CN103266358B - 一种麻脱胶的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种麻脱胶的方法。本发明采用高比例醇类有机溶剂和少量水与脱胶试剂混合而成的溶液对麻进行脱胶处理，能够有效提高半纤维素、果胶、脂蜡质和灰分等杂质的溶解度，降低麻脱胶的难度，同时极大程度上减小对麻纤维强力的损失，不仅提高了麻纤维的质量，而且优质高效。本发明的脱胶工艺简单方便，脱胶效果好、效率高，在对麻脱胶的过程中大大减少了水的用量和有效降低了化学试剂的用量，醇类有机溶剂不仅安全无毒，而且还能够回收循环利用，污染小、成本低，清洁节能、安全环保。

Description

一种麻脱胶的方法

技术领域

本发明涉及一种麻脱胶的方法，具体是采用高比例醇类有机溶剂和少量水与脱胶试剂混合而成的溶液对麻进行脱胶。

背景技术

我国是世界麻纺织大国，包括苎麻、亚麻、红麻、黄麻、大麻等多种麻类作物，麻纤维纺织原料作为服装面料以其特有的优异性能赢得了人们青睐。然而，麻的纺织加工技术一直存在着很多问题，其中脱胶工艺一直制约着麻类产品加工质量，甚至影响麻纺织品的性能。因此，脱胶是麻纺织品生产中的关键环节。

从麻杆上直接剥制下来的麻皮称为原麻，原麻中除含有纤维素成分外还含有一定量的非纤维素成分，包括木质素、半纤维素、蜡脂质、果胶及部分水溶物和灰分等。若使原麻具有可纺性，必须把这些非纤维素成分去除，得到精干麻，即脱胶。

目前在国内外最主要采用的麻脱胶方法是化学脱胶法，其原理为利用原麻中的胶质和纤维素等成分对无机酸、碱、氧化剂的稳定性的不同，利用化学试剂在保留纤维素的前提下去除原麻中的胶质。在化学脱胶工艺中，以碱剂为主，辅以氧化剂、助剂和一定的机械作用使胶质与纤维分离。然而，虽然化学脱胶方法尽管在工业化应用上取得了突破性进展，但还不够完善，主要是得到的精干麻的质量及其稳定性方面还有待进一步提高，而且方法本身也存在着脱胶工序复杂、脱胶质量不够好、用水量大、污染严重、能耗大和成本高等问题。

随着科学技术的进步和人们环保意识的增强，一些新型的高效和环保的脱胶方法已经成为研究的重点。

公开杂志《天津工业大学学报》，公开日期2010年第29卷第1期名称为《汉麻原麻的超声脱胶工艺与原理》中研究了运用超声技术对汉麻原麻进行脱胶，虽然它采用的超声波脱胶的方法确实有脱胶容易且效果好的作用。但是，其不足之处是用于超声波脱胶的设备较为昂贵，投入较大，且超声波本来存在一定的噪音。

公开杂志《农村新技术》，公开日期2008年第6期名称为《麻纺原料的酶法

脱胶技术》中提到了用生物酶——化学联合脱胶法对麻进行脱胶，虽然它采用的先用生物酶对麻进行预处理再用化学试剂对其进行脱胶的方法确实起到了脱胶彻底和保护环境作用。但是，其不足之处是该方法的工艺条件复杂，难以控制。

公开杂志《应用技术》，公开日期2012年第3期名称为《基于物理机械力的苎麻脱胶新技术》中提到了一种用物理机械力对苎麻脱胶的方法，虽然它采用的用开纤机等机械设备对苎麻进行脱胶的方法确实起到了保护环境的作用。但是，其不足之处是该方法需要特殊的机械设备，而且工艺复杂。

公开杂志《纺织学报》，公开日期2012年第33卷第5期名称为《苎麻复合微生物脱胶工艺优化》中提到了一种苎麻复合微生物脱胶的工艺，虽然它采用的将芽孢杆菌B2和曲霉M2菌株的混合种子液对苎麻脱胶的方法确实有改善苎麻的光滑度、平整度和纤细程度的作用。但是，其不足之处在于该方法需要先培育菌种，工艺较为复杂。

中国专利申请公布号CN101922049A，申请公布日期2010年12月22日，发明创造的名称为大麻微波辐照脱胶的纤维制取方法，该申请案公布了一种脱胶制取麻纤维的方法。虽然它采用微波辐照大麻脱胶制取纤维的方法，确实起到了缩短脱胶流程和提高脱胶效率的效果，但是其不足之处是该方法在脱胶的过程中会使用大量的水，没有从根本上解决脱胶用水量大的问题，且脱胶后的废水难以回收利用。

中国专利申请公布号CN102605437，申请公布日期2012年7月25日，发明创造的名称为一种黄麻的脱胶工艺，该申请案公布了一种黄麻的脱胶工艺。虽然它采用的用酸性果胶酶、酸性纤维素酶和酸性蛋白酶的混合物对苎麻进行脱胶的方法确实起到了提高脱胶效率、降低成本和能耗的作用，但是其不足之处是它可能存在酶解效率低的问题。

中国专利公开号CN101016655A，公开日期2007年8月15日，发明创造的名称为一种用环保型原麻脱胶制备纺织用纤维的方法，该申请案公开了一种环保脱胶制备麻纤维的方法。虽然它采用有机溶剂对麻进行脱胶，确实起到了脱胶效果好和脱胶过程无碱无酸的作用，但是其不足之处在于该方法所用的有机溶剂多为有毒物质，且有机溶剂只是作为提取木质素的原料，且该脱胶方法中还是采用

了大量的水资源，且废水需要通过处理才能排放。

中国专利公开号CN1614105A，公开日期2005年5月11日，发明创造的名称为一种黄麻的脱胶工艺，该申请案公开了一种用生物酶对麻进行脱胶的方法。虽然它采用的生物酶脱胶方法确实起到了工艺步骤简单、降低成本和提高效率的作用，但其不足之处是该方法没有从根本上解决用水量大的问题，且生物酶脱胶具有一定的局限性。

发明内容

针对上述问题，为了改善麻脱胶的效果和降低麻脱胶过程中水的用量，本发明的目的在于提供一种采用高比例醇类有机溶剂和少量水与脱胶试剂混合而成的溶液对麻进行脱胶的方法。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：

    一种麻脱胶的方法，包括麻脱胶工艺中的浸酸、碱液煮练、漂白、酸洗和洗涤：

所述的浸酸是指将麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为1~2g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸性浴比为1:10~1:30，浸酸温度为50~60℃，浸酸时间为30~60分钟；

所述的碱液煮练是指将经浸酸处理后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为5~6g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:10~1:30，煮练温度100℃~130℃，煮练时间为1~2小时；

所述的漂白是指将经碱液煮练后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、有效氯浓度为1~1.5g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:10~1:30，pH为9~11，漂白温度为20~30℃，漂白时间为30~45分钟；

所述的酸洗是指将经漂白后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为1~2g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:10~1:30，酸洗温度为20~30℃，酸洗时间为5~10分钟；

所述的洗涤是指将经酸洗后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂和体积分数为5%~50%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至麻纤维上的pH呈中性，洗涤液浴比为1:10~1:30，洗涤温度为20~30℃。

所述的麻为苎麻或亚麻或黄麻或红麻或汉麻或罗布麻中的一种。

所述的醇类有机溶剂为乙醇或异丙醇中的一种。

由于采用了以上技术方案，本发明的技术特点在于：本发明采用高比例醇类有机溶剂和少量水与脱胶试剂混合而成的溶液对麻进行脱胶的方法，能够有效提高半纤维素、果胶、脂蜡质和灰分等杂质在溶液中的溶解度，解决了传统麻脱胶工艺过程中脱胶困难且用水量大和污染严重的问题。麻类植物的茎秆主要由皮层和芯层（木质层）组成，皮层由外向内依次为表皮细胞、厚角细胞、薄壁细胞、维管束细胞、初生韧皮细胞、次生韧皮细胞等。芯层分形成层、木质层和髓部。麻类植物的韧皮细胞多含有半纤维素、果胶、木质素、脂蜡质和灰分等杂质。其中，苎麻的半纤维素含量为14~16％，果胶含量为4~5％，木质素含量为0.8~1.5％，脂蜡质含量为0.5~1.0％，灰分为2~5％；亚麻的半纤维素含量为12~15％，果胶含量为1.4~5.7％，木质素含量为2.5~5％，脂蜡质含量为1.2~1.8，灰分含量为2~5％；汉麻的半纤维素含量为18.16％，果胶含量为6.55％，木质素含量为6.21％，脂蜡质含量为2.66％，灰分含量为0.88％；黄麻的半纤维素含量为16~19％，果胶酶含量为1.1~1.3％，木质素含量为11~15％，脂蜡质含量为0.3~0.7％，灰分含量为0.6~1.7％。半纤维素具有较高的黏性，其聚合度一般为150~200，分子链短，且大多有短的侧链，半纤维素的苷键在高比例的醇类有机溶剂与酸性介质的混合液中会发生断裂，使半纤维素发生降解，而且半纤维素在醇类有机溶剂的碱性条件下可以降解，产生碱性水解或剥皮反应。麻纤维最初是由葡萄糖基被氧桥连接成的链状大分子平行排列，聚合成分子团系统，进而组成有空隙的纤维骨架—纤丝系统。一般的麻纤维所含胶质分为3个层次：纤维与纤维之间的胶质系统、纤丝系统之间的胶质系统和链状分子团系统之间的胶质系统。而醇类有机溶剂能够更好的进入到这些系统之间，使得脱胶的容易度增加，甚至将这些胶质溶解。由于无机酸、碱和氧化剂在醇类有机溶剂中对胶质的反应较为缓和，使得麻纤维强力的损失大大降低。

本发明的麻脱胶的方法，采用高比例醇类有机溶剂和少量水与脱胶试剂混合而成的溶液对麻进行脱胶处理，能够有效提高半纤维素、果胶、脂蜡质和灰分等杂质的溶解度，降低麻脱胶的难度，同时极大程度上减小对麻纤维强力的损失，不仅提高了麻纤维的质量，而且优质高效。本发明的脱胶工艺简单方便，脱胶效果好、效率高，在整个脱胶过程中大大减少了水的用量和有效降低了化学试剂的用量，醇类有机溶剂能够回收循环利用，污染小、成本低，清洁节能、安全环保。

具体实施方式

    下面结合具体实施例对本发明进行具体详细描述。

一种麻脱胶的方法，所述待脱胶的麻为苎麻或亚麻或黄麻或红麻或汉麻或罗布麻中的一种。本发明麻脱胶方法具体步骤如下：

a 浸酸

将麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为1~2g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸性浴比为1:10~1:30，浸酸温度为50~60℃，浸酸时间为30~60分钟。醇类有机溶剂是乙醇或异丙醇的一种。

b 碱液煮练

将经浸酸处理后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为5~6g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:10~1:30，煮练温度100℃~130℃，煮练时间为1~2小时。醇类有机溶剂是乙醇或异丙醇的一种。

c 漂白

将经碱液煮练后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、有效氯浓度为1~1.5g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:10~1:30，pH为9~11，漂白温度为20~30℃，漂白时间为30~45分钟。醇类有机溶剂是乙醇或异丙醇的一种。

d 酸洗

将经漂白后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为1~2g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:10~1:30，酸洗温度为20~30℃，酸洗时间为5~10分钟。醇类有机溶剂是乙醇或异丙醇的一种。

e 洗涤

将经酸洗后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂和体积分数为5%~50%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至麻纤维上的pH呈中性，洗涤液浴比为1:10~1:30，洗涤温度为20~30℃。醇类有机溶剂是乙醇或异丙醇的一种。

具体实施例

实施例一：

按上述工艺步骤：选用1g苎麻进行脱胶，醇类有机溶剂选为乙醇。将苎麻置于体积分数为95%的乙醇、体积分数为5%的水、浓度为2g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸性浴比为1:30，浸酸温度为60℃，浸酸时间为60分钟。将经浸酸处理后的苎麻置于体积分数为95%的乙醇、体积分数为5%的水、浓度为6g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:30，煮练温度130℃，煮练时间为2小时。将经碱液煮练后的苎麻置于体积分数为95%的乙醇、体积分数为5%的水、有效氯浓度为1.5g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:30，pH为11，漂白温度为30℃，漂白时间为45分钟。将经漂白后的苎麻置于体积分数为95%的乙醇、体积分数为5%的水、浓度为2g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:30，酸洗温度为30℃，酸洗时间为10分钟。将经酸洗后的苎麻置于体积分数为95%的乙醇和体积分数为5%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至苎麻纤维上的pH=7，洗涤液浴比为1:30，洗涤温度为30℃。

实施例二：

按上述工艺步骤：选用1g亚麻进行脱胶，醇类有机溶剂选为异丙醇。将亚麻置于体积分数为50%的异丙醇、体积分数为50%的水、浓度为1g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸性浴比为1:10，浸酸温度为50℃，浸酸时间为30分钟。将经浸酸处理后的亚麻置于体积分数为50%异丙醇、体积分数为50%的水、浓度为5g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:10，煮练温度100℃，煮练时间为1小时。将经碱液煮练后的亚麻置于体积分数为50%的异丙醇、体积分数为50%的水、有效氯浓度为1g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:10，pH为9，漂白温度为20℃，漂白时间为30分钟。将经漂白后的麻置于体积分数为50%的异丙醇、体积分数为50%的水、浓度为1g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:10，酸洗温度为30℃，酸洗时间为5分钟。将经酸洗后的亚麻置于体积分数为50%的异丙醇和体积分数为50%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至麻纤维上的pH=7，洗涤液浴比为1:10，洗涤温度为20℃。

实施例三：

按上述工艺步骤：选用1g黄麻进行脱胶，醇类有机溶剂选为乙醇。将黄麻置于体积分数为70%的醇类乙醇、体积分数为30%的水、浓度为1.5g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸性浴比为1:20，浸酸温度为55℃，浸酸时间为40分钟。将经浸酸处理后的黄麻置于体积分数为70%的乙醇、体积分数为30%的水、浓度为5.5g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:20，煮练温度120℃，煮练时间为1.5小时。将经碱液煮练后的黄麻置于体积分数为70%的乙醇、体积分数为30%的水、有效氯浓度为1.3g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:20，pH为10，漂白温度为25℃，漂白时间为40分钟。将经漂白后的黄麻置于体积分数为70%的乙醇、体积分数为30%的水、浓度为1.5g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:20，酸洗温度为25℃，酸洗时间为7分钟。将经酸洗后的黄麻置于体积分数为70%的乙醇和体积分数为30%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至黄麻纤维上的pH=7，洗涤液浴比为1:20，洗涤温度为25℃。

实施例四：

按上述工艺步骤：选用1g红麻进行脱胶，醇类有机溶剂选为异丙醇。将红麻置于体积分数为95%的异丙醇、体积分数为5%的水、浓度为2g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸性浴比为1:30，浸酸温度为60℃，浸酸时间为60分钟。将经浸酸处理后的红麻置于体积分数为95%的异丙醇、体积分数为5%的水、浓度为6g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:30，煮练温度130℃，煮练时间为2小时。将经碱液煮练后的红麻置于体积分数为95%的异丙醇、体积分数为5%的水、有效氯浓度为1.5g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:30，pH为11，漂白温度为30℃，漂白时间为45分钟。将经漂白后的红麻置于体积分数为95%的异丙醇、体积分数为5%的水、浓度为2g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:30，酸洗温度为30℃，酸洗时间为10分钟。将经酸洗后的红麻置于体积分数为95%的异丙醇和体积分数为5%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至红麻纤维上的pH=7，洗涤液浴比为1:30，洗涤温度为30℃。

实施例五：

    按上述工艺步骤：选用1g汉麻进行脱胶，醇类有机溶剂选为乙醇。将汉麻置于体积分数为50%的乙醇、体积分数为50%的水、浓度为1g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸性浴比为1:10，浸酸温度为50℃，浸酸时间为30分钟。将经浸酸处理后的汉麻置于体积分数为50%的乙醇、体积分数为50%的水、浓度为5g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:10，煮练温度100℃，煮练时间为1小时。将经碱液煮练后的汉麻置于体积分数为50%的乙醇、体积分数为50%的水、有效氯浓度为1g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:10，pH为9，漂白温度为20℃，漂白时间为30分钟。将经漂白后的汉麻置于体积分数为50%的乙醇、体积分数为50%的水、浓度为1g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:10，酸洗温度为20℃，酸洗时间为5分钟。将经酸洗后的汉麻置于体积分数为50%的乙醇和体积分数为50%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至麻纤维上的pH=7，洗涤液浴比为1:10，洗涤温度为20℃。

实施例六：

按上述工艺步骤：选用1g罗布麻进行脱胶，醇类有机溶剂选为异丙醇。将罗布麻置于体积分数为70%的异丙醇、体积分数为30%的水、浓度为1.5g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸性浴比为1:20，浸酸温度为55℃，浸酸时间为40分钟。将经浸酸处理后的麻置于体积分数为70%的异丙醇、体积分数为30%的水、浓度为5.5g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:20，煮练温度120℃，煮练时间为1.5小时。将经碱液煮练后的罗布麻置于体积分数为70%的异丙醇、体积分数为30%的水、有效氯浓度为1.3g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:20，pH为10，漂白温度为250℃，漂白时间为40分钟。将经漂白后的罗布麻置于体积分数为70%的醇类有机溶剂、体积分数为30%的水、浓度为1.5g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:20，酸洗温度为25℃，酸洗时间为7分钟。将经酸洗后的罗布麻置于体积分数为70%的异丙醇和体积分数为30%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至罗布麻纤维上的pH=7，洗涤液浴比为1:20，洗涤温度为25℃。 

Claims (3)

1.一种麻脱胶的方法，包括麻脱胶工艺中的浸酸、碱液煮练、漂白、酸洗和洗涤，其特征在于：

所述的浸酸是指将麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为1~2g/L的硫酸混合而成的酸液中进行浸酸处理，酸液浴比为1:10~1:30，浸酸温度为50~60℃，浸酸时间为30~60分钟；

所述的碱液煮练是指将经浸酸处理后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为5~6g/L的氢氧化钠混合而成的碱液中进行煮练处理，碱液浴比为1:10~1:30，煮练温度100℃~130℃，煮练时间为1~2小时；

所述的漂白是指将经碱液煮练后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、有效氯浓度为1~1.5g/L的次氯酸钠混合而成的漂白液中进行漂白处理，漂白液浴比为1:10~1:30，pH为9~11，漂白温度为20~30℃，漂白时间为30~45分钟；

所述的酸洗是指将经漂白后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂、体积分数为5%~50%的水、浓度为1~2g/L的硫酸混合而成的酸洗液中进行酸洗处理，酸洗液浴比为1:10~1:30，酸洗温度为20~30℃，酸洗时间为5~10分钟；

所述的洗涤是指将经酸洗后的麻置于体积分数为50%~95%的醇类有机溶剂和体积分数为5%~50%的水混合而成的洗涤液中进行洗涤处理，直至麻纤维上的pH呈中性，洗涤液浴比为1:10~1:30，洗涤温度为20~30℃。

2.如权利要求1所述的一种麻脱胶的方法，其特征在于：所述的麻为苎麻或亚麻或黄麻或红麻或汉麻或罗布麻中的一种。

3.如权利要求1所述的一种麻脱胶的方法，其特征在于：所述的醇类有机溶剂为乙醇或异丙醇中的一种。