CN102492997B - 一种天然竹纤维闪爆—碱煮联合脱胶方法 - Google Patents

一种天然竹纤维闪爆—碱煮联合脱胶方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种天然竹纤维闪爆—碱煮联合脱胶方法。此方法是先对天然竹条进行预浸处理，然后将竹条放入闪爆罐体进行闪爆处理，再进行碱煮处理，水洗干燥后得到柔软分散的天然竹纤维。闪爆处理不仅能脱除部分半纤维素和使木质素软化，同时还能使竹纤维内部结构松散，减轻碱煮脱胶的压力。测试表明，该方法处理的天然竹纤维脱胶效果明显，非纤维素成分明显降低，纤维素含量提高，纤维柔软分散性好，对制取可纺性天然竹纤维提供了有效途径，同时缩短了脱胶时间，减少了对环境的污染。

Description

一种天然竹纤维闪爆—碱煮联合脱胶方法
技术领域
本发明涉及纺织化学与染整工程领域，特别是涉及一种天然竹纤维闪爆—碱煮联合脱胶方法。
背景技术
我国竹资源丰富，位居世界第一，竹林面积达500万Km2，年产量达800万吨。竹生长周期短，可再生性强，且不占耕地。竹原纤维是用独特的工艺从竹直接分离出来的天然纤维，其表面具有天然的沟槽和裂纹，截面有许多孔隙，这种独特的形态结构赋予了它良好的吸放湿性，被称为“会呼吸的纤维”，它还具有良好的透气性、抗菌性、防紫外线功能，以及优良的染色性、良好的天然光泽，其面料被誉为“21世纪最具有发展前景的健康面料”。
天然竹纤维组成中除纤维素外，还有果胶、半纤维素、木质素、脂肪质和水溶物等非纤维素的伴生物质，统称为胶质，其中非纤维素成分含量很高，尤其是半纤维素和木质素，严重影响了纤维的长度、细度、断裂强度以及纺纱、织造和染色性能等，只有将这些非纤维素的胶质成分尽量脱除才能用于纺纱；脱胶是脱除纤维周围全部或部分胶质，使纤维分离、松散，制取可纺纤维，以适合纺纱要求。 
竹单纤维纤度细，纤维较短，脱胶难度大，目前，天然竹纤维脱胶的方法主要有三种：化学脱胶法、生物脱胶法和物理脱胶法。化学脱胶法能有效脱除半纤维素和木质素，但对纤维本身的损伤较大，而且残液的排放对环境污染严重；生物脱胶法是利用单一酶或复合酶在脱胶过程中去除胶质成分，如申请号为200510022616.x、200610039608.0和200810121092.3的中国专利都是采用此方法，但生物脱胶的处理时间长，对设备和工艺条件要求较高，难以大规模推广；物理脱胶法主要是利用热或机械等方式脱除胶质，脱胶效果不明显，效率较低，一般不单独使用，而与其他方法配合使用。
发明内容
鉴于以上现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种天然竹纤维闪爆—碱煮联合脱胶方法，它能克服单一化学脱胶污染严重、对纤维损伤大的缺点，并且获得更高的脱胶率。
本发明一种天然竹纤维闪爆—碱煮联合脱胶方法，依次通过以下步骤实现：
（1）将竹去竹节，剖成竹片，然后碾压成细竹条，120℃水中蒸煮2 h，温水洗净后于50 ℃水中浸泡60 min；
（2）将竹条放入闪爆装置罐体中，于压力0.4~1.0 MPa下保持5~25 min后，瞬间卸压对竹纤维进行闪爆；
（3）将闪爆后的竹纤维水洗后，在温度为100℃的碱液中蒸煮30~120min，浴比为1:25，得脱胶竹纤维，碱煮液为NaOH、Na2SO3和JFC混合溶液，NaOH浓度为2~4g/L，Na2SO3浓度为4g/L，JFC浓度为4g/L。
经闪爆—碱煮联合脱胶处理后，参照国家标准GB/T 5889—1986对天然竹纤维进行化学成分分析，与单一碱煮脱胶的天然竹纤维相比较，非纤维素成分的含量明显下降，纤维素的含量明显提高，半纤维素含量下降14.89-40.09%，木质素含量下降14.14-34.04%，纤维素含量提高15.27-38.26%。
脱胶率高于单一碱煮脱胶，纤维柔软，分散性好。
本发明与已有技术相比有如下优点：
1、本发明的工艺简单，处理时间短，减少了化学污水的产生。
2、通过本发明处理的天然竹纤维半纤维素和木质素去除率较高，纤维素含量明显提高，手感柔软，纤维松散。
具体实施方式
实施例1
（1）将竹去竹节，剖成竹片，然后碾压成细竹条，120℃水中蒸煮2h，除去部分胶质和杂质，温水洗净，将竹条放入50℃温水中浸泡60min；
（3）将竹条放入闪爆罐体，加热升压到0.4MPa，在闪爆罐体内保压10min后，打开卸压阀瞬间释放压力进行闪爆处理，纤维被部分脱胶和分裂，然后收集纤维并洗净； 
（3）对闪爆后的竹纤维进行碱煮处理，把竹纤维加入煮练液中，煮练液中NaOH、Na2SO3、JFC的浓度分别为2g/L、4g/L、4g/L，浴比1:25，在100℃温度下煮练30min，过滤取出竹纤维，用温水洗净，50~60℃烘干可得柔软松散的天然竹纤维，与单一碱煮脱胶的天然竹纤维相比较，半纤维素含量和木质素含量分别下降了18.57%、14.14%，纤维素含量提高了17.81%。
实施例2
（1）将竹去竹节，剖成竹片，然后碾压成细竹条，120℃水中蒸煮2h，除去部分胶质和杂质，温水洗净，将竹条放入50℃温水中浸泡60min；
（2）将竹条放入闪爆罐体，加热升压到0.7MPa，在闪爆罐体内保压20min后，打开卸压阀瞬间释放压力进行闪爆处理，纤维被部分脱胶和分裂，然后收集纤维并洗净；
（3）对闪爆后的竹纤维进行碱煮处理，把竹纤维加入煮练液中，煮练液中NaOH、Na2SO3、JFC的浓度分别为3g/L、4g/L、4g/L，浴比1:25，在100℃温度下煮练90min，过滤取出竹纤维，用温水洗净，50~60℃烘干可得柔软松散的天然竹纤维，与单一碱煮脱胶的天然竹纤维相比较，半纤维素含量和木质素含量分别下降了14.89%、14.23%，纤维素含量提高了15.07%。
实施例3
（1）将竹去竹节，剖成竹片，然后碾压成细竹条，120℃水中蒸煮2h，除去部分胶质和杂质，温水洗净，将竹条放入50℃温水中浸泡60min；
（2）将竹条放入闪爆罐体，加热升压到0.8MPa，在闪爆罐体内保压15min后，打开卸压阀瞬间释放压力进行闪爆处理，纤维被部分脱胶和分裂，然后收集纤维并洗净；
（3）对闪爆后的竹纤维进行碱煮处理，把竹纤维加入煮练液中，煮练液中NaOH、Na2SO3、JFC的浓度分别为4g/L、4g/L、4g/L，浴比1:25，在100℃温度下煮练60min，过滤取出竹纤维，用温水洗净，50~60℃烘干可得柔软松散的天然竹纤维，与单一碱煮脱胶的天然竹纤维相比较，半纤维素含量和木质素含量分别下降了28.97%、21.30%，纤维素含量提高了26.27%。
实施例4
（1）将竹去竹节，剖成竹片，然后碾压成细竹条，120℃水中蒸煮2h，除去部分胶质和杂质，温水洗净，将竹条放入50℃温水中浸泡60min；
（2）将竹条放入闪爆罐体，加热升压到0.8MPa，在闪爆罐体内保压25min后，打开卸压阀瞬间释放压力进行闪爆处理，纤维被部分脱胶和分裂，然后收集纤维并洗净；
（3）对闪爆后的竹纤维进行碱煮处理，把竹纤维加入煮练液中，煮练液中NaOH、Na2SO3、JFC的浓度分别为2g/L、4g/L、4g/L，浴比1:25，在100℃温度下煮练90min，过滤取出竹纤维，用温水洗净，50~60℃烘干可得柔软松散的天然竹纤维，与单一碱煮脱胶的天然竹纤维相比较，半纤维素含量和木质素含量分别下降了26.13%、17.18%，纤维素含量提高了20.70%。
实施例5
（1）将竹去竹节，剖成竹片，然后碾压成细竹条，120℃水中蒸煮2h，除去部分胶质和杂质，温水洗净，将竹条放入50℃温水中浸泡60min；
（2）将竹条放入闪爆罐体，加热升压到0.9MPa，在闪爆罐体内保压5min后，打开卸压阀瞬间释放压力进行闪爆处理，纤维被部分脱胶和分裂，然后收集纤维并洗净； 
（3）对闪爆后的竹纤维进行碱煮处理，把竹纤维加入煮练液中，煮练液中NaOH、Na2SO3、JFC的浓度分别为3g/L、4g/L、4g/L，浴比1:25，在100℃温度下煮练70min，过滤取出竹纤维，用温水洗净，50~60℃烘干可得柔软松散的天然竹纤维，与单一碱煮脱胶的天然竹纤维相比较，半纤维素含量和木质素含量分别下降了22.40%、18.16%，纤维素含量提高了21.68%。
实施例6
（1）将竹去竹节，剖成竹片，然后碾压成细竹条，120℃水中蒸煮2h，除去部分胶质和杂质，温水洗净，将竹条放入50℃温水中浸泡60min；
（2）将竹条放入闪爆罐体，加热升压到1.0MPa，在闪爆罐体内保压20min后，打开卸压阀瞬间释放压力进行闪爆处理，纤维被部分脱胶和分裂，然后收集纤维并洗净； 
（3）对闪爆后的竹纤维进行碱煮处理，把竹纤维加入煮练液中，煮练液中NaOH、Na2SO3、JFC的浓度分别为4g/L、4g/L、4g/L，浴比1:25，在100℃温度下煮练120min，过滤取出竹纤维，用温水洗净，50~60℃烘干可得柔软松散的天然竹纤维，与单一碱煮脱胶的天然竹纤维相比较，半纤维素含量和木质素含量分别下降了40.09%、34.04%，纤维素含量提高了38.26%。

Claims (1)

1.一种天然竹纤维闪爆—碱煮联合脱胶方法，其特征在于依次通过以下步骤实现：
（1）将竹去竹节，剖成竹片，然后碾压成细竹条，120℃水中蒸煮2 h，温水洗净后于50 ℃水中浸泡60 min；
（2）将竹条放入闪爆装置罐体中，于压力0.4~1.0 MPa下保持5~25 min后，瞬间卸压对竹纤维进行闪爆；
（3）将闪爆后的竹纤维水洗后，在温度为100℃的碱液中蒸煮30~120min，浴比为1:25，得脱胶竹纤维，碱液为NaOH、Na2SO3和JFC混合溶液，NaOH浓度为2~4g/L，Na2SO3浓度为4g/L，JFC浓度为4g/L。
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