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桑皮纤维是一种可降解、性能优良的新型天然纤维。我国桑树资源丰富,种植面积广泛,种类繁多,桑皮纤维的提取有效的利用了原本无用桑树枝条,变废为宝。桑皮纤维应用于纺织中,既符合时代潮流,又为天然纤维的纺织产品提供了新的选择。因此,对桑皮纤维的研究开发具有重要的意义。
陕南地区的桑树种植的面积很大,桑皮的原料十分充足,为制取桑皮纤维提供了原料保障。
本课题研究了桑皮的组成。桑皮中,纤维素的含量占36.04%,果胶25.2%,半纤维素16.4%,木质素11.62%,脂腊质2.54%,水溶物8。2%。
根据桑皮纤维素及胶质的含量,并且为了保证桑皮纤维的质量,减少桑皮纤维提取过程中对环境的污染,本课题除了采用化学脱胶方法外,还采用了生物脱胶方法进行桑皮纤维的脱胶实验,采用正交分析方法优化了脱胶工艺参数,确定了较为成熟的脱胶工艺参数。这部分的工作主要表现在以下几个方面:
(1)根据桑皮的特点,首先对桑皮采用了一种类似沤麻的工序,称之为桑皮沤制工序。桑皮表面有一层叫做胶膜鞘的不溶物,在碱、酶煮练的时候,附着在纤维的表面,即使水洗也很难除去,由于桑皮纤维的强度较低,不能使用刮青的工序,因此将桑皮先在水中沤泡,除去桑皮表面的青皮。在沤泡桑皮的过程中,桑皮表面的一层不溶物可自动脱去,这不仅使脱胶的工序简单化,也使纤维的质量有了明显的提高。
(2)本课题研究的化学脱胶煮练工艺流程为:桑皮沤制→试样准备→浸酸→水洗→一煮→水洗→打麻→酸洗→水洗→漂白→烘干;化学脱胶最优工艺参数为:碱浓度22g/l,碱煮练时间60mins,硅酸钠1.2%。
(3)本课题研制的果胶酶煮练工艺流程为:桑皮沤制→试样准备→果胶酶煮练→沥水→碱煮→水洗→漂白→水洗→烘干;果胶酶脱胶的最优工艺为:果胶酶12%,碱浓度15%,碱煮练时间:40min,果胶酶沥水时间:60h。
(4)本课题研制的煮练酶SKD-305煮练工艺流程为:桑皮沤制→试样准备→生物酶煮练→沥水→碱液煮练→水洗→漂白→水洗→烘干。生物酶SKD-305煮练酶脱胶的最优工艺为:生物酶煮练时间40h,碱浓度5g/l,碱煮练时间40min,生物酶浓度3%。
(5)对三种脱胶方法所得的桑皮纤维进行了长度、细度、断裂强度、残胶率、显微镜图像分析、扫描电镜图像分析。生物脱胶法所得纤维指标均优于化学脱胶法所得的纤维。化学脱胶的纤维壁上有裂痕,表面不够完整,生物脱胶的纤维表面的损伤较小。
(6)对比了不同脱胶方法所得到的桑皮纤维的性能。对不同生长期和不同部位的桑皮进行脱胶试验,并对不同生长期和不同部位的桑皮纤维的性能进行的对比,实验表明:生长期长的桑皮纤维优于生长期短的桑皮纤维,根部的桑皮纤维优于梢部的桑皮纤维;根部纤维的残胶率高于梢部纤维的残胶率,而根部桑皮纤维长度短于梢部的纤维长度。
对桑皮纤维的基本物理指标和性能的系统测定,为桑皮纤维在纺织中的应用奠定了实验基础。
对桑皮纤维的脱胶工艺及桑皮纤维性能的研究,结果表明桑皮纤维的脱胶工艺是成熟的,桑皮纤维在纺织上有很好的应用前景。