本發明涉及一種黃麻或紅麻聯合脫膠的工藝方法,屬于紡織加工領域。
技術背景
隨著我國社會和經濟的高速發展,人們對紡織品的需求不斷增大。人們逐漸意識到紡織纖維原料緊缺這一問題,正積極為紡織纖維資源另覓出路。纖維素是地球上最豐富的可再生資源,開發新型的天然植物纖維紡織原料,有助于突破紡織纖維資源瓶頸。近幾年,生物質材料的開發利用成為研究熱點。
除此之外,人們對紡織品穿著舒適性的要求也越來越高。麻類產品因其優良的吸濕性、透氣性和獨特的風格逐漸得到人們的青睞。我國具有十分豐富的黃麻、紅麻資源,黃麻或紅麻一般抗逆性較強、較耐粗放耕作、生長迅速、產量較高的作物,但是由于黃麻或紅麻粗而硬,且黃麻或紅麻單纖維長度較短,無法直接用于紡紗,進而限制了其開發應用領域,目前黃麻或紅麻主要用于加工麻袋等低檔的紡織品。若要提高黃麻或紅麻的利用率,必須對其進行處理,脫除部分膠質,依靠剩下的部分膠質形成具有一定長度的工藝纖維。
目前國內外對黃麻或紅麻脫膠的研究尚少,且一些新的脫膠技術尚未成熟,多數存在脫膠周期長、環境污染嚴重、脫膠效果不理想等問題。
技術實現要素:
針對上述存在問題,本發明的目的在于提供一種成本低、污染小、效率高的黃麻或紅麻脫膠工藝,將有機溶劑預處理、蒸汽閃爆處理、氨水浸漬和超聲波漂白四種方法聯合來制取黃麻或紅麻精干麻,通過有機溶劑和蒸汽閃爆的處理,破壞木質素和半纖維素之間的LCC聯結,進一步通過氨水浸漬處理來達到分離纖維素纖維的目的,該工藝大幅度降低脫膠過程中對黃麻或紅麻纖維的損傷,提高黃麻或紅麻纖維的質量,使其可以更好地應用于紡織加工領域。
本發明是通過如下技術方案實現的:
一種黃麻或紅麻聯合脫膠的方法,包括以下步驟:
(1)將黃麻或紅麻原麻放入有機溶劑中浸泡1~2h;
(2)將浸泡過的黃麻或紅麻放入蒸汽閃爆裝置的反應容器中,在水箱中注入水,打開電源加熱,當壓力達到1.6~3MPa時,保壓2~15min,打開泄壓閥,然后將蒸汽閃爆處理后的黃麻或紅麻收集;
(3)將蒸汽閃爆預處理后的黃麻或紅麻纖維用自來水進行沖洗;
(4)沖洗后的黃麻或紅麻纖維裝入有蓋子密封的容器中,放入15%~20%的氨水溶液,在40~70℃下水浴3~6h;
(5)將氨水浸泡后的黃麻或紅麻纖維取出,用清水沖洗;
(6)沖洗后的黃麻或紅麻纖維放入裝有漂白液的容器中,將容器放在超聲波清洗機中處理10-30min;
(7)將經上述處理后的黃麻或紅麻纖維用清水沖洗,然后脫水、給油、烘干,即得黃麻或紅麻精干麻。
所述步驟(1)中的有機溶劑是二甲基亞砜(DMSO)—N-甲基咪唑(NMI)體系(體積比為2:1)。
所述步驟(6)中的漂白液是過碳酸鈉溶液,還可以是雙氧水。
進一步地,所述漂白液中過碳酸鈉溶液的濃度是5%-10%owf,雙氧水濃度是8%。
所述步驟(6)中超聲波頻率為20-30Hz,溫度為30-50℃。
根據上述脫膠方法制備的紅麻或黃麻纖維,細度可以達到400-500公支,纖維斷裂強度為1.9-2.2cN/dtex,纖維柔軟性好,可用于黃麻或紅麻精細化加工中。
本發明的技術方案與現有技術相比,其優點在于:
①本發明提供的黃麻或紅麻聯合脫膠工藝,采用有機溶劑對黃麻或紅麻原麻進行預處理,避免了強酸強堿的使用,且能破壞黃麻或紅麻纖維中半纖維素和木質素之間的LCC連接,為蒸汽閃爆處理過程中飽和水蒸汽的進入打開了通道;
②本發明提供的黃麻或紅麻聯合脫膠工藝,將有機溶劑預處理后的黃麻或紅麻纖維進行蒸汽閃爆處理,該處理可以有效去除纖維中的大部分半纖維素并使木質素得到軟化;
③本發明提供的黃麻或紅麻聯合脫膠工藝,將經過預處理、蒸汽閃爆處理后的麻纖維用氨水溶液進一步處理,氨水能夠選擇性脫除纖維中部分木質素,打開半纖維素、木質素和纖維素之間大分子的連接;由于揮發性強,氨水很容易回收再利用,并且氨水無污染、無腐蝕性,是一種較為環保的化學試劑;
④本發明提供的黃麻或紅麻聯合脫膠工藝,纖維的漂白工藝是在超聲波條件下進行的,這可以大大降低漂白過程中化學試劑的濃度及用量,提高脫膠效率,減少對黃麻或紅麻精干麻纖維素的損傷。
具體實施方式
實施例1
(1)將200g紅麻原麻放入重量比為1:150的DMSO/NMI體系中浸泡1h;
(2)將浸泡過的紅麻放入蒸汽閃爆裝置的反應容器中,在水箱中注入水,打開電源加熱,當壓力達到1.6MPa時,保壓15min,打開泄壓閥,然后將蒸汽閃爆處理后的紅麻收集;
(3)將蒸汽閃爆預處理后的黃麻或紅麻纖維用自來水進行沖洗至中性;
(4)沖洗后紅麻纖維裝入有蓋子密封的容器中,放入15%的氨水溶液,浴比為1:20,在,50℃下水浴5h;
(5)將氨水浸泡后的紅麻纖維取出,用清水沖洗至中性;
(6)沖洗后的紅麻纖維放入裝有6%過碳酸鈉溶液的容器中,將容器放在25Hz超聲波清洗機中30℃處理15min;
將經上述處理后的黃麻或紅麻纖維用清水沖洗,然后脫水、給油、烘干,即得黃麻或紅麻精干麻。
實施例2
(1)將200g紅麻原麻放入重量比為1:150的DMSO/NMI體系中浸泡1h;
(2)將浸泡過的紅麻放入蒸汽閃爆裝置的反應容器中,在水箱中注入水,打開電源加熱,當壓力達到2.2MPa時,保壓7min,打開泄壓閥,然后將蒸汽閃爆處理后的紅麻收集;
(3)將蒸汽閃爆預處理后的黃麻或紅麻纖維用自來水進行沖洗至中性;
(4)沖洗后紅麻纖維裝入有蓋子密封的容器中,放入18%的氨水溶液,浴比為1:20,在40℃下水浴6h;
(5)將氨水浸泡后的紅麻纖維取出,用清水沖洗至中性;
(6)沖洗后的紅麻纖維放入裝有5%過碳酸鈉溶液的容器中,將容器放在20Hz超聲波清洗機中30℃處理30min;
將經上述處理后的黃麻或紅麻纖維用清水沖洗,然后脫水、給油、烘干,即得黃麻或紅麻精干麻。
實施例3
(1)將200g紅麻原麻放入重量比為1:150的DMSO/NMI體系中浸泡2h;
(2)將浸泡過的紅麻放入蒸汽閃爆裝置的反應容器中,在水箱中注入水,打開電源加熱,當壓力達到3MPa時,保壓2min,打開泄壓閥,然后將蒸汽閃爆處理后的紅麻收集;
(3)將蒸汽閃爆預處理后的黃麻或紅麻纖維用自來水進行沖洗至中性;
(4)沖洗后紅麻纖維裝入有蓋子密封的容器中,放入20%的氨水溶液,浴比為1:20,在40℃下水浴5h;
(5)將氨水浸泡后的紅麻纖維取出,用清水沖洗至中性;
(6)沖洗后的紅麻纖維放入裝有10%過碳酸鈉溶液的容器中,將容器放在30Hz超聲波清洗機中50℃處理10min;
將經上述處理后的黃麻或紅麻纖維用清水沖洗,然后脫水、給油、烘干,即得黃麻或紅麻精干麻。
實施例4
(1)將200g紅麻原麻放入重量比為1:150的DMSO/NMI體系中浸泡2h;
(2)將浸泡過的紅麻放入蒸汽閃爆裝置的反應容器中,在水箱中注入水,打開電源加熱,當壓力達到2.8MPa時,保壓4min,打開泄壓閥,然后將蒸汽閃爆處理后的紅麻收集;
(3)將蒸汽閃爆預處理后的黃麻或紅麻纖維用自來水進行沖洗至中性;
(4)沖洗后紅麻纖維裝入有蓋子密封的容器中,放入20%的氨水溶液,浴比為1:20,在70℃下水浴3h;
(5)將氨水浸泡后的紅麻纖維取出,用清水沖洗至中性;
(6)沖洗后的紅麻纖維放入裝有8%雙氧水溶液的容器中,將容器放在20Hz超聲波清洗機中50℃處理20min;
將經上述處理后的黃麻或紅麻纖維用清水沖洗,然后脫水、給油、烘干,即得黃麻或紅麻精干麻。