الیاف سلولزی

الیاف سلولز طبیعی ، فیبرها طبیعت خود را دارند

الیاف طبیعی در اصل گیاهی، حیوانی، یا معدنی می باشند. الیاف گیاهی همانطور که از نام آن ها مشخص می باشد از گیاهان مشتق شده‌ اند. اجزای شیمیایی اصلی در گیاهان سلولز است و بنابراین به الیاف سلولزی نیز منسوب هستند.
الیاف معمولا به وسیله پلی فنولی طبیعی متصل شده‌ اند که اغلب در دیواره سلولی فیبر موجود می باشد؛ بنابراین الیاف گیاهی اغلب به عنوان الیاف لیگنوسلولزی مورد اشاره قرار می‌ گیرند البته به جز پنبه که شامل ماده لیگنین نمی باشد.
سلولز یک ماده فیبرز از جنس گیاه و اساس همه الیاف طبیعی ساخته‌ شده از انسان است. الیاف طبیعی سلولزی شامل پنبه، کتان، کنف، جوت و رامیه می‌ باشند.
سلولز یک قند پلیمر است که از تکرار ۱ ,۴- ۸- یک واحد گلوکز آبی متصل به یکدیگر به وسیله پیوند های ۸-اتر تولید می‌ شود.
زنجیره طولانی از سلولز به گروه های عملکردی هیدروکسیل در هر واحد گلوکز بی آب اجازه می دهد تا با گروه های هیدروکسیل در زنجیره های مجاور از طریق پیوند هیدروژن و نیروهای واندروالس تعامل برقرار کنند. این نیروهای قوی بین مولکولی بین زنجیره‌ ای، همراه با ارتباط خطی زیاد مولکول سلولز، به خاطر ماهیت کریستالی الیاف سلولزی، همراه هستند.

الیاف بذری (Seed Fibers)

پنبه (Cotton)

پنبه رایج‌ ترین نوع الیاف سلولزی است. الیاف پنبه از دانه‌ ها در غلاف بذر (seed pod) رشد می‌ کنند. هر غوزه پنبه شامل هفت یا هشت دانه است و هر دانه ممکن است تا ۲۰،۰۰۰ الیاف رشد یافته از آن داشته باشد.

کوآر (Coir)

کوار از توده الیاف بین پوسته بیرونی و پوسته داخلی نارگیل است. در واقع این الیاف یک تکه چوب خشک است. الیاف کوار معمولا برای ساختن کف پوش، فرش و کاشی مورد استفاده در فضای داخلی و بیرونی بسیار بادوام مصرف می‌ گردد.

کاپوک (Kapok)

الیاف کاپوک از دانه درخت کاپوک جاوا یا هندی است. این الیاف نرم، سبک و توخالی می باشد. به راحتی تجزیه می‌ شود و به سختی می توان آن را به نخ تبدیل کرد. از آن به عنوان پر کننده تشک و بالش استفاده می‌ شود. در گذشته از آن به عنوان جلیقه نجات و تشک‌ ها در کشتی‌ های تفریحی مورد استفاده قرار می‌ گرفت زیرا بسیار حالت شناور دارد.

علف شیر (Milkweed)

Milkweed یا علف شیر دارای خواصی مشابه با خواص کاپوک می باشد.

الیاف درختی (Bast)

کتان (Flax)

کتان یکی از قدیمی‌ ترین الیاف نساجی است، اما استفاده از آن از زمان اختراع ریسندگی برای پنبه کاهش‌ یافته است. پارچه کتان کتانی است، هر چند کلمه کتان در حال حاضر اغلب برای اشاره به پارچه های میز، تخت‌ خواب، و پارچه‌ های حمام ساخته‌ شده از مواد دیگر استفاده می‌ شود.

رامیه (Ramie)

الیاف رامیه ۴ تا ۶ اینچ طول دارند. الیاف سفید تر و نرم‌ تر از کتان هستند. رامیه رنگ را به خوبی حفظ نمی‌ کند مگر اینکه به خوبی خشک شود. رامیه یک فیبر طبیعی قوی است، اما فاقد حالت ارتجاعی، کششی و پتانسیل کشیدگی است. این ماده مقاوم در برابر کپک، حشرات و انقباض می باشد. از آن برای پوشاک، چارچوب پنجره، طناب، کاغذ و ملحفه استفاده می‌ شود.

کنف (Hemp)

کنف مشابه کتان است. الیاف به طول ۳ تا ۱۵ فوت می باشند. تولید کنف در آمریکا غیر قانونی است و تاثیر زیست‌ محیطی پایینی دارد؛ این کار به آفت‌ کش‌ ها نیاز ندارد. این ماده 250% بیش از پنبه و ۶۰۰ درصد بیش از کتان در همان مقدار زمین تولید می‌ کند. گیاهان کنف می‌ توانند برای استخراج آلاینده های روی و جیوه از خاک استفاده شوند. کنف برای طناب، پوشاک و کاغذ استفاده می‌ شود. Potheads (پودیز: افراد معتاد به ماری جوانا) مایل به پرداخت بهای زیادی برای لباس های کنفی هستند، چون به گیاه ماری‌ جوانا مربوط می باشد.

جوت (Jute)

جوت یکی از ارزان‌ ترین الیاف نساجی و یکی از ضعیف ترین الیاف سلولزی است. جوت دارای خاصیت ارتجاعی، کشیدگی، مقاومت در برابر نور خورشید، مقاومت در برابر کپک و تغییر رنگ ضعیف است. از آن برای تولید کیسه شکر و قهوه، فرش، طناب و پوشش دیوار ها به کار می‌ رود. کرباس از جوت تولید می شود.

الیاف برگی (Leaf Fibers)

پینا (Piña)

الیاف پینا از برگ‌ های گیاه آناناس به دست می آید. از آن برای ساختن پارچه‌ های سبک، ساده، سفت و سخت برای پوشاک، کیف و ملحفه استفاده می‌ شود. از این الیاف برای ساخت تشک نیز استفاده می‌ شود.

آباکا (Abaca)

آباکا در واقع عضوی از خانواده موز می باشد. الیاف ضخیم و بسیار بلند (تا ۱۵ فوت) هستند. این الیاف یک نخ محکم، بادوام و انعطاف‌ پذیر است که برای طناب، کفپوش، ملحفه، رومیزی، پوشاک، و مبل حصیری استفاده می‌ شود.

دسته‌ بندی الیاف گیاهی

الیاف گیاهی با توجه به منبع گیاهان خود به شرح زیر طبقه‌ بندی می‌ شوند:
الیاف لیف یا ساقه که در پوست داخلی (فلوئم یا استخوان بندی) ساقه های گیاه هستند، اغلب به الیاف نرم برای استفاده نساجی اطلاق می‌ شود.
الیاف برگی که از طول برگ‌ های گیاهان تک لپه عبور می‌ کنند نیز به الیاف سخت منسوب هستند.
الیاف دانه- مو، منبع پنبه، که مهم‌ ترین فیبر گیاهی است در بیش از ۲۵۰ هزار گونه از گیاهان وجود دارد؛ با این حال، تنها تعداد محدودی از گونه‌ ها برای مصارف تجاری مورد استفاده قرار گرفته‌ اند  (کمتر از یک دهم درصد).
الیاف موجود در لیف و گیاهان فیبری با ساختار گیاه ترکیب می‌ شوند و باعث استحکام و قدرت می‌ گردند. در الیاف گیاهی، الیاف در کنار پوست بیرونی موجود در ساقه و یا بافت لیفی قرار دارند و به تقویت ساقه این گیاهان، مشابه نیشکر، عمل می‌ کنند.
الیاف در طول ساقه یا بین بند ها (مفصل‌ ها) رشد می کنند. برای جدا کردن رشته‌ ها، اتصال صمغ طبیعی باید حذف شود. این عملیات  retting  (رطوبت کنترل‌ شده) نامیده می‌ شود.
در بیشتر کاربرد ها، به ویژه برای منسوجات، از این الیاف رشته کامپوزیت بلند به طور مستقیم استفاده می گردد. با این حال، هنگامی که این رشته های الیاف به وسیله مواد شیمیایی خمیر می شوند، در مرحله نهایی، رشته به فیبر های بسیار کوتاه تر و ظریف تر تقسیم می شود.
الیاف بلند برگ‌ های برخی گیاهان غیر چوبی و تک رنگ به استحکام مواد کمک می‌ کند. بلندی آن‌ ها به طول کامل در برگ بسط داده شده و در بافت‌ های اصلی طبیعی ترکیب و محو می‌ شوند. قوی ترین الیاف آنهایی هستند که به سطح برگ نزدیک‌ تر باشند.
الیاف با خراش انداختن یا برش زدن از بافت خمیری جدا می‌ شوند زیرا به نوعی پیوند بین الیاف و خمیره وجود دارد؛ به این عملیات تجزیه  می‌ گویند. رشته‌ های الیاف برگ نیز در ساختار، چند سلولی هستند.
انسان‌ های باستان از طناب‌ ها در ماهیگیری، به دام گرفتن، حمل و نقل، و پارچه‌ ها برای پوشاک استفاده می‌ کردند. طناب و رسن که در دوران پارینه‌ سنگی به کار گرفته می‌ شدند، همانطور که در نقاشی‌ های غارها دیده شده. طناب، ریسمان و پارچه از نی و چمن در مصر باستان (۴۰۰ سال پیش از میلاد) ساخته می شد. طناب، قایق‌ ها، بادبان‌ ها، و تشک ها از الیاف برگ نخل و ساقه پاپیروس و سطوح نوشتاری که به عنوان پاپیروس شناخته می شدند از قسمت میانی مغز بافت، ساخته می شدند.
جوت، کتان، رامیه، علف بلند، نی بوریا، و نی‌ ها از مدت‌ ها پیش برای پارچه و سبد ها به کار می‌ رفتند. جوت در دوران باستان در هند کشت می‌ شد و برای ریسندگی و بافندگی استفاده می‌ گردید. نخستین کاغذ واقعی در جنوب شرقی چین در سده دوم میلادی از الیاف (الیاف گزاف) کنف و لیف و پس از آن از الیاف داخلی درخت توت تهیه گردید.
بازار های جهانی برای الیاف گیاهی در سال‌ های اخیر به طور پیوسته در حال کاهش بوده و عمدتا ناشی از جایگزینی مواد مصنوعی است.
جوت به طور سنتی یکی از الیاف اصلی لیف (مبنای تناژ) می باشد که در بازار جهانی به فروش می‌ رسد؛ با این حال کاهش چشمگیر صادرات جوت از سوی هند بیانگر کاهش تقاضای بازار برای این فیبر است، که برای اقتصاد هند (بنگال غربی)، بنگلادش و پاکستان اهمیت حیاتی دارد.

خصوصیات فیبر سلولزی طبیعی

فیبر	ویژگی
رامی یکی از قدیمی ترین محصولات فیبر است که حداقل شش هزار سال است از آن استفاده می شود. همچنین به عنوان چمن چینی معروف است.	رامی برای دفع صمغ فیبر به پردازش شیمیایی احتیاج دارد. این فیبر قدرت جذب خوبی دارد و سریع خشک می شود ، کمی سفت است و درخشندگی طبیعی بالایی دارد. ارتفاع گیاه آن 2.5 متر و مقاومت آن هشت برابر بیشتر از پنبه است.
بسته به فرآوری مورد استفاده برای از بین بردن فیبر از ساقه ، به طور طبیعی کنف می تواند سفید ، قهوه ای ، خاکستری ، سیاه یا سبز باشد.	فیبری قهوه ای مایل به زرد است. الیاف کنف می توانند 3 تا 15 فوت طول داشته باشند و طول گیاه را طی می کند. از خصوصیات فیبر کنف مقاومت و دوام فوق العاده آن ، مقاومت در برابر نور و مقاوم در برابر ماوراء بنفش ، راحتی و جذب خوب است.
جوت یکی از ارزانترین الیاف طبیعی است و در رده دوم بعد از پنبه بیشترین  مقدار تولید و انواع مصارف را دارد. الیاف جوت در درجه اول از مواد گیاهی سلولز و لیگنین تشکیل می شوند.	جوت یک فیبر گیاهی بلند و نرم و براق است که می تواند درون نخ های درشت و قوی بچرخد. یک فیبر لیگنوسلولزی است که جزئی از الیاف نساجی و جزئی از چوب است. گیاه آن تا ارتفاع 2.5 متر رشد می کند و طول فیبر آن حدود 2 متر است. عموماً در ژئوتکستایل ها استفاده می شود. مقاومت خوبی در برابر میکروارگانیسم ها و حشرات دارد. مقاومت در برابر رطوبت کم ، کشش کم و تولید آن ارزان است.
فیبر کوار پس از خیساندن از پوسته نارگیل بالغ خشک بصورت مکانیکی استخراج می شود.	این فیبر طولانی ، سخت و قوی است اما با نرمی کمتری ، ظرفیت جذب آب کمتر و عمر کمتری دارد.
فیبر کاپوک ماده ای مانند پنبه ابریشمی است که دانه ها را در غلافهای درخت ceiba احاطه کرده است.	این ماده می تواند به اندازه 30 برابر وزن خود در آب مقاومت کند و تنها طی یک دوره 30 روزه 10 درصد از شناور بودن خود را از دست می دهد. هشت برابر سبک تر از پنبه است. به عنوان یک عایق حرارتی بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. سبک ، بدون حساسیت ، غیر سمی ، مقاوم در برابر پوسیدگی و بی بو است. از آنجایی که این ماده بسیار ناپایدار و شکننده است ، نمی تواند تابانده شود. سبکی ، نفوذ ناپذیری ، ایزولاسیون حرارتی و طبیعی بودن محیط زیست از ویژگی های برجسته آن است.