CN114753012B - 一种棉化工业大麻纤维的制备方法 - Google Patents
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Classifications
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- D01C—CHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL FIBRES
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Abstract
本发明涉及一种棉化工业大麻纤维的制备方法，该方法包括如下步骤：1)将大麻二粗或精梳落麻进行电解水浸泡，所述电解水采用氯化钠为电解质；2)采用复合酶进行脱胶，水洗；3)二氧化氯进行漂白处理，水洗，烘干。本发明方法与传统工艺相比，对大麻二粗或精梳落麻损伤小，提高棉化工业大麻纤维质量的同时缩短了脱胶周期。本发明将电解水和二氧化氯应用于脱胶漂白大麻二粗或精梳落麻纤维，与传统工艺相比，化学试剂用量小，过程安全，对环境的污染小，更有利于环境保护和污水处理。
Description
技术领域
本发明属于纺织加工技术领域，具体涉及一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法。
背景技术
在工业大麻的纺织加工过程中会产生大麻二粗和精梳落麻。为了使其充分得到利用，国内已经初步探索大麻落麻纺纱的工艺路线以及技术难点的解决措施。目前，大麻纯纺纱的产品支数都较低。因为大麻自身的特性和目前脱胶技术的限制，仅仅依靠工艺参数优化是很难提高纱线支数的。若想开发高支大麻纱线产品，可对大麻二粗纤维、落麻纤维进行棉化处理，获得可在棉纺设备上纺纱的麻纤维；这样的纤维即可在棉纺设备上纯纺也可以与其他纤维混纺，这样既可以使纱支及纱线质量得到提高，又可以保留的大麻的特性。
工业大麻的表面含有大量的胶质，棉化处理就是对大麻二粗和精梳落麻的胶质进行脱胶，获得适合在棉纺设备上生产的麻纤维。传统的工业大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以及联合脱胶等方法。化学脱胶法耗碱量大，对环境污染大；物理脱胶法主要为机械脱胶，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，耗时长。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，本发明工艺简单、成本低廉、处理时间短，化学试剂用量少，并且制得的棉化工业大麻纤维质量高。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
本发明实施例提供了一种棉化工业大麻纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)将大麻二粗或精梳落麻进行电解水浸泡，所述电解水采用氯化钠为电解质；
2)采用复合酶进行脱胶，水洗；
3)二氧化氯进行漂白处理，水洗，烘干。
在本发明的一些实施例中，所述电解水采用氯化钠为电解质，电解质浓度为25～35g/L，在电流强度为1A～3A，电压在8V～12V,电解40～60min制得电解水。
在本发明的一些实施例中，步骤1)为：将大麻二粗或精梳落麻用清水浸泡10～20min，取出挤出多余水分，按1：50～150浴比(质量比)放入电解水中浸泡30～50min，水洗至pH值为中性。
在本发明的一些实施例中，所述的复合酶为果酶、漆酶和半纤维素酶，质量配比为：(1～2)：(1～2)：(1～2)。
在本发明的一些实施例中，所述果酶、所述漆酶和所述半纤维素酶的质量配比为1:1:1、2:1:1、1:2:1或1:1:2。
在本发明的一些实施例中，步骤2)的酶反应温度40～65℃、酶反应时间是1～3h，反应后，水洗至pH值为中性。
在本发明的一些实施例中，经过步骤(1)处理的大麻二粗或精梳落麻与脱胶水溶液的浴比为1:20(质量比)。
在本发明的一些实施例中，所述脱胶水溶液中，复合酶浓度为20-40g/L。
在本发明的一些实施例中，步骤3)中，浴比为1:10～30，二氧化氯浓度为3～10g/L，处理时间为30～50min，温度为60～90℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
本发明的工艺流程：制备电解水—电解水浸泡—复合酶脱胶处理—二氧化氯漂白—水洗。本发明针对脱胶的对象的性质，先采用电解水浸泡，这种方法比放在电解槽中电解麻纤维成本低，方便。电解水中含有OH-以及HClO，ClO-，ClO3 -，H2O2等具有强氧化性物质，能对大麻二粗、精梳落麻进行脱胶漂白，然后采用复合酶的生物脱胶，环保。最后是漂白。现有技术中应用最多的漂白法是用次氯酸钠等含氯试剂进行纺织纤维漂白处理，效果快且质量高，但释放的Cl2对人体损伤大；后采用碱氧法代替氯法漂白，碱氧法不仅起到漂白作用还能使脱胶效果更优，但使用这种方法碱用量大，脱胶液pH值高对排放后的环境会造成污染；因此，本发明探寻研究新的漂白法，采用二氧化氯来漂白工业大麻，通过放出原子氧和产生次氯酸盐而达到分解色素的目的，起到漂白作用。二氧化氯不与有机物发生氯代反应，不产生三致物质和其它有毒物质，对人体无刺激，使漂白过程更安全。
本发明具有如下有益效果：
本发明方法与传统工艺相比，对大麻二粗或精梳落麻损伤小，提高棉化工业大麻纤维质量的同时缩短了脱胶周期。本发明将电解水和二氧化氯应用于脱胶漂白大麻二粗或精梳落麻纤维，与传统工艺相比，化学试剂用量小，过程安全，对环境的污染小，更有利于环境保护和污水处理。
附图说明
图1为本发明实施例3大麻二粗处理前的SEM图；
图2为本发明实施例3方法处理后大麻纤维的SEM图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，下面描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明实施例提供了一种棉化工业大麻纤维的制备方法，包括如下步骤：
1)将大麻二粗或精梳落麻进行电解水浸泡，所述电解水采用氯化钠为电解质；
2)采用复合酶进行脱胶，水洗；
3)二氧化氯进行漂白处理，水洗，烘干。
在本发明的一些实施例中，所述电解水采用氯化钠为电解质，电解质浓度为25～35g/L，在电流强度为1A～3A，电压在8V～12V,电解40～60min制得电解水。
在本发明的一些实施例中，步骤1)为：将大麻二粗或精梳落麻用清水浸泡10～20min，取出挤出多余水分，按1：50～150浴比(质量比)放入电解水中浸泡30～50min，水洗至pH值为中性。
在本发明的一些实施例中，所述的复合酶为果酶、漆酶和半纤维素酶，质量配比为：(1～2)：(1～2)：(1～2)。
在本发明的一些实施例中，所述果酶、所述漆酶和所述半纤维素酶的质量配比为1:1:1、2:1:1、1:2:1或1:1:2。
在本发明的一些实施例中，步骤2)的酶反应温度40～65℃、酶反应时间是1～3h，反应后，水洗至pH值为中性。
在本发明的一些实施例中，经过步骤(1)处理的大麻二粗或精梳落麻与脱胶水溶液的浴比为1:20(质量比)。
在本发明的一些实施例中，所述脱胶水溶液中，复合酶浓度为20-40g/L。
在本发明的一些实施例中，步骤3)中，浴比为1:10～30，二氧化氯浓度为3～10g/L，处理时间为30～50min，温度为60～90℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
下面结合具体实施例对本发明作解释和说明；但不限定本发明的保护范围。
实施例1
一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为25g/L在电流强度为3A，电压在12V,电解60min制得电解水。然后将大麻二粗用清水浸泡20min，取出并挤出多余水分，按1：50浴比放入电解水中浸泡50min，水洗至pH值为中性。
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比1:1:1，复合酶的浓度为20g/L，酶反应温度40℃、酶反应时间是3h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性。
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:10，二氧化氯浓度为10g/L，处理时间为50min，温度为70℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
实施例2
一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为35g/L在电流强度为2A，电压在10V,电解40min制得电解水。然后将大麻二粗用清水浸泡20min，取出并挤出多余水分，按1：60浴比放入电解水中浸泡40min，水洗至pH值为中性。
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比2:1:1，复合酶的浓度为30g/L，酶反应温度50℃、酶反应时间是2h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性。
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:20，二氧化氯浓度为3g/L，处理时间为50min，温度为90℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
实施例3
一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为30g/L在电流强度为3A，电压在12V,电解50min制得电解水。然后将大麻二粗用清水浸泡10min，取出并挤出多余水分，按1：100浴比放入电解水中浸泡30min，水洗至pH值为中性。
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比1:2:1，复合酶的浓度为30g/L，酶反应温度45℃、酶反应时间是2.5h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性。
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:30，二氧化氯浓度为5g/L，处理时间为50min，温度为80℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
其中图1为本实施例3大麻二粗处理前的SEM图，图2为大麻二粗经过本发明实施例3方法处理后的SEM图，通过图1和图2对比可以看出，采用本发明实施例3方法获得的大麻纤维直径小，残胶率低，大麻纤维损伤小，大麻纤维质量高。
实施例4
一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为28g/L在电流强度为3A，电压在12V,电解60min制得电解水。然后将大麻二粗用清水浸泡15min，取出并挤出多余水分，按1：90浴比放入电解水中浸泡40min，水洗至pH值为中性。
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比1:1:2，复合酶的浓度为20g/L，酶反应温度60℃、酶反应时间是1h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性。
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:20，二氧化氯浓度为7g/L，处理时间为35min，温度为60℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
实施例5
一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为30g/L在电流强度为2.5A，电压在10V，电解55min制得电解水。然后将大麻二粗用清水浸泡20min，取出并挤出多余水分，按1：120浴比放入电解水中浸泡50min，水洗至pH值为中性。
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比1:2:1，复合酶的浓度为40g/L，酶反应温度45℃、酶反应时间是1.5h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性。
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:20，二氧化氯浓度为9g/L，处理时间为45min，温度为75℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
对比例1
步骤1)将大麻二粗进行清水浸泡：大麻二粗或精梳落麻在清水浸泡70min。其他步骤同实施例1。
对比例2
步骤1)将大麻二粗进行温水浸泡：将大麻二粗或精梳落麻用32℃温水浸泡20min，取出挤出多余水分，按1：50～150浴比放入温水中浸泡50min，水洗。其他步骤同实施例1。
对比例3
步骤3)过氧化氢对大麻二粗或精梳落麻纤维进行漂白处理，水洗，烘干。其他步骤同实施例1。
对比例4
步骤1)首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为25g/L在电流强度为3A，电压在12V,按浴比1：20，放入大麻二粗，电解60min，水洗至pH值为中性。其他步骤同实施例1。
以下对使用本发明方法制备的棉化工业大麻纤维进行物性检测，得到如下检测数据：断裂强力通过LLY-06E型电子单纤维强力仪测试，拉伸隔距20mm/min，拉伸次数为20次，取平均值；
残胶率的检测参考标准GB/T18147.2-2008；
白度的检测参考标准GB/T17644-2008；
棉化工业大麻纤维直径通过YGB-002型纤维细度仪测试，不同部位测试20次，取平均值。
本发明的处理对象是工业大麻二粗、精梳落麻，将其剪断至5.0±0.2cm，通过本发明的方法脱胶获取的工业大麻纤维其直径为16-26μm，残胶率为4.1-5.9％，断裂强力为38-44cN，白度为24-28％。其他条件不变，当将电解水浸泡改为清水浸泡辅助脱胶获取的棉化工业大麻纤维直径为38-44μm、残胶率为8.9-16.3％，断裂强力为49-57cN，白度为22-27％；当将电解水浸泡改为温水(32℃)浸泡辅助脱胶获取的棉化工业大麻纤维直径为34-40μm、残胶率为7.5-8.6％，断裂强力为40-49cN，白度为23-28％；其他条件不变,当将二氧化氯漂白改为过氧化氢漂白后获取的棉化工业大麻纤维直径为18-30μm、残胶率为4.9-6.3％，断裂强力为40-47cN,白度为23-27％；可见,采用本发明方法获得的棉化工业大麻纤维直径小，残胶率低，环境污染小，对大麻纤维损伤小，棉化工业大麻纤维质量高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术方案作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为25g/L在电流强度为3A，电压在12V,电解60min制得电解水；然后将大麻二粗用清水浸泡20min，取出并挤出多余水分，按1：50浴比放入电解水中浸泡50min，水洗至pH值为中性；
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比1:1:1，复合酶的浓度为20g/L，酶反应温度40℃、酶反应时间是3h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性；
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:10，二氧化氯浓度为10g/L，处理时间为50min，温度为70℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
2.一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为35g/L在电流强度为2A，电压在10V,电解40min制得电解水；然后将大麻二粗用清水浸泡20min，取出并挤出多余水分，按1：60浴比放入电解水中浸泡40min，水洗至pH值为中性；
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比2:1:1，复合酶的浓度为30g/L，酶反应温度50℃、酶反应时间是2h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性；
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:20，二氧化氯浓度为3g/L，处理时间为50min，温度为90℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
3.一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为30g/L在电流强度为3A，电压在12V,电解50min制得电解水；然后将大麻二粗用清水浸泡10min，取出并挤出多余水分，按1：100浴比放入电解水中浸泡30min，水洗至pH值为中性；
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比1:2:1，复合酶的浓度为30g/L，酶反应温度45℃、酶反应时间是2.5h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性；
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:30，二氧化氯浓度为5g/L，处理时间为50min，温度为80℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
4.一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为28g/L在电流强度为3A，电压在12V,电解60min制得电解水；然后将大麻二粗用清水浸泡15min，取出并挤出多余水分，按1：90浴比放入电解水中浸泡40min，水洗至pH值为中性；
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比1:1:2，复合酶的浓度为20g/L，酶反应温度60℃、酶反应时间是1h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性；
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:20，二氧化氯浓度为7g/L，处理时间为35min，温度为60℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
5.一种棉化工业大麻纤维高效环保的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)电解水浸泡
条件为：首先采用氯化钠为电解质，电解质浓度为30g/L在电流强度为2.5A，电压在10V，电解55min制得电解水；然后将大麻二粗用清水浸泡20min，取出并挤出多余水分，按1：120浴比放入电解水中浸泡50min，水洗至pH值为中性；
2)复合酶进一步脱胶
条件为：复合酶采用果酶、漆酶和半纤维素酶，复合酶的配比1:2:1，复合酶的浓度为40g/L，酶反应温度45℃、酶反应时间是1.5h，浴比采用1：20，水洗至pH值为中性；
3)二氧化氯进行漂白处理
条件为：浴比为1:20，二氧化氯浓度为9g/L，处理时间为45min，温度为75℃，水洗至pH值为中性，烘干到纤维干燥状态。
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