CN114381810A - 一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术 - Google Patents
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
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- D01C1/00—Treatment of vegetable material
- D01C1/02—Treatment of vegetable material by chemical methods to obtain bast fibres
Abstract
本发明公开了一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，涉及纺织加工技术领域。本发明在进行汉麻纤维脱胶技术时，先将汉麻纤维进行超声预处理，再进行巯基壳聚糖处理、辐照处理和蒸汽闪爆复合酶处理；超声预处理使胶质粉碎，除去部分水溶性杂质，利于脱胶的进行，巯基壳聚糖与果胶酸钙中的钙离子螯合生成可溶性铵盐，增加果胶溶解度；辐照破坏纤维表面的胶质层，并使表面表面产生微小裂纹；蒸汽闪爆复合酶处理克服了酶进行脱胶处理耗时长的缺点，使汉麻纤维中的胶质分离完全，提高脱胶率。
Description
技术领域
本发明涉及纺织加工技术领域，具体为一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术。
背景技术
汉麻作为绿色环保生态纤维，其面料除具有天然抗菌、屏蔽紫外线辐射、吸湿排汗、柔软舒适、护肤保洁、吸附异味和耐磨等性能外，还具有尊贵高雅、朴实无华、自然实用等风格。因此，汉麻面料日渐成为高级服装设计师手中理想的面料。所以汉麻纤维的脱胶工艺优化越来越引起人们的关注与重视。由于汉麻纤维独特的理化性质，比苎麻、亚麻等其他麻类更加难以脱胶，抑制了产品质量的进一步提高。
传统的汉麻脱胶工艺方法是化学脱胶法、物理脱胶法和生物酶脱胶法等方法。化学脱胶法常用氢氧化钠做处理剂，耗碱量大，脱胶废水对环境污染大；物理脱胶法主要为机械脱胶，现阶段处理有手工刮麻、超声波和蒸汽爆破等方法，但只能去除部分胶质，因此常作为一种辅助方法；生物酶脱胶法利用不同酶具有专一性、高效性的特点脱去纤维外部胶质，多种酶复合使用效果更好，但生物酶脱胶法脱胶率低耗时，因此本申请结合生物酶法脱胶研究出一种脱胶效率高、时长短的脱胶技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，以解决上述背景技术中提出的问题。
一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，脱胶技术包括：巯基壳聚糖处理，辐照处理，蒸汽闪爆复合酶处理。
优选的，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术包括以下具体步骤：
(1)将经过预处理的汉麻纤维分散在汉麻纤维质量20～30倍质量分数为10～20％的巯基壳聚糖溶液中，在50～60℃下保温3～4h，捞出后置于50～60℃温水中搓洗10～15min，得到巯基壳聚糖处理的汉麻纤维；
(2)将巯基壳聚糖处理的汉麻纤维分散在巯基壳聚糖处理的汉麻纤维质量30～50倍的助剂中，置于紫外辐射箱中进行辐射，辐射波长为280nm，时间为20～40min，捞出置于50～60℃温水中搓洗10～15min，得到辐射后的汉麻纤维；
(3)将辐射后的汉麻纤维置于辐射后的汉麻纤维质量5～8倍的复合酶溶液中，置于闪爆器中，调节压力为0.1～0.15MPa，保压10～20min。
优选的，上述步骤(1)中：汉麻纤维预处理的过程为：将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量10～20倍的纯水中进行超声处理，超声频率为40～60kHz，温度为60～80℃，处理时间为5～6min，捞出后置于50～60℃温水中搓洗10～15min。
优选的，上述步骤(1)中：巯基壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖与1-羟基苯并三氮唑按质量比1：0.65～1：0.7混合分散在壳聚糖质50～80倍的去离子水中，搅拌均匀后加入壳聚糖质量0.2～0.3倍的N-乙酰-L-半胱氨酸和壳聚糖质量4～5.5倍的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，并用1mol/L的氢氧化钠调节pH至5～6，室温下以400～600rpm下搅拌反应2～3h，用无水乙醇析出并用去离子水洗涤3～5次，在50℃干燥箱干燥3～4h，制得巯基壳聚糖。
优选的，上述步骤(2)中：助剂是将硫酸镁、硅酸钠、三聚磷酸钠硫化钠、亚硫酸钠按质量比1：0.1：1：1：1：0.4混合和分散在硫酸镁质量6倍质量分数我30％的氢氧化钠溶液中制得。
优选的，上述步骤(3)中：复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比4：1～6：1混合制得。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在进行汉麻纤维脱胶技术时，先将汉麻纤维进行超声预处理，再进行巯基壳聚糖处理、辐照处理和蒸汽闪爆复合酶处理；
超声预处理是利用超声波的空化作用，在汉麻纤维内部产生气泡，利用气泡膨胀及破裂时产生的巨大压力冲击汉麻纤维中的胶质团，使胶质粉碎，除去部分水溶性杂质，利于脱胶的进行，而且使纤维得到充分润湿；再进行巯基壳聚糖处理，利用巯基壳聚糖络合金属的作用，与果胶酸钙中的钙离子螯合生成可溶性铵盐，增加果胶溶解度，先将果胶溶解去除，再进行后续蒸汽闪爆复合酶的处理；
进行蒸汽闪爆复合酶处理前先进行辐照，破坏纤维表面的胶质层，并使表面表面产生微小裂纹；蒸汽进入纤维内部，使半纤维素降解成可溶性糖，软化木质素并部分降解，同时在冲击波的作用下会将复合酶迅速压入汉麻纤维内，使得复合酶与木质素、果胶结合紧密，克服了酶进行脱胶处理耗时长的缺点，使汉麻纤维中的胶质分离完全，提高脱胶率。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术的过程为：
(1)将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量10倍的纯水中进行超声处理，超声频率为40kHz，温度为60℃，处理时间为5min，捞出后置于50℃温水中搓洗10min，得到预处理的汉麻纤维；将壳聚糖与1-羟基苯并三氮唑按质量比1：0.65混合分散在壳聚糖质50倍的去离子水中，搅拌均匀后加入壳聚糖质量0.2倍的N-乙酰-L-半胱氨酸和壳聚糖质量4倍的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，并用1mol/L的氢氧化钠调节pH至5，室温下以400rpm下搅拌反应2h，用无水乙醇析出并用去离子水洗涤3次，在50℃干燥箱干燥3h，制得巯基壳聚糖将经过预处理的汉麻纤维分散在汉麻纤维质量20倍质量分数为10％的巯基壳聚糖溶液中，在50℃下保温3h，捞出后置于50℃温水中搓洗10min，得到巯基壳聚糖处理的汉麻纤维；
(2)；将巯基壳聚糖处理的汉麻纤维分散在巯基壳聚糖处理的汉麻纤维质量30倍的助剂中，置于紫外辐射箱中进行辐射，辐射波长为280nm，时间为20min，捞出置于50℃温水中搓洗10min，得到辐射后的汉麻纤维，助剂是将硫酸镁、硅酸钠、三聚磷酸钠硫化钠、亚硫酸钠按质量比1：0.1：1：1：1：0.4混合和分散在硫酸镁质量6倍质量分数我30％的氢氧化钠溶液中制得；
(3)将辐射后的汉麻纤维置于辐射后的汉麻纤维质量5倍的复合酶溶液中，置于闪爆器中，调节压力为0.1MPa，保压10min，复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比4：1混合制得。
实施例2
一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术的过程为：
(1)将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量15倍的纯水中进行超声处理，超声频率为50kHz，温度为70℃，处理时间为5min，捞出后置于55℃温水中搓洗13min，得到预处理的汉麻纤维；将壳聚糖与1-羟基苯并三氮唑按质量比1：0.68混合分散在壳聚糖质50～80倍的去离子水中，搅拌均匀后加入壳聚糖质量0.25倍的N-乙酰-L-半胱氨酸和壳聚糖质量5倍的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，并用1mol/L的氢氧化钠调节pH至5.5，室温下以500rpm下搅拌反应2.5h，用无水乙醇析出并用去离子水洗涤4次，在50℃干燥箱干燥3.5h，制得巯基壳聚糖将经过预处理的汉麻纤维分散在汉麻纤维质量25倍质量分数为15％的巯基壳聚糖溶液中，在55℃下保温3.5h，捞出后置于55℃温水中搓洗13min，得到巯基壳聚糖处理的汉麻纤维；
(2)；将巯基壳聚糖处理的汉麻纤维分散在巯基壳聚糖处理的汉麻纤维质量40倍的助剂中，置于紫外辐射箱中进行辐射，辐射波长为280nm，时间为30min，捞出置于55℃温水中搓洗13min，得到辐射后的汉麻纤维，助剂是将硫酸镁、硅酸钠、三聚磷酸钠硫化钠、亚硫酸钠按质量比1：0.1：1：1：1：0.4混合和分散在硫酸镁质量6倍质量分数我30％的氢氧化钠溶液中制得；
(3)将辐射后的汉麻纤维置于辐射后的汉麻纤维质量7倍的复合酶溶液中，置于闪爆器中，调节压力为0.124MPa，保压15min，复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比5：1混合制得。
实施例3
一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术的过程为：
(1)将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量20倍的纯水中进行超声处理，超声频率为60kHz，温度为80℃，处理时间为6min，捞出后置于60℃温水中搓洗15min，得到预处理的汉麻纤维；将壳聚糖与1-羟基苯并三氮唑按质量比1：0.7混合分散在壳聚糖质80倍的去离子水中，搅拌均匀后加入壳聚糖质量0.3倍的N-乙酰-L-半胱氨酸和壳聚糖质量5.5倍的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，并用1mol/L的氢氧化钠调节pH至6，室温下以600rpm下搅拌反应3h，用无水乙醇析出并用去离子水洗涤5次，在50℃干燥箱干燥4h，制得巯基壳聚糖将经过预处理的汉麻纤维分散在汉麻纤维质量30倍质量分数为20％的巯基壳聚糖溶液中，在60℃下保温4h，捞出后置于60℃温水中搓洗15min，得到巯基壳聚糖处理的汉麻纤维；
(2)；将巯基壳聚糖处理的汉麻纤维分散在巯基壳聚糖处理的汉麻纤维质量50倍的助剂中，置于紫外辐射箱中进行辐射，辐射波长为280nm，时间为40min，捞出置于60℃温水中搓洗15min，得到辐射后的汉麻纤维，助剂是将硫酸镁、硅酸钠、三聚磷酸钠硫化钠、亚硫酸钠按质量比1：0.1：1：1：1：0.4混合和分散在硫酸镁质量6倍质量分数我30％的氢氧化钠溶液中制得；
(3)将辐射后的汉麻纤维置于辐射后的汉麻纤维质量8倍的复合酶溶液中，置于闪爆器中，调节压力为0.15MPa，保压10～20min，复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比6：1混合制得。
对比例1
一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术的过程为：
(1)将壳聚糖与1-羟基苯并三氮唑按质量比1：0.68混合分散在壳聚糖质50～80倍的去离子水中，搅拌均匀后加入壳聚糖质量0.25倍的N-乙酰-L-半胱氨酸和壳聚糖质量5倍的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，并用1mol/L的氢氧化钠调节pH至5.5，室温下以500rpm下搅拌反应2.5h，用无水乙醇析出并用去离子水洗涤4次，在50℃干燥箱干燥3.5h，制得巯基壳聚糖将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量25倍质量分数为15％的巯基壳聚糖溶液中，在55℃下保温3.5h，捞出后置于55℃温水中搓洗13min，得到巯基壳聚糖处理的汉麻纤维；
(2)；将巯基壳聚糖处理的汉麻纤维分散在巯基壳聚糖处理的汉麻纤维质量40倍的助剂中，置于紫外辐射箱中进行辐射，辐射波长为280nm，时间为30min，捞出置于55℃温水中搓洗13min，得到辐射后的汉麻纤维，助剂是将硫酸镁、硅酸钠、三聚磷酸钠硫化钠、亚硫酸钠按质量比1：0.1：1：1：1：0.4混合和分散在硫酸镁质量6倍质量分数我30％的氢氧化钠溶液中制得；
(3)将辐射后的汉麻纤维置于辐射后的汉麻纤维质量7倍的复合酶溶液中，置于闪爆器中，调节压力为0.124MPa，保压15min，复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比5：1混合制得。
对比例2
一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术的过程为：
(1)将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量15倍的纯水中进行超声处理，超声频率为50kHz，温度为70℃，处理时间为5min，捞出后置于55℃温水中搓洗13min，得到预处理的汉麻纤维；
(2)将预处理的汉麻纤维分散在预处理的汉麻纤维质量40倍的助剂中，置于紫外辐射箱中进行辐射，辐射波长为280nm，时间为30min，捞出置于55℃温水中搓洗13min，得到辐射后的汉麻纤维，助剂是将硫酸镁、硅酸钠、三聚磷酸钠硫化钠、亚硫酸钠按质量比1：0.1：1：1：1：0.4混合和分散在硫酸镁质量6倍质量分数我30％的氢氧化钠溶液中制得；
(3)将辐射后的汉麻纤维置于辐射后的汉麻纤维质量7倍的复合酶溶液中，置于闪爆器中，调节压力为0.124MPa，保压15min，复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比5：1混合制得。
对比例3
一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术的过程为：
(1)将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量15倍的纯水中进行超声处理，超声频率为50kHz，温度为70℃，处理时间为5min，捞出后置于55℃温水中搓洗13min，得到预处理的汉麻纤维；将壳聚糖与1-羟基苯并三氮唑按质量比1：0.68混合分散在壳聚糖质50～80倍的去离子水中，搅拌均匀后加入壳聚糖质量0.25倍的N-乙酰-L-半胱氨酸和壳聚糖质量5倍的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，并用1mol/L的氢氧化钠调节pH至5.5，室温下以500rpm下搅拌反应2.5h，用无水乙醇析出并用去离子水洗涤4次，在50℃干燥箱干燥3.5h，制得巯基壳聚糖；将经过预处理的汉麻纤维分散在汉麻纤维质量25倍质量分数为15％的巯基壳聚糖溶液中，在55℃下保温3.5h，捞出后置于55℃温水中搓洗13min，得到巯基壳聚糖处理的汉麻纤维；
(3)将巯基壳聚糖处理的汉麻纤维置于巯基壳聚糖处理的汉麻纤维质量7倍的复合酶溶液中，置于闪爆器中，调节压力为0.124MPa，保压15min，复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比5：1混合制得。
对比例4
一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术的过程为：
(1)将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量15倍的纯水中进行超声处理，超声频率为50kHz，温度为70℃，处理时间为5min，捞出后置于55℃温水中搓洗13min，得到预处理的汉麻纤维；将经过预处理的汉麻纤维分散在汉麻纤维质量25倍质量分数为15％的巯基壳聚糖溶液中，在55℃下保温3.5h，捞出后置于55℃温水中搓洗13min，得到巯基壳聚糖处理的汉麻纤维；
(2)将壳聚糖与1-羟基苯并三氮唑按质量比1：0.68混合分散在壳聚糖质50～80倍的去离子水中，搅拌均匀后加入壳聚糖质量0.25倍的N-乙酰-L-半胱氨酸和壳聚糖质量5倍的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，并用1mol/L的氢氧化钠调节pH至5.5，室温下以500rpm下搅拌反应2.5h，用无水乙醇析出并用去离子水洗涤4次，在50℃干燥箱干燥3.5h，制得巯基壳聚糖；将巯基壳聚糖处理的汉麻纤维分散在巯基壳聚糖处理的汉麻纤维质量40倍的助剂中，置于紫外辐射箱中进行辐射，辐射波长为280nm，时间为30min，捞出置于55℃温水中搓洗13min，得到辐射后的汉麻纤维，助剂是将硫酸镁、硅酸钠、三聚磷酸钠硫化钠、亚硫酸钠按质量比1：0.1：1：1：1：0.4混合和分散在硫酸镁质量6倍质量分数我30％的氢氧化钠溶液中制得；
(3)将辐射后的汉麻纤维置于辐射后的汉麻纤维质量7倍的复合酶溶液中，以500rpm搅拌15min，复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比5：1混合制得。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1、2与对比例1、2、3、4的利用环保型新型汉麻纤维的脱胶技术脱胶后的汉麻纤维各成分分析结果。
表1
通过表1中实施例与对比例的实验数据比较可以明显发现，实施例1、2制备的环保型新型汉麻纤维的脱胶技术进行脱胶后汉麻纤维纤维素所占比例较高，说明脱胶率较高；
从实施例1、实施例2、实施例3和对比例1的实验数据比较可发现，进行超声预处理可以利用超声波的空化作用，在汉麻纤维内部产生气泡，利用气泡膨胀及破裂时产生的巨大压力冲击汉麻纤维中的胶质团，使胶质粉碎，除去部分水溶性杂质，利于脱胶的进行，而且使纤维得到充分润湿，提高脱胶率。从实施例1、实施例2、实施例3和对比例2的实验数据比较可发现，利用巯基壳聚糖络合金属的作用，与果胶酸钙中的钙离子螯合生成可溶性铵盐，增加果胶溶解度，先将果胶溶解去除，提高脱胶率；从实施例1、实施例2、实施例3和对比例3的实验数据比较可发现，辐照可以破坏纤维表面的胶质层，并使表面表面产生微小裂纹，便于后续蒸汽与复合酶得进入，提高脱胶率。从实施例1、实施例2、实施例3和对比例4的实验数据比较可发现，蒸汽进入纤维内部，使半纤维素降解成可溶性糖，软化木质素并部分降解，同时在冲击波的作用下会将复合酶迅速压入汉麻纤维内，使得复合酶与木质素、果胶结合紧密，克服了酶进行脱胶处理耗时长的缺点，使汉麻纤维中的胶质分离完全，提高脱胶率。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (6)
1.一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，其特征在于，脱胶技术包括：巯基壳聚糖处理，辐照处理，蒸汽闪爆复合酶处理。
2.根据权利要求1所述的一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，其特征在于，所述环保型新型汉麻纤维的脱胶技术包括以下具体步骤：
(1)将经过预处理的汉麻纤维分散在汉麻纤维质量20～30倍质量分数为10～20％的巯基壳聚糖溶液中，在50～60℃下保温3～4h，捞出后置于50～60℃温水中搓洗10～15min，得到巯基壳聚糖处理的汉麻纤维；
(2)将巯基壳聚糖处理的汉麻纤维分散在巯基壳聚糖处理的汉麻纤维质量30～50倍的助剂中，置于紫外辐射箱中进行辐射，辐射波长为280nm，时间为20～40min，捞出置于50～60℃温水中搓洗10～15min，得到辐射后的汉麻纤维；
(3)将辐射后的汉麻纤维置于辐射后的汉麻纤维质量5～8倍的复合酶溶液中，置于闪爆器中，调节压力为0.1～0.15MPa，保压10～20min。
3.根据权利要求2所述的一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，其特征在于，上述步骤(1)中：汉麻纤维预处理的过程为：将汉麻纤维分散在汉麻纤维质量10～20倍的纯水中进行超声处理，超声频率为40～60kHz，温度为60～80℃，处理时间为5～6min，捞出后置于50～60℃温水中搓洗10～15min。
4.根据权利要求3所述的一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，其特征在于，上述步骤(1)中：巯基壳聚糖的制备方法为：将壳聚糖与1-羟基苯并三氮唑按质量比1：0.65～1：0.7混合分散在壳聚糖质50～80倍的去离子水中，搅拌均匀后加入壳聚糖质量0.2～0.3倍的N-乙酰-L-半胱氨酸和壳聚糖质量4～5.5倍的1-(3-二甲基氨丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，并用1mol/L的氢氧化钠调节pH至5～6，室温下以400～600rpm下搅拌反应2～3h，用无水乙醇析出并用去离子水洗涤3～5次，在50℃干燥箱干燥3～4h，制得巯基壳聚糖。
5.根据权利要求4所述的一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，其特征在于，上述步骤(2)中：助剂是将硫酸镁、硅酸钠、三聚磷酸钠硫化钠、亚硫酸钠按质量比1：0.1：1：1：1：0.4混合和分散在硫酸镁质量6倍质量分数我30％的氢氧化钠溶液中制得。
6.根据权利要求5所述的一种环保型新型汉麻纤维的脱胶技术，其特征在于，上述步骤(3)中：复合酶溶液是4g/L的半纤维素酶与2g/L的木质素酶按质量比4：1～6：1混合制得。
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