CN101294309B - 剑麻纤维的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种剑麻纤维的制备方法,其特征在于所述的方法包括下列步骤:1、对剑麻叶片采用机械敲击或轧压的方法将剑麻叶的叶肉胶质刮除,去除其中的部分木质素、半纤维素和果胶;2、在温度30℃~80℃条件下,置纤维原料于硫酸溶液中预浸渍1~3小时;3、循环水冲洗,使其pH值在6.8~7.2;4、置纤维原料于压力为0.1~0.2MPa的煮练锅内,用氢氧化钠溶液蒸煮2~6小时;5、循环水冲洗,使其pH值在6.8~7.2;6、后处理得到剑麻纤维。本发明的优点是:制得的剑麻纤维与未经处理的原麻相比,在细度和柔软度方面均有大幅提高。

Description

剑麻纤维的制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种剑麻纤维的制备方法。 背景技术
[0002] 剑麻,又称西沙尔麻,是龙舌兰麻类的一种,属龙舌兰科(Agavaceae)龙舌兰属(A gave Linnaeus),因外形似剑,故得其名。原产中美洲,我国也有80多年的栽培历史。剑麻 纤维是取自剑麻叶片中的维管束纤维,其纤维色泽洁白、质地坚韧、富于弹性、拉力强、耐摩擦、不易碎断、且胶质少、不易打滑。平均拉力一般为77〜87公斤。在水湿条件下,纤维拉 力增强约10-15%。作为一种易于获取的可再生资源,剑麻纤维受到人们的广泛关注。
[0003] 目前国内与剑麻纤维制取相关的专利仅有武汉科技学院纺织研究所公开的专利 CN01106419,该专利涉及一种干态剑麻叶片的加工方法,以提高剑麻资源的利用。中山大学 公开的专利CN01129945,该专利涉及一种对天然剑麻纤维进行抗菌功能化的方法,特别是 采用接枝聚丙烯腈化学改性的方法来制备广谱抗菌纤维的方法。其他大部分专利主要涉 及剑麻纤维在复合材料领域中的应用,如专利CN200610020041,CN03126995, CN99116291, CN98234070, CN97108948, CN03126995, CN02149613。还未见涉及剑麻纤维提取方面的专利 报道。
[0004] 剑麻原麻的物理参数为:
[0005] 原麻化学成分:纤维素44. 86%,半纤维素14. 38%,木质素32. 16%,果胶3. 02%, 水溶物5. 38 %,脂蜡质0. 21 %,含水量9. 96 %,细度:80公支,断裂强度:7cN/dteX,柔软 度:35 捻 /25cm。
[0006] 由于剑麻纤维含胶量高,尤其是木质素含量高而使纤维断裂强度较高,刚度大,弹 性和伸长较小,因而可纺性差,成纱不勻。因此如何制取剑麻纤维,使其在细度和柔软度方 面均有所提高,仍然是目前剑麻纤维提取工业的技术难题。
发明内容
[0007] 本发明的目的是制取细度和柔软度更高的剑麻纤维。
[0008] 为了达到上述目的,所采取的技术方案为在碱煮的过程中加入氧化剂,充分利用 碱和双氧水互相作用,以达到有效去除原料中非纤维素物质的目的。在本方明所提供的方 案中,碱既起到去除果胶、半纤维素、木质素及其它胶质的作用,又为双氧水的分解提供了 一个碱性环境。双氧水在酸性介质中很稳定,分解速率非常低,而在碱性介质中可以被碱活 化,双氧水分子发生离解,可以漂白纤维,同时还可以氧化木质素,木质素被氧化后可以溶 解于高温强碱液中,从而有助于更好的去除木质素。本发明的具体步骤为:
[0009] 步骤1、对剑麻叶片采用机械敲击或轧压的方法将剑麻叶的叶肉胶质刮除,去除其 中的部分木质素、半纤维素和果胶;
[0010] 步骤2、在温度30°C〜80°C条件下,置纤维原料于硫酸溶液中预浸渍1〜3小时;
[0011] 步骤3、循环水冲洗,使其pH值在6. 8〜7. 2 ;[0012] 步骤4、置纤维原料于压力为0. 1〜0. 2MPa的煮练锅内,用氢氧化钠溶液蒸煮2〜 6小时;
[0013] 步骤5、循环水冲洗,使其pH值在6. 8〜7. 2 ;
[0014] 步骤6、后处理得到剑麻纤维。
[0015] 步骤2所述的硫酸预浸渍液是用浓度为98%的硫酸稀释配制而成的,其浓度为0. 5〜2. 5g/L,纤维原料与硫酸溶液的重量比为1 : 16〜1 : 10。
[0016] 步骤4所述的碱煮中,使用浓度为4〜16g/L氢氧化钠溶液,纤维原料与氢氧化钠 溶液的重量比为1 : 16〜1 : 10。
[0017] 在碱煮过程中以剑麻纤维原料重量为100%计,添加三聚磷酸钠1〜3%、水玻璃 3〜6%、碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚3〜8%和过氧化氢3〜10%。
[0018] 步骤6中所述的后处理包括将水洗后得到的纤维原料进行脱水、抖松、给油、脱 水、抖松、烘干。
[0019] 其中在脱水工序中,要求纤维原料的含水量低于55% ;在给油工序中,将经过抖松 后的纤维原料在40°C〜80°C条件下,在油的乳化液中浸渍30〜70分钟,纤维原料与乳化 液的重量比为1 : 12〜1 : 8。所述乳化液组分以重量百分比浓度计,分别为矿物油或植 物油8〜50%、氢氧化钠2〜3 %、碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚2〜3%、洗涤剂 2〜3%和水合成,其中水的重量百分比为上述各组分重量百分比之和的余量,其合成条件 为常温、常压下搅拌均勻;在烘干工序中,烘干温度为65〜75°C。
[0020] 本发明的优点是:制得的剑麻纤维与未经处理的原麻相比,在细度和柔软度方面 均有大幅提高。
具体实施方式
[0021 ] 下面结合实施例进一步说明本发明。
[0022] 实施例1
[0023] 选取好的龙舌兰属植物中的剑麻叶片,切断,再采用机械敲击或轧压的方法将剑 麻的叶肉胶质刮除,达到高效分离各组分,有效去除其中的部分木质素、半纤维素和果胶, 取得纤维原料;对纤维原料进行酸预浸渍、水洗、碱煮、水洗、脱水、抖松、给油、再脱水、抖 松、烘干。制得脱胶后剑麻纤维,用测试黄麻纤维的细度、断裂强度和柔软度的方法,测得剑 麻纤维细度为1400公支,断裂强度为6cN/dteX,柔软度为55捻/25cm。
[0024]其中:
[0025] 1、酸预浸渍:将经过机械敲击后得到的纤维原料放入硫酸浓度为0. 5g/L的硫酸 溶液锅内,温度80°C,纤维原料与硫酸溶液的重量比为1 : 15,保持2小时。
[0026] 2、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料置于煮练锅中,加入6g/L的氢 氧化钠溶液,纤维原料与氢氧化钠溶液的重量比为1 : 10,在0. IMPa的压力下,蒸煮4小 时。
[0027] 在碱煮过程中以剑麻纤维原料重量为100%计,添加三聚磷酸钠3%、水玻璃3%、 碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚6%和过氧化氢6%。
[0028] 3、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料进行脱水,使其含水率低于 55%,将经过抖松后的纤维原料在40°C下浸渍在油的乳化液中60分钟,纤维原料与乳化液的重量比为1 : 12,所述乳化液由重量百分比浓度分别为8%的锭子油、2%的氢氧化钠、2%的碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚、3%的十二磺酸苯磺酸钠和85%的水合成,其 合成条件为常温、常压下搅拌均勻。再脱水、抖松、在65°C下缓慢烘干。
[0029] 实施例2
[0030] 采用于实施例1完全相同的步骤和测试方法,制得脱胶后剑麻纤维的细度为1700 公支,断裂强度为6. 5cN/dtex,柔软度为62捻/25cm。
[0031]其中:
[0032] 1、酸预浸渍:将经过机械敲击后得到的纤维原料放入硫酸浓度为1. 5g/L的硫酸 溶液锅内,温度60°C,纤维原料与硫酸溶液的重量比为1 : 10,保持1小时。
[0033] 2、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料置于煮练锅中,加入10g/L的 氢氧化钠溶液,纤维原料与氢氧化钠溶液的重量比为1 : 16,在常压下,蒸煮6小时。
[0034] 在碱煮过程中以剑麻纤维原料重量为100%计,添加三聚磷酸钠2%、水玻璃6%、 碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚8%和过氧化氢3%。
[0035] 3、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料进行脱水,使其含水率低于 55%,将经过抖松后的纤维原料在60°C下浸渍在油的乳化液中30分钟,纤维原料与乳化液 的重量比为1 : 9。所述乳化液由重量百分比浓度分别为50%的菜油、2%的氢氧化钠、3% 的碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚、3%的硬脂酸钠和42%的水合成。再脱水、抖松、在 70°C下缓慢烘干。
[0036] 实施例3
[0037] 采用于实施例1完全相同的步骤和测试方法,制得脱胶后剑麻纤维的为1700公 支,断裂强度为4. 5cN/dtex,柔软度为48捻/25cm。
[0038]其中:
[0039] 1、酸预浸渍:将经过机械敲击后得到的纤维原料放入硫酸浓度为0. 5g/L的硫酸 溶液锅内,温度30°C,纤维原料与硫酸溶液的重量比为1 : 15,保持1小时。
[0040] 2、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料置于煮练锅中,加入4g/L的氢 氧化钠溶液,纤维原料与氢氧化钠溶液的重量比为1 : 13,在0.2MPa的压力下,蒸煮3小 时。
[0041] 在碱煮过程中以剑麻纤维原料重量为100%计,添加三聚磷酸钠3%、水玻璃5%、 碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚3%和过氧化氢10%。
[0042] 3、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料进行脱水,使其含水率低于 55%,将经过抖松后的纤维原料在60°C下浸渍在油的乳化液中60分钟,纤维原料与乳化液 的重量比为1 : 9。所述乳化液由重量百分比浓度分别为40%的锭子油、2%的氢氧化钠、 2%的碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚、3%的十二磺酸苯磺酸钠和53%的水合成。再 脱水、抖松、在70°C下缓慢烘干。
[0043] 实施例4
[0044] 采用于实施例1完全相同的步骤和测试方法,制得脱胶后剑麻纤维的细度为1600 公支,断裂强度为6. 3cN/dtex,柔软度为60捻/25cm。
[0045]其中:
[0046] 1、酸预浸渍:将经过机械敲击后得到的纤维原料放入硫酸浓度为2g/L的硫酸溶液锅内,温度55°C,纤维原料与硫酸溶液的重量比为1 : 15,保持2小时。
[0047] 2、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料置于煮练锅中,加入13g/L的 氢氧化钠溶液,纤维原料与氢氧化钠溶液的重量比为1 : 15,在0.2MPa的压力下,蒸煮4小时。
[0048] 在碱煮过程中以剑麻纤维原料重量为100%计,添加三聚磷酸钠3%、水玻璃6%、 碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚6%和过氧化氢6%。
[0049] 3、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料进行脱水,使其含水率低于 55%,将经过抖松后的纤维原料在80°C下浸渍在油的乳化液中40分钟,纤维原料与乳化液 的重量比为1 : 8。所述乳化液由重量百分比浓度分别为10%的茶油、3%的氢氧化钠、2% 的碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚、3%的硬脂酸钠和82%的水合成。再脱水、抖松、在 65 °C下缓慢烘干。
[0050] 实施例5 [0051] 采用于实施例1完全相同的步骤和测试方法,制得脱胶后剑麻纤维的细度为1800 公支,断裂强度为6. 8cN/dtex,柔软度为65捻/25cm。
[0052]其中:
[0053] 1、酸预浸渍:将经过机械敲击后得到的纤维原料放入硫酸浓度为2. 5g/L的硫酸 溶液锅内,温度60°C,纤维原料与硫酸溶液的重量比为1 : 13,保持2小时。
[0054] 2、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料置于煮练锅中,加入16g/L的 氢氧化钠溶液,纤维原料与氢氧化钠溶液的重量比为1 : 16,在0.2MPa的压力下,蒸煮6小 时。
[0055] 在碱煮过程中以剑麻纤维原料重量为100%计,添加三聚磷酸钠3%、水玻璃6%、 碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚8%和过氧化氢10%。
[0056] 3、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料进行脱水,使其含水率低于 55%,将经过抖松后的纤维原料在70°C下浸渍在油的乳化液中70分钟,纤维原料与乳化液 的重量比为1 : 10。所述乳化液由重量百分比浓度分别为20%的锭子油、2%的氢氧化钠、 3 %的碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚、2 %的脂肪醇硫酸钠和73 %的水合成。再脱水、 抖松、在70°C下缓慢烘干。
[0057] 实施例6
[0058] 采用于实施例1完全相同的步骤和测试方法,制得脱胶后剑麻纤维的细度1800公 支,断裂强度为6cN/dteX,柔软度为68捻/25cm。
[0059]其中:
[0060] 1、酸预浸渍:将经过机械敲击后得到的纤维原料放入硫酸浓度为2g/L的硫酸溶 液锅内,温度50°C,纤维原料与硫酸溶液的重量比为1 : 16,保持3小时。
[0061] 2、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料置于煮练锅中,加入10g/L的 氢氧化钠溶液,纤维原料与氢氧化钠溶液的重量比为1 : 15,在0.210^的压力下,蒸煮2.5 小时。
[0062] 在碱煮过程中以剑麻纤维原料重量为100%计,添加三聚磷酸钠1 %、水玻璃6%、 碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚6%和过氧化氢8%。
[0063] 3、将经循环水冲洗,pH值在6. 8〜7. 2的纤维原料进行脱水,使其含水率低于55%,将经过抖松后的纤维原料在80°C下浸渍在油的乳化液中50分钟,纤维原料与乳化液 的重量比为1 : 8。所述乳化液由重量百分比浓度分别为15%的茶油、3%的氢氧 化钠、2% 的碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚、2%的脂肪醇硫酸钠和78%的水合成。再脱水、抖 松、在75°C下缓慢烘干。

Claims (6)

  1. 一种剑麻纤维的制备方法,其特征在于所述的方法包括下列步骤:步骤1、对剑麻叶片采用机械敲击或轧压的方法将剑麻叶的叶肉胶质刮除,去除其中的部分木质素、半纤维素和果胶;步骤2、在温度30℃~80℃条件下,置纤维原料于硫酸溶液中预浸渍1~3小时;步骤3、循环水冲洗,使其pH值在6.8~7.2;步骤4、置纤维原料于压力为0.1~0.2MPa的煮练锅内,用氢氧化钠溶液蒸煮2~6小时,在碱煮过程中,使用浓度为4~16g/L氢氧化钠溶液,纤维原料与氢氧化钠溶液的重量比为1∶16~1∶10,以剑麻纤维原料为重量100%计,添加三聚磷酸钠1~3%、水玻璃3~6%、碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚3~8%和过氧化氢3~10%;步骤5、循环水冲洗,使其pH值在6.8~7.2;步骤6、后处理得到剑麻纤维。
  2. 2.根据权利要求1所述的一种剑麻纤维的制备方法,其特征在于,步骤2所述的硫酸预 浸渍液是用浓度为98%的硫酸稀释配制而成的,其浓度为0.5〜2. 5g/L,纤维原料与硫酸溶液的重量比为1 : 16〜1 : 10。
  3. 3.根据权利要求1所述的一种剑麻纤维的制备方法,其特征在于,步骤6中所述的后处 理包括将水洗后得到的纤维原料进行脱水、抖松、给油、再脱水、抖松、烘干。
  4. 4.根据权利要求3所述的一种剑麻纤维的制备方法,其特征在于,脱水工序中,要求纤 维原料的含水量低于55%。
  5. 5.根据权利要求3所述的一种剑麻纤维的制备方法,其特征在于,在给油工序中,将经 过抖松后的纤维原料在40°C〜80°C条件下,在油的乳化液中浸渍30〜70分钟,纤维原料 与乳化液的重量比为1 : 12〜1 : 8,所述乳化液组分以重量百分比浓度计,分别为矿物油 或植物油8〜50%、氢氧化钠2〜3%、碳原子数为5-6的脂肪醇聚氧乙烯醚2〜3%、洗涤 剂2〜3%和水合成,其中水的重量百分比为上述各组分重量百分比之和的余量,其合成条 件为常温、常压下搅拌均勻。
  6. 6.根据权利要求3所述的一种剑麻纤维的制备方法,其特征在于,在烘干工序中,烘干 温度为65〜75°C。
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