CN108060462A - 氢键的波裂解方法及其在制造麻类脱胶漂白纤维上的应用 - Google Patents

Abstract

一种对植物氢键进行波裂解改性，并生产麻类脱胶漂白纺织纤维的方法。在波裂解生产线上利用高频波在改性剂溶液中振蘯产生的机械、空化效应，促进改性剂中的活性氧、活性氮进入植物体内，廹使网状氢键裂解，管装氢键生成，使植物体很快脱胶、脱脂、脱蜡，使纤维分离、软化。在一台植物氢键波裂解改性机中几乎可能完成传统工艺的全部系列工序，加工中纤维原料不动，换水循环利用即可。该工艺有节能、节水、得率高，产品质量好；工艺短、设备少，厂房小，投资省；废水原位处理，就地回用，废水提取物资源化利用等优势。是制造新型纺织纤维领域的高新技术。

Description

氢键的波裂解方法及其在制造麻类脱胶漂白纤维上的应用

技术领域：一种对植物氢键进行波裂解改性，并应用其对麻类脱胶漂 白，制造热湿舒适性新型纺织纤维的方法。

技术背景：波既是一种物质运动形式，也是一种能量产生和传播形式， 任何一个宏观和微观物理量受到扰动，并在介质中传播时都会形成波。 波在传播时总是伴随着能量的传输，产生生物效应，空化效应、机械 效应。传播波的介质的质点只是在平衡位置附近震动并不沿着振动方 向迁移，其传播的不是介质本身，而是能量。波的这一本质属性，使 其在众多领域得到特殊应用，光波、声波(超声波)、电磁波(无线电 波)的应用充满了现代人生产、生活和学习、研究的各个领域。波裂 解是刚刚兴起的一个领域。波裂解就是利用波的能量将一种物质裂解 为几种物质的过程。可是现在世界上研究的波裂解大都是通过裂解物 质化学键来实现的，裂解氢键还没有人提出过。其实要裂解一种既有 化学键又有氢键的物质，裂解氢键所需的能量只有裂解化学键的1/10， 要容易实现得多。本发明推出了一种裂解氢键的方法，以及将这种方 法应用于麻类纤维脱胶、脱酯、脱蜡，产生出麻类新型纺织纤维的新 工艺，实践证明与传统工艺相比这种新工艺有巨大的优势和广阔的发 展空间。

国际上关于新型纺织纤维的定义是：天然纤维经过化学或物理方 式适当改变结构而得到的高分子化合物。不包括化学合成、人造纤维。 其特点是取材于价廉量大的农、牧、林天然资源，生产过程清洁无污 染，有很好的舒适性。天然纤维都是含有众多氢键的，本发明对麻类 的氢键进行波裂解，除胶、漂白，制造新型纺织纤维的工艺应可用于 一切新型纺织纤维的制造。

麻类历来是纺织纤维的重要来源，在新型纺织纤维中应有其特殊地 位。目前我国每年麻类种植面积有40万公顷，国家规划到2020年仅 汉麻种植面积就要达到1000万亩，发展潜力还很大。特别是汉麻。汉 麻原产于我国，已有8000年生产史，被古人称为“国纺源头，万衣之 祖”。这种纤维有拉力强、柔软、细度好的适纺性，又有吸湿性强(是 纯棉的三倍以上)，散热快，耐温，耐磨，不易燃，吸尘率低，导电小， 控菌的理化特性，可纯纺，也可与其它纤维混纺，可纺高支纱，做高 级衣料。现在麻类纤维只占纺织纤维的1.5％，远不能满足市场需要， 汉麻纤维更紧缺。

麻类纤维需求很大，产量却上不去，关键瓶颈是脱胶技术未攻破。 麻类脱胶难的根本原因是在纤维大分子间存在许多氢键，形成了网状 结构，使麻纤维的分子难以运动。目前国内外采用的麻类脱胶技术主 要有：天然水沤制法、化学脱胶法、生物脱胶法、生物化学脱胶法、闪 爆处理法等，都不能解决工业化生产的脱胶问题。比较有工业化利用 价值的是化学脱胶法，正为工业界采用，就是这种方法也存在工艺复 杂，脱胶时间很长，污染很重，严重限制纤维产量的问题。现在比较 典型的汉麻脱胶工艺路线是：原麻扎把→装笼→浸酸→水洗→ 煮练→敲麻→漂白→水洗→酸洗→水洗→脱水→开松 →装笼→给油→脱油水→抖散→烘干→精干麻。这个过程生 产一顿精干麻产生的废水大约为500吨。

针对这种情况，专利201510305859.8号“氢键法生产湿法植物改性 原纤维的工艺方法”在天然纤维制造的理论和初步实践上取得了突破， 抓住了氢键调整这个要害。本发明又进一步研究出了对氢健进行波裂 解的方法，并为氢键的波裂解技术的应用研制配套了新设备、新流程、 新工艺。用这成套技术对麻类进行脱胶、漂白生产热湿舒适型的新型纺织纤维，达到了产品质量好，生产工艺简，建设和生产成本低，产 量高，对环境无污染的新境界。

发明内容：

一、技术特征：

1、植物氢键波裂解机的构成和功能。波裂解机由高频波发生器， 换能器，自动控温系统，自动定时系统，改性反应机槽、废水循环利 用系统等构成。其技术功能是用一台波裂解机完成原工艺的浸酸→水 洗→煮练→敲麻→漂白→水洗→酸洗→水洗→给油等系列工序，简化 原纤维制造业的工艺流程，做到纤维原料不动，只换水循环利用，保 护了纤维强度，减去了纤维输送的流程，大幅度减少了设备和建设投 资，减少了物耗、能耗。

2、氢键波裂解的发生和作用过程。高频发生器产生的高频波信号 直接传给换能器，换能器按这一信号将电能转换为高频振动的机械能， 在改性剂水溶液这个弹性介质中，产生非线性的高频震动波，介质发 生“空化效应”，产生众多的空化气泡，气泡闭合时能产生瞬时高于1000 个大气压的冲击，反复作用于麻类植物体，促进改性剂带入的活性氧、活性氮进入植物体内，使植物体很快脱胶、脱脂、脱蜡，使纤维分离、 软化。

3、用氢键波裂解方法将麻类原料的网状氢键结构改性为管状氢键 结构。使用波裂解槽内水质量o.7％的氢氧化钠，将裂解槽内水的ph 值调到14，用0.5-0.7％的，含有活性氧、活性氮的改性剂，溶入水中， 变成氢键裂解波传播的弹性介质。活性氧在波裂解的帮助下，能很快 破坏原氢键网，活性氮有帮助生成管状氢键的作用。用波裂解的方法 能加快麻类氢键的调整，而又不会破坏纤维的强度和结构，达到提质， 提速，降成本，增效益，上产量，保环境的效果。

4、氢键波裂解产生的污水原位快速改性处理，全部回用，避免了 污水的混合、重叠、交叉，成分单纯专一，被处理的水可大部分生产 过程可以基本做到零排放，每吨纤维用水在10吨以下。

二、用氢键波裂解方法生产麻类新型纺织纤维的工艺流程：

1、将麻类原料在池中洗去泥沙等杂物后打捆。

2.、将打捆的原料投入已装有浓度为0.7％改性剂，pH值为14的 水溶液的波裂解反应机机槽内，调整定时为二小时，调整温度为常温， 启动波裂解反应机，按开动半小时，停歇十分钟的方式进行改性，脱 胶。

3、反应到核定时间，自动停机，将温度控制器调到80℃，时间定 为一小时，开机进行热溶处理，溶出麻类原料中被裂解了的热水溶出 物。

4、自动停机后，将波裂解反应机机槽中的水放入一号水处理池， 用0。05％二号提取剂将混溶于水中的冷水和热水溶出物分离和提取出 来，处理后的水用于下一次波裂解反应。

5、向停留在反应机机槽中的植物材料中加入清水和0.5％的漂白 剂，时间定位在1.5小时，温度定位在60-70℃，开机进行漂白，在漂 白结束后加入调配好的相当纤维重量2-4％的软麻油剂A和B，开机搅 拌二分钟，停机静置半小时。

6、漂白并软化结束，将机槽中的水放入二号处理池，用0.05％二 号提取剂，使混溶入水中的麻素和短纤维分离、提取出来，处理后的 水用于下一次漂白。

7、将已经上述改性和漂白的纤维，放入甩干机脱水后进入烘干机 烘至干度85％，进入梭理机，梭理打包。

该工艺有节能、节水、得率高，产品质量好；工艺短、设备少， 厂房小，投资省；废水原位处理，就地回用，废水提取物是很好的原 料，可以资源化利用等优势。在植物纤维制造业，特别是纺织纤维业 制造领域是全新的高技术。

实施案例：某精干麻制造企业采用此新技术生产的工艺流程是： 装麻(原麻的除尘和打捆)→波裂解处理(脱胶、热溶、漂白、漂 洗、给油)→脱水→烘干→梭理→打包，产量为每天10吨， 用水100吨，纤维品质做到了分离度好，残胶率小于2.5％，断裂长大 于736米。纤维的抗菌、阻燃等性能保持良好。设备总投资不到500 万元。

Claims (6)

1.一种对植物氢键进行波裂解改性，并生产麻类新型纺织纤维的方法。

2.上述方法使用的波裂解机由高频波发生器，换能器，自动控温系统，自动定时系统，改性反应机槽、废水循环利用系统等构成，将其用在麻类新型纺织纤维制造中能完成传统工艺的浸酸→水洗→煮练→敲麻→漂白→水洗→酸洗→水洗→给油等系列工序，做到纤维原料在一台机器中加工，不别传送，只换水循环利用。

3.氢键波裂解的发生和作用过程，高频发生器产生的高频波信号传给换能器，换能器按这一信号将电能转换为高频振动的机械能，在改性剂水溶液弹性介质中，产生非线性的高频震动波，介质发生“空化效应”，产生众多的空化气泡，气泡闭合时能产生瞬时高于1000个大气压的冲击，反复作用于麻类等植物体，促进活性氧、活性氮进入植物体内，廹使网状氢键裂解，管装氢键生成，使植物体很快脱胶、脱脂、脱蜡，使纤维分离、软化。

4.用氢键波裂解方法将麻类原料的网状氢键结构改性为管状氢键结构。使用水质量0.7％的氢氧化钠，将裂解槽内的水的ph值调到14以上，用0.5-0.7％的，含有活性氧、活性氮的改性剂，溶入水中，变成氢键裂解波传播的弹性介质。活性氧在波裂解的帮助下，很快破坏原氢键网，活性氮帮助生成管状氢键。

5.氢键波裂解产生的废水原位快速改性处理，全部回用，避免污水的混合、重叠、交叉，成分单纯专一，被处理的水可在大部分生产环节做到零排放，每吨纤维用水在10吨以下。

6.波裂解氢键的方法生产麻类新型纺织纤维的工艺流程：将麻类原料在池中洗去泥沙等杂物打捆，投入已装有适量改性剂水溶液的波裂解改性机机槽内，调整定时为二小时，调整温度为常温；启动波裂解改性机，进行改性，脱胶；反应到核定时间，自动停机，将温度控制器调到90℃，时间定为一小时，开机进行热溶处理，溶出麻类原料中已被裂解的热水溶出物；将波裂解反应机机槽中的水放入一号水处理池，用0.05％二号提取剂将混溶于水中的冷水和热水溶出物分离和提取出来，处理后的水用于下一次波裂解反应；向停留在反应机机槽中的植物材料中加入清水和0.5％的漂白剂，时间定位在1.5小时，温度定位在50-60℃，开机进行漂白，在漂白结束后加入调配好的相当纤维重量2-4％的软麻油剂A和B，开机搅拌二分钟，停机静置半小时；漂白并软化结束，将机槽中的水放入二号处理池，用0.05％二号提取剂，使混溶入水中的麻素和短纤维分离、提取出来，处理后的水用于下一次漂白；将已经上述改性和漂白的纤维，放入甩干机脱水后进入烘干机烘至干度85％，进入梭理机，梭理打包。