羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于羅布麻韌皮纖維脫膠技術領域，具體為羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠方法，是在超臨界二氧化碳狀態下利用化學藥液進行羅布麻韌皮纖維脫膠的方法。
【背景技術】
[0002]羅布麻纖維被譽為“野生纖維之王”，有絲的光澤，麻的挺括，并且有藥用價值，這是其它紡織原料不能比擬的。而且它可與棉、絲、毛及化纖進行混紡，也可進行純紡，所得紡織品具有水晶般的光澤和絲的柔韌性，吸濕散濕快，兼有透氣性、抗靜電性等特點。
[0003]收割后的羅布麻要成為具有可紡性的纖維，一般要經歷兩個主要的加工過程一一剝麻和脫膠。通過剝麻得到的是麻皮，即韌皮纖維，不能直接用來紡紗，因為麻皮中含有許多膠質，纖維被包圍在其內。脫膠就是脫去原麻中的膠質，制取適于紡織加工的纖維的過程。目前，羅布麻韌皮纖維脫膠方法一般采用天然水慪麻微生物脫膠法和化學脫膠法。天然水慪麻微生物脫膠法耗資少，但慪麻不徹底，而且牲畜和家禽喝了這種水后也會造成瘟疫泛濫。此外，慪麻過程中還產生一些有害氣體，如H2S及014等，對空氣環境造成了一定的污染。常規的化學脫膠方法是采用強酸浸泡和強堿高溫高壓煮煉使果膠和木質素分解，然后進行沖洗捶打，由于經過強酸和強堿的浸泡煮煉和沖洗捶打，對應保留的纖維素破壞極大，很多纖維素損毀被沖洗流失，對纖維的質感和光潤度也有一定程度的破壞。同時化學脫膠也存在耗能較大，成本高，廢水排放量大，易污染環境，設備投資費用較大等缺點。近幾年雖有生物脫膠技術的出現，但由于羅布麻本身具有一定的擬菌性，很難發現適合羅布麻脫膠的菌種，另外生物脫膠生產周期長，并且脫膠效果還不甚理想。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于解決存在的問題和缺陷，提供一種利用超臨界二氧化碳流體為介質的羅布麻韌皮纖維化學脫膠方法，具有脫膠效率高和對環境無污染的顯著特點。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:
[0006]羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠方法，將羅布麻韌皮纖維在超臨界二氧化碳狀態下，采用化學藥液進行脫膠；以質量濃度計，所述化學藥液為含有NaOH 5g/L、H2O22g/L,NaS13 3g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3g/L的水溶液，以質量比計，所述羅布麻韌皮纖維與所述化學藥液的比例為1: 4?6。
[0007]作為優選的技術方案，所述化學藥液處理的工藝條件為80?120°C，10?25MPa條件下，處理60?120min。
[0008]本發明還提供超臨界二氧化碳脫膠反應釜，包括:筒體，所述筒體上設有凸肩平蓋，其特征在于:筒體內部設有倉籠，所述倉籠中部設有倉籠中心柱，所述倉籠中心柱為頂部密封、無底的中空帶孔結構，所述倉籠中心柱內設有螺紋套筒；所述筒體底部中心處分別設有二氧化碳進口，反應劑溶液進口，電動機傳動軸進口，電動機傳動軸進口處設有磁力密封裝置，電動機傳動軸通過電動機傳動軸進口伸入到筒體內部，電動機傳動軸的前端帶有螺紋；電動機傳動軸的前端螺紋與倉籠中心柱內螺紋套筒螺紋連接，所述二氧化碳進口和反應劑溶液進口通入倉籠中心柱內部；所述的倉籠在倉籠中心柱的帶動下可以轉動；所述筒體外設有夾套；所述筒體上設有二氧化碳出口和反應劑溶液出口 ；電動機傳動軸外部設有支撐管，所述支撐管固定設置在釜體底部，并延伸至倉籠中心管內部；所述支撐管與倉籠中心柱長度比為3:8?9 ;所述螺紋套筒上固定有定位螺母；所述倉籠中心柱管壁孔的孔徑為5?10mm，孔間間距3?5mm ;所述倉籠上設有倉籠蓋。
[0009]本發明還提供羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠方法，采用上述超臨界二氧化碳脫膠反應釜和上述的脫膠方法進行脫膠處理，工藝包括:將羅布麻韌皮纖維放置到所述超臨界二氧化碳脫膠反應釜中的倉籠內，并平行卷繞到倉籠中心軸上；在80?120°C，10?25MPa條件下，以0.3?0.5kg/min的速度注入所述化學藥液，以30?60r/min轉動倉籠，處理60?120min，然后降溫泄壓至常溫常壓。
[0010]現有技術中，化學脫膠方法生產一公斤麻通常需要100?400公斤水，需要10?20g的酸，需要200?300g的堿，脫膠時間需要4?6h。
[0011]采用本發明脫膠方法生產一公斤麻需要10-20公斤水，需要70?130g的堿，脫膠時間2ho
[0012]采用本發明脫膠方法，殘膠率在5%左右，制成率比現有化學脫膠提高10%，制成率是指產品占原料的比例。羅布麻單纖維纖維斷裂強度11?13cN/dteX。
【附圖說明】
[0013]圖1本發明脫膠反應釜結構示意圖；
[0014]圖2圖1中A部分放大圖；
[0015]圖3本發明羅布麻韌皮纖維脫膠處理過程示意圖；
[0016]圖4本發明羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠系統示意圖；
[0017]圖中，1、筒體；2、倉籠；3、倉籠中心柱；4、二氧化碳進口 ；5、電動機傳動軸；6、反應劑溶液進口 ；7、磁力密封裝置；8、支撐管；9、夾套；10、二氧化碳出口 ；11、螺紋套筒；12、倉籠蓋；13、凸肩平蓋；14、密封圈；15、反應劑溶液出口 ；16、防爆電機；17、羅布麻韌皮纖維。
【具體實施方式】
[0018]本發明殘劑率按照GB 5889-86《苧麻化學成分定量分析方法》測定。
[0019]本發明單纖維纖維斷裂強度按照GB/T5886-86《苧麻單纖維斷裂強度實驗方法》測定。
[0020]實施例1
[0021]⑴化學藥液的配制
[0022]將NaOH、H202、NaS13、脂肪醇聚氧乙烯醚L依次置于水中，攪拌均勻，配制含有質量濃度Na0H5g/L、H2022g/L的、NaSi033g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3g/L的水溶液。
[0023]⑵將6kg羅布麻韌皮纖維放置到所述超臨界二氧化碳脫膠反應釜中的倉籠內，并平行卷繞到倉籠中心軸上；在90°C，20MPa條件下，以0.3kg/min的速度注入步驟⑴配制的化學藥液，以60r/min轉動倉籠，處理lOOmin，共注入化學藥液30kg，然后降溫泄壓至常溫常壓；
[0024]釋壓并使壓力與溫度保持在3.3?5.4MPa、24?46°C下，對二氧化碳進行回收，釋壓、降溫至常態得羅布麻纖維2.5kg，制成率41.7%。殘膠率4.6%，斷裂強力11.2cN/dtex，耗水 72kg，堿 400g。
[0025]實施例2
[0026]⑴化學藥液的配制
[0027]將NaOH、H202、NaS13、脂肪醇聚氧乙烯醚L依次置于水中，配制含有質量濃度Na0H8g/L、H2024g/L的、NaSi036g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2g/L的水溶液。
[0028]⑵將1kg羅布麻韌皮纖維放置到所述超臨界二氧化碳脫膠反應釜中的倉籠內，并平行卷繞到倉籠中心軸上；在100°C，25MPa條件下，以0.5kg/min的速度注入步驟⑴配制的化學藥液，以60r/min轉動倉籠，處理120min，共注入化學藥液60kg，然后降溫泄壓至常溫常壓；
[0029]釋壓并使壓力與溫度保持在3.3?5.4MPa、24?46°C下，對二氧化碳進行回收，釋壓、降溫至常態得羅布麻纖維4.2kg，制成率42%。殘膠率3.8%，斷裂強力10.6cN/dtex，耗水 145kg，堿 IlOOg0
[0030]羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠系統包括以下流程:
[0031]⑴將羅布麻韌皮纖維放入脫膠反應釜內，將二氧化碳冷凝器、高壓栗、加熱器打開；將液態二氧化碳加壓至臨界壓力以上，再通過加熱器將高壓液態二氧化碳加熱至臨界點溫度以上，形成超臨界二氧化碳，注入到脫膠反應釜內；
[0032]⑵將化學藥液放置到反應劑容器內，打開高壓栗、加熱器；然后將化學脫膠劑溶液注入到超臨界二氧化碳脫膠反應釜中，在40?60°C，20?30MPa，倉籠的轉速為30?60r/min條件下處理?60min ；
[0033]⑶釋壓并使壓力與溫度保持在3.3?5.4MPa、24?46°C下，對二氧化碳進行回收，釋壓、降溫至常態，清水洗滌，得羅布麻纖維。
【主權項】
1.羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠方法，將羅布麻韌皮纖維在超臨界二氧化碳狀態下，采用化學藥液進行脫膠； 以質量濃度計，所述化學藥液為含有NaOH 5g/L、H202 2g/L、NaSi033g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3g/L的水溶液； 以質量比計，所述羅布麻韌皮纖維與所述化學藥液的比例為1: 4?6。2.根據權利要求1所述的脫膠方法，其特征在于，所述化學藥液處理的工藝條件為80 ?120°C，10 ?25MPa 條件下，處理 60 ?120min。3.超臨界二氧化碳脫膠反應釜，包括:筒體，所述筒體上設有凸肩平蓋，其特征在于:筒體內部設有倉籠，所述倉籠中部設有倉籠中心柱，所述倉籠中心柱為頂部密封、無底的中空帶孔結構，所述倉籠中心柱內設有螺紋套筒；所述筒體底部中心處分別設有二氧化碳進口，反應劑溶液進口，電動機傳動軸進口，電動機傳動軸進口處設有磁力密封裝置，電動機傳動軸通過電動機傳動軸進口伸入到筒體內部，電動機傳動軸的前端帶有螺紋；電動機傳動軸的前端螺紋與倉籠中心柱內螺紋套筒螺紋連接，所述二氧化碳進口和反應劑溶液進口通入倉籠中心柱內部；所述的倉籠在倉籠中心柱的帶動下可以轉動；所述筒體外設有夾套；所述筒體上設有二氧化碳出口和反應劑溶液出口 ；電動機傳動軸外部設有支撐管，所述支撐管固定設置在釜體底部，并延伸至倉籠中心管內部；所述支撐管與倉籠中心柱長度比為3:8?9 ;所述螺紋套筒上固定有定位螺母；所述倉籠中心柱管壁孔的孔徑為5?10mm，孔間間距3?5mm ;所述倉籠上設有倉籠蓋。4.羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠方法，采用權利要求3所述的超臨界二氧化碳脫膠反應釜和權利要求1所述的脫膠方法處理，工藝包括:將羅布麻韌皮纖維放置到所述超臨界二氧化碳脫膠反應釜中的倉籠內，并平行卷繞到倉籠中心軸上；在80?120°C，10?25MPa條件下，以0.3?0.5kg/min的速度注入所述化學藥液，以30?60r/min轉動倉籠，處理60?120min，然后降溫泄壓至常溫常壓。
【專利摘要】本發明提供了羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳化學脫膠方法，在超臨界二氧化碳狀態下利用化學試劑對其進行脫膠，以質量濃度計，所述化學藥液為含有NaOH5g/L、H2O22g/L、NaSiO33g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3g/L的水溶液，以質量比計，所述羅布麻韌皮纖維與所述化學藥液的比例為1∶4～6。所述化學藥液處理的工藝條件為80～120℃，10～25MPa條件下，處理60～120min。本發明工藝簡單，利用超臨界二氧化碳處理解決了常規化學脫膠化工原料消耗大、對纖維損傷大和纖維產出率低等問題，具有脫膠時間短、對纖維損傷小和無污水排放的顯著效果。
【IPC分類】D01C1/02
【公開號】CN105154995
【申請號】CN201510500775
【發明人】高世會, 荊友水, 畢萬新, 鄭發忠, 鄭來久, 郁崇文
【申請人】遼寧輕工職業學院
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年8月14日