Natürliche Cellulosefasern – Fasern der Natur

Cellulosefasern

Die natürlichen Fasern sind pflanzlichen, tierischen oder mineralischen Ursprungs. Pflanzliche Fasern werden, wie der Name schon sagt, aus Pflanzen gewonnen.

Die Fasern sind in der Regel durch ein natürliches Phenolpolymer, das Lignin, gebunden, das häufig auch in der Zellwand der Faser vorhanden ist; daher werden pflanzliche Fasern oft auch als Lignocellulosefasern bezeichnet, mit Ausnahme von Baumwolle, die kein Lignin enthält.

Cellulose ist ein Fasermaterial pflanzlichen Ursprungs und die Grundlage aller natürlichen und künstlichen Zellulosefasern. Zu den natürlichen Zellulosefasern gehören Baumwolle, Flachs, Hanf, Jute und Ramie. Die wichtigste cellulosische Chemiefaser ist Rayon, eine Faser, die durch Regeneration gelöster Formen von Cellulose hergestellt wird.

Cellulose ist ein polymerer Zucker (Polysaccharid), der aus sich wiederholenden 1,4-8-an-Hydroglukoseeinheiten besteht, die durch 8-Ether-Bindungen miteinander verbunden sind.

Die langen linearen Ketten der Cellulose ermöglichen es den funktionellen Hydroxylgruppen auf jeder wasserfreien Glukoseeinheit, mit den Hydroxylgruppen auf den benachbarten Ketten durch Wasserstoffbrückenbindungen und van der Waal-Kräfte in Wechselwirkung zu treten. Diese starken intermolekularen Kräfte zwischen den Ketten, verbunden mit der hohen Linearität des Cellulosemoleküls, erklären die kristalline Natur der Cellulosefasern.

Samenfasern

1. Baumwolle

   Baumwolle ist die am häufigsten verwendete natürliche Cellulosefaser. Baumwollfasern wachsen aus den Samen in der Samenkapsel (Samenkapsel). Jede Samenkapsel enthält sieben oder acht Samen, und aus jedem Samen können bis zu 20.000 Fasern wachsen.

2. Kokosfasern

   Kokosfasern entstehen aus der faserigen Masse zwischen der äußeren Schale und der Schale von Kokosnüssen. Es handelt sich um eine steife Faser. Sie wird normalerweise zur Herstellung von sehr haltbaren Matten, Teppichen und Fliesen für den Innen- und Außenbereich verwendet.

3. Kapok

   Kapokfasern werden aus den Samen des javanischen oder indischen Kapokbaums gewonnen. Die Faser ist weich, leicht und hohl. Sie zerfällt leicht und lässt sich nur schwer zu Garnen verspinnen. Sie wird als Füllfaser und als Kissenfüllung verwendet. Früher wurde sie als Füllung für Schwimmwesten und Matratzen auf Kreuzfahrtschiffen verwendet, da sie sehr schwimmfähig ist.

4. Milchkraut

   Milchkraut hat ähnliche Eigenschaften wie Kapok.

Bastfasern

1. Flachs

   Flachs ist eine der ältesten Textilfasern, aber seine Verwendung ist seit der Erfindung des Motorspinnens für Baumwolle zurückgegangen. Flachsgewebe ist Leinen, obwohl das Wort Leinen heute oft für Tisch-, Bett- und Badestoffe aus anderen Materialien verwendet wird.

2. Ramie

   Ramie-Fasern sind 4 bis 6 Zoll lang. Die Fasern sind weißer und weicher als Flachs. Ramie hält Farbstoffe nicht gut fest, es sei denn, sie wird chemisch gereinigt. Für eine Naturfaser ist Ramie stark, aber es mangelt ihr an Elastizität und Dehnungsfähigkeit. Sie ist resistent gegen Schimmel, Insekten und Schrumpfung. Sie wird für Kleidung, Fensterdekorationen, Seile, Papier, Tisch- und Bettwäsche verwendet.

3. Hanf

   Hanf ist dem Flachs ähnlich. Die Länge der Fasern reicht von 3 bis 15 Fuß. Der Anbau von Hanf ist in den USA illegal. Hanf hat eine geringe Umweltbelastung, da er keine Pestizide benötigt. Auf der gleichen Anbaufläche werden 250 % mehr Fasern als Baumwolle und 600 % mehr Fasern als Flachs erzeugt. Hanfpflanzen können verwendet werden, um Zink- und Quecksilberschadstoffe aus dem Boden zu entfernen. Hanf wird für Seile, Kleidung und Papier verwendet. Kiffer sind bereit, überhöhte Preise für Hanfkleidung zu zahlen, weil sie mit der Marihuanapflanze verwandt ist.

4. Jute

   Jute ist eine der billigsten Textilfasern und eine der schwächsten Zellulosefasern. Jute ist wenig elastisch, dehnbar, sonnenlicht- und schimmelresistent und hat eine geringe Farbechtheit. Sie wird zur Herstellung von Zucker- und Kaffeesäcken, Teppichböden, Seilen und Wandverkleidungen verwendet. Sackleinen wird aus Jute hergestellt.

Blattfasern

1. Piña

   Piña-Fasern stammen von den Blättern der Ananaspflanze. Sie werden zur Herstellung von leichten, durchsichtigen und steifen Stoffen für Kleidung, Taschen und Tischwäsche verwendet. Es wird auch zur Herstellung von Matten verwendet.

2. Abaca

   Abaca stammt von einem Mitglied der Familie der Bananenbäume. Die Fasern sind grob und sehr lang (bis zu 15 Fuß). Es ist eine starke, haltbare und flexible Faser, die für Seile, Fußmatten, Tischwäsche, Kleidung und Korbmöbel verwendet wird.

Klassifizierung von Pflanzenfasern

Pflanzenfasern werden nach ihrem Ursprung in Pflanzen wie folgt klassifiziert:

1. Die Bast- oder Stängelfasern, die die Faserbündel in der inneren Rinde (Phloem oder Bast) der Pflanzenstängel bilden, werden oft als weiche Fasern für den textilen Gebrauch bezeichnet
2. Die Blattfasern, die die Blätter der einkeimblättrigen Pflanzen in Längsrichtung durchziehen, werden auch als harte Fasern bezeichnet.
3. Die Samenhaarfasern, aus denen die Baumwolle, die wichtigste Pflanzenfaser, gewonnen wird. Es gibt >250.000 Arten höherer Pflanzen, aber nur eine sehr begrenzte Anzahl von Arten wird für kommerzielle Zwecke genutzt (<0,1 %).

Die Fasern von Bast- und Blattfaserpflanzen sind integraler Bestandteil der Pflanzenstruktur und sorgen für Stärke und Halt. Bei Bastfaserpflanzen befinden sich die Fasern neben der äußeren Rinde im Bast oder Phloem und dienen zur Stärkung der Stängel dieser schilfartigen Pflanzen.

Die Fasern liegen in Strängen vor, die über die Länge des Stängels oder zwischen den Gelenken verlaufen. Um die Stränge zu trennen, muss das natürliche Gummi, das sie bindet, entfernt werden. Dieser Vorgang wird als Rotte (kontrollierte Fäulnis) bezeichnet.

Für die meisten Verwendungszwecke, insbesondere für Textilien, wird diese lange Verbundfaser direkt verwendet; wenn solche Faserstränge jedoch mit chemischen Mitteln zerfasert werden, wird der Strang in viel kürzere und feinere Fasern, die Endfasern, zerlegt.

Die langen Blattfasern tragen zur Festigkeit der Blätter bestimmter einkeimblättriger, nicht verholzter Pflanzen bei. Sie erstrecken sich in Längsrichtung über die gesamte Länge des Blattes und sind in parenchymatöses Gewebe eingebettet. Die Fasern, die der Blattoberfläche am nächsten liegen, sind die stärksten.

Die Fasern werden durch Schaben vom Pulpagewebe getrennt, da die Bindung zwischen Faser und Pulpa gering ist; dieser Vorgang wird Dekortikation genannt. Die Blattfaserstränge sind ebenfalls mehrzellig aufgebaut.

Die Menschen der Antike nutzten Seile zum Fischen, Fallenstellen und Transportieren sowie zur Herstellung von Stoffen für Kleidung. Die Herstellung von Seilen und Schnüren begann bereits in der Altsteinzeit, wie aus Höhlenzeichnungen hervorgeht. Im alten Ägypten (400 v. Chr.) wurden Seile, Schnüre und Stoffe aus Schilf und Gräsern hergestellt. Seile, Boote, Segel und Matten wurden aus Palmblattfasern und Papyrusstängeln hergestellt, und aus dem Markteil wurden Schreibunterlagen, so genanntes Papyrus, hergestellt.

Jute, Flachs, Ramie, Seggen, Binsen und Schilf wurden seit langem für Stoffe und Körbe verwendet. Jute wurde schon im Altertum in Indien angebaut und zum Spinnen und Weben verwendet. Das erste echte Papier wurde vermutlich im zweiten Jahrhundert n. Chr. im Südosten Chinas aus alten Lumpen (Bastfasern) von Hanf und Ramie und später aus den Bastfasern des Maulbeerbaums hergestellt.

Die Weltmärkte für Pflanzenfasern sind in den letzten Jahren stetig zurückgegangen, was hauptsächlich auf die Substitution durch synthetische Materialien zurückzuführen ist.

Jute war traditionell eine der wichtigsten Bastfasern (auf Tonnagebasis), die auf dem Weltmarkt verkauft wurden; der drastische Rückgang der indischen Juteexporte deutet jedoch auf die sinkende Marktnachfrage nach dieser Faser hin, die für die Volkswirtschaften Indiens (Westbengalen), Bangladeschs und Pakistans von entscheidender Bedeutung war.

Eigenschaften der natürlichen Zellulosefaser