CN114411270A

CN114411270A - 一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法

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Publication number: CN114411270A
Application number: CN202210016115.4A
Authority: CN
Inventors: 胡颖捷; 吴江明; 张智翔
Original assignee: Zhejiang Shuma Technology Co ltd
Current assignee: Zhejiang Shuma Technology Co ltd
Priority date: 2022-01-07
Filing date: 2022-01-07
Publication date: 2022-04-29

Abstract

本发明提供一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，所述方法包括如下步骤：步骤1：对亚麻原麻进行预处理；步骤2：将过氧化物、烧碱、金属离子螯合剂、表面活性剂、消泡剂、纤维素保护剂和水配成脱胶溶液；步骤3：对预处理后对亚麻原麻和脱胶溶液混合，先进行低温脱胶煮练，低温脱胶煮练完成后对其进行高温脱胶煮练；步骤4：将还原剂配制成还原溶液，然后将高温脱胶煮练处理后的亚麻浸入还原溶液中，加温并煮练后，得到亚麻纤维，通过该方法得到的亚麻纤维具有高粘合力、低胶含量的特点。

Description

一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法

技术领域

本发明涉及亚麻纤维性能研究技术领域，尤其涉及一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法。

背景技术

麻纤维的脱胶工艺是指脱除原麻上的胶质获得可纺织加工的麻纤维。剥皮刮青后的原麻主要成分是:70％-80％的纤维素、6％-18％的半纤维素、1％-19％的木质素、0.8％-6％的果胶以及1％-10％的其他杂质。脱胶工艺是脱除原麻中的果胶和木质素以及其他杂质，保留纤维素部分。目前麻纤维的脱胶方式主要有以下三种：

生物脱胶法(微生物脱胶、酶脱胶、细菌脱胶)：

生物脱胶虽然环保性能较好，但有很多其他问题，如微生物脱胶法脱胶率很受地理、气候条件的限制，脱胶过程控制难度较大，耗时较长，纤维质量不稳定等缺陷；酶脱胶中酶的品种过于单一，且价格昂贵、酶易失活、胶质成分结构复杂，不适合工业大批量使用；而细菌脱胶对菌株的删选和控制的难度过高，不适合工业使用。目前使用的综合酶脱胶工艺在脱胶3-4h后，麻的残胶率可达9％，但是耗材高，不易控制。

化学脱胶(碱脱胶、氧化脱胶)：

化学脱胶是目前工业脱胶最常使用的一种方法，其中碱脱胶使用最多，他是在高温下使用高浓度的氢氧化钠溶液对原麻纤维进行煮练，可以很好的去除原麻中胶质，但其工艺流程较长(至少9步流程)，耗时久(6-8h)，且能耗高污染环境。

氧化脱胶：

氧化脱胶是目前所使用的一种新型脱胶工艺，该工艺符合绿色发展主题，流程短(5步流程)、耗时低(4h)、污染小是他最突出的特点。该工艺是使用氧化剂把麻纤维中非纤维素的成分氧化降解成可溶于脱胶液的小分子物质，从而将纤维素纤维分离出来。但传统的氧化脱胶工艺因为氧化剂主要为过氧化物，其氧化性能过高，所以会对纤维素有损伤，而我们所使用的新型氧化脱胶工艺，通过使用一定量的纤维素保护剂和促缓释试剂，可以在满足其他条件的情况下很好的降低纤维素损伤率。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的问题，提供一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案为：一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：对亚麻原麻进行预处理；

步骤2：将过氧化物、烧碱、金属离子螯合剂、表面活性剂、消泡剂、纤维素保护剂和水配成脱胶溶液；

步骤3：对预处理后对亚麻原麻和脱胶溶液混合，先进行低温脱胶煮练，低温脱胶煮练完成后对其进行高温脱胶煮练；

步骤4：将还原剂配制成还原溶液，然后将高温脱胶煮练处理后的亚麻浸入还原溶液中，加温并煮练后，得到亚麻纤维。

进一步地，所述步骤1中对亚麻原麻进行预处理包括：将亚麻原麻按照浴比1:10浸入水中，在85℃下保温20min。

进一步地，所述步骤2中脱胶溶液组分为：1-3％过氧化物、2-6％烧碱、0.5-2％金属离子螯合剂、0.5-2％表面活性剂、0.5-2％消泡剂、1-3％纤维素保护剂。

进一步地，所述步骤2中过氧化物为过氧化氢。

进一步地，所述步骤2中金属离子螯合剂为羟基乙叉二膦酸。

进一步地，所述步骤2中表面活性剂为三聚磷酸钠。

进一步地，所述步骤2中纤维素保护剂为蒽醌和氢氧化镁。

进一步地，所述步骤3中低温脱胶煮练的煮练温度为80℃、煮练时间为30-60min；所述步骤3中高温脱胶煮练的煮练温度为125℃、煮练时间为40-60min。

进一步地，所述步骤4中还原剂为亚硫酸氢钠溶液，所述中步骤4中还原煮练温度为90℃。

进一步地，对所述步骤4中还原后的亚麻纤维进行打纤、水洗、漂白、酸洗、水洗、脱水、给油、脱油、抖麻、烘干等处理后得到精干亚麻。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：

1.本发明提供的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，解决了生物脱胶法中脱胶过程控制难度较大、耗时较长、纤维质量不稳定等缺点以及碱脱胶工艺和传统氧化脱胶工艺流程较长、耗时久、且能耗高损伤纤维的缺陷，尽可能保留生物脱胶法的环保性能以及提高纤维素的保存率，降低其损伤率。

2.本发明提供的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，使用该脱胶和还原工艺，亚麻纤维素的损伤率降低了12.5％-19.3％左右；纤维的断裂强度提高了20％-33％；纤维的断裂伸长率提高了17％-19.78％；纤维聚合度提高了10％-13％；纤维中半纤维素含量提高了14％-16％；纤维制成率提高了6-8％。氢氧化钠碱源会分解胶质，提高纤维素含量，氢氧化镁替代部分碱源可以降低纤维损伤，蒽醌的加入进一步保护纤维素不被碱损伤，提高制成率和纤维素含量。消泡剂的加入会使气泡含量减少进而无法带出污染物，降低对环境的污染。

3.本发明提供的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，该脱胶溶液中加入蒽醌后，过氧化氢的氧化速度得到了控制，进一步减小对纤维的损伤率，而且蒽醌的使用降低了废水中8.45％左右的COD值。

附图说明

图1为发明碱处理和氧化处理对纤维制成率的测试结果；

图2为发明碱处理和氧化处理对纤维断裂伸长率的测试结果；

图3为发明碱处理和氧化处理对纤维的断裂强度的测试结果；

图4为发明氢氧化镁取代氢氧化钠对纤维聚合度的测试结果；

图5为发明碱处理和氧化处理的废水COD值测试结果；

图6为发明碱处理和氧化处理对纤维各组分影响的测试结果。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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

本发明提供一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：对亚麻原麻进行预处理；

需要说明的是，所述步骤1中对亚麻原麻进行预处理包括：将亚麻原麻按照浴比1:10浸入水中，在85℃下保温20min。

具体地，所述步骤2中脱胶溶液组分为：1-3％过氧化物、2-6％烧碱、0.5-2％金属离子螯合剂、0.5-2％表面活性剂、0.5-2％消泡剂、1-3％纤维素保护剂。其中：过氧化物为过氧化氢，金属离子螯合剂为羟基乙叉二膦酸，表面活性剂为三聚磷酸钠，中纤维素保护剂为蒽醌和氢氧化镁。

具体地，所述步骤3中低温脱胶煮练的煮练温度为80℃、煮练时间为30-60min；所述步骤3中高温脱胶煮练的煮练温度为125℃、煮练时间为40-60min。

需要说明的是，所述步骤4中还原剂为亚硫酸氢钠溶液，所述中步骤4中还原煮练温度为90℃。

最后对所述步骤4中还原后的亚麻纤维进行打纤、水洗、漂白、酸洗、水洗、脱水、给油、脱油、抖麻、烘干等处理后得到精干亚麻。

实施例2

本实施例2中脱胶溶液组分为：2％过氧化物、4％烧碱、1％金属离子螯合剂、1％表面活性剂、1％消泡剂、1％纤维素保护剂。

实施例3

本实施例3中将50公斤的亚麻原麻进入500公斤的水中，在85℃下保温20min，随后将1公斤过氧化氢、1公斤羟基乙叉二膦酸、1公斤烧碱、1公斤三聚磷酸钠、1公斤蒽醌、1公斤氢氧化镁与10公斤水配成脱胶溶液。50公斤亚麻原麻浸入脱胶溶液中。在80℃的温度下，煮练30-60分钟，随后升温在125℃的温度下，煮练40-60分钟。将亚麻取出用清水洗涤。用1公斤亚硫酸氢钠溶液，将清水洗涤后的亚麻浸入亚硫酸氢钠溶液中，升温至90℃，反应40-60分钟。对还原后的亚麻纤维进行打纤、水洗、漂白、酸洗、水洗、脱水、给油、脱油、抖麻、烘干等处理后得到精干亚麻。

需要说明的是，如图1-6所示，本发明提供的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，解决了生物脱胶法中脱胶过程控制难度较大、耗时较长、纤维质量不稳定等缺点以及碱脱胶工艺和传统氧化脱胶工艺流程较长、耗时久、且能耗高损伤纤维的缺陷，尽可能保留生物脱胶法的环保性能以及提高纤维素的保存率，降低其损伤率；使用该脱胶和还原工艺，亚麻纤维素的损伤率降低了12.5％-19.3％左右；纤维的断裂强度提高了20％-33％；纤维的断裂伸长率提高了17％-19.78％；纤维聚合度提高了10％-13％；纤维中半纤维素含量提高了14％-16％；纤维制成率提高了6-8％。氢氧化钠碱源会分解胶质，提高纤维素含量，氢氧化镁替代部分碱源可以降低纤维损伤，蒽醌的加入进一步保护纤维素不被碱损伤，提高制成率和纤维素含量。消泡剂的加入会使气泡含量减少进而无法带出污染物，降低对环境的污染；同时该脱胶溶液中加入蒽醌后，过氧化氢的氧化速度得到了控制，进一步减小对纤维的损伤率，而且蒽醌的使用降低了废水中8.45％左右的COD值。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包括，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：对亚麻原麻进行预处理；

2.根据权利要求1所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述步骤1中对亚麻原麻进行预处理包括：将亚麻原麻按照浴比1:10浸入水中，在85℃下保温20min。

3.根据权利要求2所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述步骤2中脱胶溶液组分为：1-3％过氧化物、2-6％烧碱、0.5-2％金属离子螯合剂、0.5-2％表面活性剂、0.5-2％消泡剂、1-3％纤维素保护剂。

4.根据权利要求3所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述步骤2中过氧化物为过氧化氢。

5.根据权利要求4所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述步骤2中金属离子螯合剂为羟基乙叉二膦酸。

6.根据权利要求5所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述步骤2中表面活性剂为三聚磷酸钠。

7.根据权利要求6所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述步骤2中纤维素保护剂为蒽醌和氢氧化镁。

8.根据权利要求7所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述步骤3中低温脱胶煮练的煮练温度为80℃、煮练时间为30-60min；

所述步骤3中高温脱胶煮练的煮练温度为125℃、煮练时间为40-60min。

9.根据权利要求8所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，所述步骤4中还原剂为亚硫酸氢钠溶液，所述中步骤4中还原煮练温度为90℃。

10.根据权利要求9所述的一种氧化脱胶提高亚麻纤维性能的方法，其特征在于，对所述步骤4中还原后的亚麻纤维进行打纤、水洗、漂白、酸洗、水洗、脱水、给油、脱油、抖麻、烘干等处理后得到精干亚麻。