CN106591961B - 一种麻纤维深冷-机械联合脱胶处理方法 - Google Patents

一种麻纤维深冷-机械联合脱胶处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汉麻纤维深冷‑机械联合脱胶处理方法，该方法是在经过预处理后，对汉麻纤维进行深冷处理，再快速升温到常温状态，然后进行机械拍打方式脱胶，再进行水洗处理，然后烘干备用。经过该工艺处理的汉麻纤维，果胶和半纤维素等杂质处理满足作为纤维增强基的用途，且使用中VOC排放达到国家要求，也可以达到用于纺织的要求。利用该方法处理麻纤维，可以提高纤维的使用性能，且污水排放较少，是一种高效环保的工艺。利用本发明制得的麻纤维具有纤维质量好、纤维表面有凹凸利于与基体的界面结合、脱胶效果好、用途广泛，可广泛应用于纤维增强基用纤维，也可以用于精纺行业，具有良好的应用前景。

Description

一种麻纤维深冷-机械联合脱胶处理方法
技术领域
本发明属于麻纤维处理技术领域。
技术背景
麻纤维作为聚合物增强基，具有广泛的应用和发展前景。麻纤维的特点是存在大量的半纤维素、果胶和木质素，如果不进行必要的脱胶处理，无法用于纤维增强基。现在脱胶一般采用机械脱胶，化学脱胶，生物脱胶等方法，机械脱胶存在脱胶不彻底，化学脱胶却存在消耗大量化学试剂和能源以及对环境污染严重等弊端，环境污染严重，生物脱胶也存在工艺技术复杂、菌剂制备流程长、酶制剂成本高、不能摆脱化学方法的副作用等问题。目前随着环保意识以及人们对健康的需求越来越高，挥发性有机物(VOC)的问题越来越影响到产品的应用，而麻纤维中的果胶等是产生VOC的主要来源之一。脱胶不彻底、果胶、木质素、半纤维素等残存较多是现有的麻纤维脱胶处理方法亟待解决的难题。
发明内容
为了解决现有的麻纤维脱胶处理方法中存在的脱胶不彻底，果胶、木质素、半纤维素残存较多，本发明提出了一种深冷-机械联合脱胶处理方法，本发明所采用的技术方案具体如下：
1)首先对麻纤维进行水洗以去除纤维中的杂质，烘干待用；
2)烘干后的麻纤维置于深冷设备中，使麻纤维快速冷却到-100℃～-190℃，进行深冷处理，冷冻时间30分钟～12小时；
3)然后以0.1～10℃/min的速度升温到常温，静置30分钟～3小时。
4)利用机械脱胶设备对深冷处理后的麻纤维进行机械脱胶处理40～60分钟；
5)对机械脱胶处理过的麻纤维进行碱液水洗，水洗时间为20～40分钟，去除机械脱胶后的麻纤维表面残留的非纤维素的杂质；所述碱液的pH>13的强碱溶液。
6)对水洗后的麻纤维进行烘干，并对脱胶后的汉麻纤维进行梳理，得到最终的产品。
麻纤维是指汉麻纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、苎麻纤维或剑麻纤维。
本发明的有益效果：
本发明所采用的深冷处理工艺一般用来处理金属零件，使其发生在常温以及热处理过程中不曾发生过的内部结构变化，导致宏观性能的变化。通过深冷处理的麻纤维，超低温促使裂解胞间层，并切断纤维素连接果胶和非纤维素的化学键，从而剥离麻类纤维原料中非纤维素和果胶等。同时利用深冷处理工艺，在纤维表面形成微型的凹凸。经过处理的麻纤维，适用于树脂改性的增强基。经过处理后的麻纤维，果胶含量下降到1％以内，用于增强基的复合材料，VOC释放量非常低。另外，利用该方法处理的汉麻纤维也可以达到用于纺织的要求。
具体实施方式
实施例1
对汉麻纤维的预进行处理，采用一般水洗的方法去除一般的杂质，然后烘干待用；再把预处理的汉麻纤维置于深冷设备中，快速冷却到-190℃，冷冻时间5小时；然后以10℃/min的速度升温到常温，并静置2小时；再把深冷处理过的汉麻纤维置于机械脱胶设备上进行机械拍打方式的脱胶；经机械方式脱胶后的汉麻纤维，置于6g/升的氢氧化钠液体中水洗，去除机械脱胶后的麻纤维表面残留的非纤维素；最后，烘干，梳理后备用。经处理后的汉麻纤维残胶率保持在1％以下。
实施例2
对黄麻纤维的预进行处理，采用一般水洗的方法去除一般的杂质，然后烘干待用；再把预处理的黄麻纤维置于深冷设备中，快速冷却到-150℃，冷冻时间3小时；然后以8℃/min的速度升温到常温，并静置3小时；再把深冷处理过的黄麻纤维置于机械脱胶设备上进行机械拍打方式的脱胶；经机械方式脱胶后的黄麻纤维，置于6g/升的氢氧化钠液体中水洗，去除机械脱胶后的麻纤维表面残留的非纤维素；最后，烘干，梳理后备用。经处理后的黄麻纤维残胶率保持在0.5％以下。
实施例3
对苎麻纤维的预进行处理，采用一般水洗的方法去除一般的杂质，然后烘干待用；再把预处理的苎麻纤维置于深冷设备中，快速冷却到-100℃，冷冻时间12小时；然后以5℃/min的速度升温到常温，并静置1小时；再把深冷处理过的苎麻纤维置于机械脱胶设备上进行机械拍打方式的脱胶；经机械方式脱胶后的苎麻纤维，置于6g/升的氢氧化钠液体中水洗，去除机械脱胶后的麻纤维表面残留的非纤维素；最后，烘干，梳理后备用。经处理后的苎麻纤维残胶率保持在1％以下。
经多次实验，根据实验结果发现，深冷处理时冷冻时间在30分钟以上即可起到降低纤维中残胶率的效果。汉麻纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、苎麻纤维和剑麻纤维都可以采用本发明公开方法进行处理，具有相同技术效果。
在深冷处理过程中，由于骤然剧烈降温，汉麻纤维中的纤维素与非纤维素存在不同的收缩率，导致纤维素与半纤维素、果胶和木质素之间产生相对的错位，使它们之间产生一定的结构破坏。在快速升温过程中，由于汉麻纤维中的纤维素与非纤维素也存在不同的膨胀率，进一步加剧了结构破坏。并且在纤维素表面产生了一定的凹凸，增大了纤维素的表面积，有利于作为增强基与基体的界面结合。
在机械脱胶处理过程中，也就是用机械摸拟手工揉搓动作时，使经过深冷处理后的汉麻韧皮表面角质化层和纤维间的果胶质、木质素与纤维分离并脱除，其作用完全是物理作用，该方法经济环保，人力物力消耗较小，因为前期对汉麻纤维已经进行了深冷处理，因此通过机械脱胶处理，可以去除大量韧皮中果胶和木质素等非纤维素。

Claims (4)

1.一种麻纤维深冷-机械联合脱胶处理方法，具体步骤如下：
1)首先对麻纤维进行水洗以去除纤维中的杂质，烘干待用；
2)将烘干后的麻纤维置于深冷设备中，使麻纤维快速冷却到-100℃～-190℃进行深冷处理，冷冻时间30分钟～12小时；
3)然后以0.1～10℃/min的速度升温到常温，静置一段时间；
4)利用机械脱胶设备对深冷处理后的麻纤维进行机械脱胶处理40～60分钟；
5)对机械脱胶处理过的麻纤维进行碱液水洗，水洗时间为20～40分钟，去除机械脱胶后的麻纤维表面残留的非纤维素的杂质；所述碱液的pH>13的强碱溶液；
6)对水洗后的麻纤维进行烘干，并对脱胶后的麻纤维进行梳理，得到最终的产品；
麻纤维是指汉麻纤维、黄麻纤维、亚麻纤维、苎麻纤维或剑麻纤维。
2.根据权利要求1所述的麻纤维深冷-机械联合脱胶处理方法，其特征在于，步骤2)冷却温度为-190℃，冷冻时间为5小时。
3.根据权利要求1所述的麻纤维深冷-机械联合脱胶处理方法，其特征在于，步骤2)冷却温度为-150℃，冷冻时间为3小时。
4.根据权利要求1所述的麻纤维深冷-机械联合脱胶处理方法，其特征在于，步骤2)冷却温度为-100℃，冷冻时间为12小时。
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