CN104047064B - 一种棉杆皮纤维的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种棉杆皮纤维的制备方法，其中，该方法包括去杂，扎把，装笼，化学预处理，超临界二氧化碳流体脱胶处理，水洗，脱水，给油，梳理，烘干，其中所述的化学预处理方法包括浸酸-超声波处理，煮练。得到的纤维脱胶率高、纤维损伤小，纤维性能高，符合现代绿色环保的要求。
Description
技术领域
本发明涉及天然纤维的制备方法，特别是涉及一种棉杆皮纤维的制备方法。
背景技术
棉花在我国是一种重要的经济作物，且种植面积较为广泛，目前棉花只是利用了其种子纤维作为纺织天然原料，而棉秆皮是一种良好的韧皮纤维，是种植棉花带来的主要副产品纤维，占全棉秆的30～35％左右。随着天然纤维用来需求的增加和自然资源的紧缺，棉杆作为棉花的主要部分却被焚烧或者废弃，不单额米有得到充分利用，反而造成了环境污染。因此，充分利用好棉秆皮资源对缓解我国棉花纤维严重不足具有重大的意义。但过去，人们常常将棉秆皮纤维作为造纸材料，同时也申请了不少关于棉秆皮制浆造纸方面的专利，如：CN1068866，CN1052484。也有很多人开始在利用棉秆皮作为纺织材料方面作出了积极的一步，但他们采用的方法存在着用时过长、用碱量太高等缺点，如专利ZL94113220.X中处理时间一共需要一周左右，而专利200510034201.4和200610036594.7中处理时间也需要3-4天左右，这样给棉秆皮纤维在纺织中应用带来很多不利因素。虽然专利200710066829.1和200710066830.4处理时间相对减少，但他们采用的方法仍然存在着工序复杂、能耗高等缺点。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是在于提供一种耗时较短、脱胶率高、对纤维损伤小的棉杆皮皮纤维的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种棉杆皮纤维的制备方法，其中，该方法包括去杂，扎把，装笼，化学预处理，超临界二氧化碳流体脱胶处理，水洗，脱水，给油，梳理，烘干，其中所述的化学预处理方法包括浸酸-超声波处理，煮练。
进一步，所述去杂，是在洗缸内对棉杆皮进行水洗1-3次，浴比1：10，水洗温度40℃，时间20min，然后将水排放干净；
所述扎把，是将不同级别的棉杆皮分级扎把，每把棉杆皮质量为1-2kg；
所述装笼，采用挂式麻笼装棉杆皮；
进一步，所述浸酸-超声波处理是将棉杆皮浸泡在硫酸溶液中，浴比1：10-15，其中硫酸的浓度为3-5g/L，在室温下处理20min，然后以每分钟1～2℃的升温速率加热至40℃处理10min，然后以每分钟1～2℃的升温速率加热至60℃，再处理10min；完成后水洗至中性进行超声波处理10-15min，然而再将棉杆皮浸泡在硫酸溶液中，浴比1：10-15，其中硫酸的浓度为3-5g/L，以每分钟1～2℃的升温速率加热至40℃处理20min。
所述超临界二氧化碳流体脱胶处理是将棉杆皮纤维放入超临界流体处理装置中，先高压处理，然后低压处理，最后再高压处理；
进一步，所述煮练时双氧水浓度为30%双氧水30-40g/L，硼氢化钠2-3g/L，EDTA2-3g/L，焦磷酸钠1-2g/L，乙二醇单丁醚1-2g/L，以每分钟1～2℃的升温速率加热至温度为95-100℃，处理时间为45-60min；
所述水洗使将棉杆皮纤维在70℃热水中浸泡10min，然后在煮锅中反复冲洗3-5次，每次5min；
所述脱水采用离心脱水装置进行；
所述给油采用浸轧给油方式；
所述梳理采用麻梳理机进行；
所述烘干采用95℃热风烘干。
进一步，所述超临界二氧化碳流体脱胶处理是将棉杆皮纤维放入超临界流体处理装置中，先在压力18MPa，温度100-120℃的条件下处理10min，然后在压力12MPa，温度100-120℃的条件下处理10min，最后再在压力25MPa，温度100-120℃的条件下，处理10min。
进一步，所述给油是在浴比1：10的给油浴中浸泡棉杆皮纤维，其中给油浴中茶油2g/L，矿物油1g/L，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5g/L，浸泡30min，然后在轧车上压轧，带液率为50%。
本发明首先采用了浸酸处理，采用阶段式升温处理方法，使酸逐步对内部的纤维胶质进行解离，减少纤维的损伤，而且浸酸处理后进行超声波处理，使纤维进一步解离，然后再进行浸酸处理，使酸液能够渗透进入纤维内部，提高了浸酸处理的效果。然后采用煮练使棉杆皮纤维中分解出来的胶质部分溶解在碱性溶液中，而且碱氧联合作用，可以一定程度上增加纤维的白度，提高其使用附加值。浸酸-超声波处理和煮练处理之后的棉杆皮纤维胶质已经部分去除，此时再经过超临界二氧化碳处理，可以进一步提高纤维的脱胶率并提高纤维的软化程度，从而使得到的纤维脱胶率高、纤维损伤小，纤维性能高，符合现代绿色环保的要求。
本申请说明书、说明书摘要、权利要求书中出现的浓度，wt%为相对于织物的重量百分比，其余为质量浓度，百分比为重量百分比。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
将棉杆皮进行去杂、扎把、装笼，然后浸泡在硫酸溶液中，浴比1：10，其中硫酸的浓度为5g/L，在室温下处理20min，然后以每分钟1℃的升温速率加热至40℃处理10min，然后以每分钟1℃的升温速率加热至60℃，再处理10min；完成后水洗至中性进行超声波处理15min，然而再将棉杆皮浸泡在硫酸溶液中，浴比1：10，其中硫酸的浓度为3-5g/L，以每分钟1℃的升温速率至40℃处理20min。接着进行煮练，双氧水浓度为30%双氧水35g/L，硼氢化钠3g/L，EDTA3g/L，焦磷酸钠1g/L，乙二醇单丁醚2g/L，以每分钟1℃的升温速率升温至温度为95-100℃，处理时间为45min。进一步，超临界二氧化碳流体脱胶处理是将棉杆皮纤维放入超临界流体处理装置中，先在压力18MPa，温度100℃的条件下处理10min，然后在压力12MPa，温度100℃的条件下处理10min，然后再在压力25MPa，温度100℃的条件下，处理10min。将棉杆皮纤维在70℃热水中浸泡10min，然后在煮锅中反复冲洗5次，每次5min；所述脱水采用离心脱水装置进行；所述给油采用浸轧给油方式，在浴比1：10的给油浴中浸泡棉杆皮纤维，其中给油浴中茶油2g/L，矿物油1g/L，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5g/L，浸泡30min，然后在轧车上压轧，带液率为50%；所述梳理采用麻梳理机进行；所述烘干采用95℃热风烘干。
实施例2
将棉杆皮进行去杂、扎把、装笼，然后将棉杆皮浸泡在硫酸溶液中，浴比1：15，其中硫酸的浓度为3g/L，在室温下处理20min，然后以每分钟1℃的升温速率加热至40℃处理10min，然后以每分钟1℃的升温速率加热至60℃，再处理10min；完成后水洗至中性进行超声波处理10min，然而再将棉杆皮浸泡在硫酸溶液中，浴比1：15，其中硫酸的浓度为3g/L，以每分钟1℃的升温速率升温至40℃处理20min。接着进行煮练，双氧水浓度为30%双氧水30g/L，硼氢化钠2g/L，EDTA2g/L，焦磷酸钠1g/L，乙二醇单丁醚1g/L，以每分钟1℃的升温速率升温至温度为95℃，处理时间为60min。进一步，超临界二氧化碳流体脱胶处理是将棉杆皮纤维放入超临界流体处理装置中，先在压力18MPa，温度110℃的条件下处理10min，然后在压力12MPa，温度100℃的条件下处理10min，然后再在压力25MPa，温度120℃的条件下，处理10min。将棉杆皮纤维在70℃热水中浸泡10min，然后在煮锅中反复冲洗3次，每次5min；所述脱水采用离心脱水装置进行；所述给油采用浸轧给油方式，在浴比1：10的给油浴中浸泡棉杆皮纤维，其中给油浴中茶油2g/L，矿物油1g/L，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5g/L，浸泡30min，然后在轧车上压轧，带液率为50%；所述梳理采用麻梳理机进行；所述烘干采用95℃热风烘干。
实施例3
将棉杆皮进行去杂、扎把、装笼，然后将棉杆皮浸泡在硫酸溶液中，浴比1：15，其中硫酸的浓度为5g/L，在室温下处理20min，然后以每分钟1℃的升温速率加热至40℃处理10min，然后以每分钟1℃的升温速率加热至60℃，再处理10min；完成后水洗至中性进行超声波处理15min，然而再将棉杆皮浸泡在硫酸溶液中，浴比1：15，其中硫酸的浓度为5g/L，以每分钟1℃的升温速率加热至40℃处理20min。接着进行煮练，双氧水浓度为30%双氧水40g/L，硼氢化钠2g/L，EDTA3g/L，焦磷酸钠2g/L，乙二醇单丁醚2g/L，以每分钟1℃的升温速率加热至温度为100℃，处理时间为45min。进一步，超临界二氧化碳流体脱胶处理是将棉杆皮纤维放入超临界流体处理装置中，先在压力18MPa，温度120℃的条件下处理10min，在压力12MPa，温度120℃的条件下处理10min，然后再在压力25MPa，温度120℃的条件下，处理10min。将棉杆皮纤维在70℃热水中浸泡10min，然后在煮锅中反复冲洗4次，每次5min；所述脱水采用离心脱水装置进行；所述给油采用浸轧给油方式，在浴比1：10的给油浴中浸泡棉杆皮纤维，其中给油浴中茶油2g/L，矿物油1g/L，脂肪醇聚氧乙烯醚0.5g/L，浸泡30min，然后在轧车上压轧，带液率为50%；所述梳理采用麻梳理机进行；所述烘干采用95℃热风烘干。
Claims (1)
1.一种棉杆皮纤维的制备方法，其特征在于，该方法包括去杂，扎把，装笼，化学预处理，超临界二氧化碳流体脱胶处理，水洗，脱水，给油，梳理，烘干，其中所述的化学预处理方法包括浸酸-超声波处理，煮练；
所述超临界二氧化碳流体脱胶处理是将棉杆皮纤维放入超临界流体处理装置中，先在压力18MPa，温度100-120℃的条件下处理10min，然后在压力12MPa，温度100-120℃的条件下处理10min，最后再在压力25MPa，温度100-120℃的条件下，处理10min。
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