯著(zhù),木素化程度不如木材類(lèi)。
竹纖維只有初生層結構,而沒(méi)有次生層結構,因此其結構比較簡(jiǎn)單。在竹纖維的橫截面中,除皮層和維管束外,其余部分均為薄壁細胞組織。皮層是由表皮細胞及表皮內的纖維層構成的。維管束是由外圍的纖維及中央的導管、篩管和伴胞結合而成的束狀組織。維管散生在薄壁細胞中,靠外圍的維管束較小,但密度大;靠?jì)葘拥木S管束較大,但密度小。維管束外部是初生韌皮部,內側是初生木質(zhì)部,初生木質(zhì)部的基部為原生導管,原生導管附近常有因原生導管破裂而形成的空腔。因篩管和伴胞的胞壁薄而多空隙,加之強度較低,故常被破壞而形成空腔。
竹子生長(cháng)過(guò)程中,細胞壁上常有末加的厚的地方,這就是紋孔。通過(guò)紋孔使兩個(gè)細胞腔相通,這樣可遞送養分、水分等溶液。各種細胞的紋孔大小與形狀互不相同,細胞間遞送的程序也不同。所以,竹纖維(竹原纖維)橫截面呈現出許多裂紋、裂逢、孔洞,使竹纖維具有吸濕快、放濕快、透氣性好的性能。細胞壁的主要是纖維素細胞,故稱(chēng)纖維細胞。細胞壁除含纖維素細胞,還有伴生物:半纖維素、木質(zhì)素、果膠、礦物質(zhì)和其他化合物,它們統稱(chēng)為雜細胞。制備竹纖維時(shí),應將木質(zhì)素除掉。
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