汉麻纤维酶辅助高温高压新型脱胶工艺研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:kuakua01
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汉麻具有独特的抑菌防臭、吸湿透气、吸噪音、抗紫外线辐射、抗静电和可生物降解等优点与性能。是一种生态友好、应用前途广泛的“绿色纤维”。汉麻纺织品也是二十一世纪发展前途最为光明的绿色功能性产品。但是由于汉麻纤维中含有半纤维素、木质素、果胶等胶质,所以麻织物僵硬、刺痒感强,使用前必须进行脱胶处理,而脱胶后汉麻纤维残胶率的大小直接影响着其产量及应用价值。因此,汉麻纤维脱胶工艺研究是纺织领域研究的重点。传统的汉麻脱胶工艺有天然水微生物脱胶、机械脱胶和化学脱胶等方法,天然水微生物脱胶是利用水中的微生物进行脱胶,其缺点为周期时间长,效率低、劳动强度较大,而且得到的汉麻质量不稳定;机械脱胶方法脱胶不彻底,一般用作预处理;化学脱胶是采用化学试剂进行脱胶,脱胶过程中需要使用大量的化学药品和水,不仅耗能高而且环境污染严重。所以亟待摸索出一条对环境污染少、能耗低、性价比高、并且能够大幅度改善汉麻纤维的性能和可纺性的工艺路线。为此,本论文拟针对汉麻脱胶现存的缺陷,研究出既适度脱胶,又减少化学试剂,最大程度降低环境污染的新型脱胶工艺技术。实验做了以下几方面工作:1、设计汉麻纤维预处理工艺:首先进行汉麻纤维超声波+水煮和浸酸预处理;然后紫外辐射、冷冻骤热预脱胶;2、设计酶辅助高温高压新型脱胶工艺。木质素酶辅助高温高压脱胶;3、优化酶辅助高温高压新型脱胶工艺的优化工艺条件,研究其对汉麻纤维残胶率和断裂强度的影响。利用扫描电镜(SEM)、红外(FTIR)、热重(TG)等对脱胶前后汉麻纤维的化学结构及表面形貌进行表征与分析。结果表明:1、脱胶处理各工序的优化条件:(1)超声波+水煮时间100min,温度70℃;(2)预浸酸处理的温度为50℃,硫酸浓度为2.5g/L,处理时间为90min;(3)UV-辐射时间20min,双氧水6g/L,氢氧化钠6g/L;(4)冷冻骤热处理中冷冻温度为-55℃,冷冻时间为20min,骤热时间也为20min;(5)木质素酶处理2h,浓度为8g/L;(6)高温高压处理压力0.15MP、温度127℃、反应时间30min、H2O2含量8g/L、NaOH含量8g/L。2、经过脱胶处理后汉麻纤维中的残胶率大大降低,木质素含量也急剧减少,残胶率由43.12%降低到2.26%,木质素含量由14.23%降低到0.71%。达到适度脱胶。3、汉麻纤维表面胶质和杂质基本去除,纤维表面光滑,白度由16.4增加至76.3,纤维变细且均匀,力学性能优良,柔顺性好,初始分解温度由231℃上升到279℃,提高了48℃,热稳定性明显提高。4、脱胶处理过程中所用的化学试剂减少了36%,达到了降低处理成本,减少污染,环境保护的目的。
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