毕业论文——青桐麻纤维的脱胶及其工艺参数的优化

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1、本科毕业论文第13页共13页青桐麻纤维的脱胶及其工艺参数的优化摘要实验在单因子变量实验结果基础上，对青桐麻纤维二次煮练的脱胶工艺进行研究，选取四因素三水平进行正交试验，四因素分别是氢氧化钠浓度，煮练浴比，煮练温度，煮练时间。评价指标是青桐麻纤维的脱胶率和束纤维的断裂比强度。得到最优工艺参数为：氢氧化钠浓度8.0g/L，煮练浴比1:55，煮练温度100℃，煮练时间3小时30分钟。利用最优工艺参数进行验证试验，得到的平均脱胶率为19.0%，平均断裂比强度为6.6cN/dtex，均为最优。关键词青桐麻纤维；正交试验；脱胶率；强力；优化；工艺参数1引文1.1课题意义随着纺织产业的不断发展，国内外纺织市

2、场对于纤维的需求量日益增长导致纺织原料出现匮乏。新材料、新产品的开发成为纺织企业的重中之重[1]，开发新材料有助于行业的技术提升，也符合当今的市场需求。同时，还可以降低生产成本，提高经济效益。进入21世纪以来，资源与环境的问题引起了人们越来越多的关注，环保和返璞归真成为一种时尚追求[2]。因此，人们越来越趋向于喜欢天然纤维的服饰。天然纤维以其穿着舒适和易于降解的优点对环境保护有着非常积极的意义[3]。植物纤维属于天然纤维，具有成本低，制成的服饰比化学纤维更柔软、耐久、透气、纯净等,且柔软的、耐久的、可生物降解的植物纤维在非织造领域享有很高的声誉[4]。开发植物纤维能够更充分利用自然资源，减少石

3、油、化学品的使用，降低碳排放量，符合环境友好型的发展要求。目前，国内外都在不断地开发利用天然纤维，尤其是植物纤维。1.2青桐麻纤维介绍除了棉、亚麻、苎麻等一些已开发成熟的纤维外，据文献资料了解到，研究人员也在尝试开发新型的植物纤维，并将其利用到纺织中来。比如菠萝叶纤维、桑皮纤维、棉杆皮、龙须草、棕叶纤维、杉木纤维等。本文研究的就是一种尚未被开发的青桐树的韧皮部纤维（以下简称青桐麻纤维），据了解国内外对第13页共13页本科毕业论文第13页共13页青桐麻纤维的研究几乎为零。查阅资料发现青桐树属于梧桐科,梧桐属[5]。树皮呈青绿色，平滑，多年生落叶乔木，两年长成，青桐树作为一种极易生长繁殖的植物，原

4、料来源广泛，主要产于浙江、福建、江苏、安徽、江西、广东、湖北等省份。通过砍伐青桐枝干，机械剥皮，可获得青桐韧皮，砍伐枝干后，青桐植物可另发新枝，继续生长，一年后可再次砍伐。青桐枝干生长时间越长，其韧皮越厚，木质素含量越高，不易于韧皮纤维的提取，据了解，收获青桐韧皮的最佳季节为每年的5月份[6]。青桐韧皮主体成分是纤维素纤维，强力大，不易腐烂，长期以来被用作天然绳索捆绑物品，安徽当地人形象地称为芦皮。青桐皮中的半纤维素、木质素和胶质含量较高，会对纤维的长度、细度、断裂强度、纺纱、织造等性能造成严重影响，只有将这些非纤维素物质尽量脱除才能用于纺纱。如果将青桐麻纤维利用到纺织中来，可以缓解随纺织原料

5、匮乏的现象，有助于行业的技术提升，满足纺织企业与市场的共同需求。同时开发植物纤维能够更充分的利用自然资源，减少石油、化学品的使用，降低碳排放量，符合环境友好型的发展要求，还可以降低生产成本，提高经济效益，为纺织品品种的多样化做贡献。1.3研究现状对于纤维脱胶工艺，国内外有很多先进的技术。由文献了解到，有煮法脱胶，生物酶脱胶，超声脱胶技术[7]等，将脱胶工艺不断优化，逐步向着高效率、低成本、环境友好型方向发展。杜兆芳教授于2005年发表的《黄麻酶脱胶工艺研究》[8]中利用纤维素酶、果胶酶制剂对黄麻进行脱胶。可以避免使用化学试剂，减少环境污染。但是酶的催化反应随温度升高生物酶分子扩散快、运动加速，

6、但酶本身的稳定性随温度升高而降低，温度超过酶的活性范围，将使酶完全失去功效，因此酶处理目前还不够成熟，并且从目前来看，单一的生物脱胶还无法应用于工业生产，主要是因为酶活力太低，酶脱胶后的纤维中还含有较多的胶质，必须通过化学精炼过程的弥补，才能达到脱胶的质量要求[9]。而物理脱胶作为一种预处理的方法,在脱胶中起到了积极的作用,但是还需要与其他方法合理配合使用[9]。蔡侠于2007年发表的《大麻微生物-蒸汽爆破联合脱胶技术》[10]一文中使用微生物和蒸汽爆破联合的脱胶技术。缩短了脱胶时间，且最终纤维质量较好但对仪器的要求较高；王仲信的《大麻原麻快速脱胶工艺的研究与实践》[11]第13页共13页本科

7、毕业论文第13页共13页中采用煮法脱胶工艺。缩短了原麻传统脱胶工艺的流程和生产周期，有效地降低制取可纺纤维的生产成本，且脱胶彻底，工艺参数可控，脱胶完全工业化，不受季节限制且脱胶质量良好，因此，采用化学脱胶。2实验材料、试剂与仪器2.1材料青桐树皮:取自安徽省旌德县华龙苎麻集团。2．2试剂、仪器试剂规格级别生产厂家氢氧化钠分析纯上海苏懿化学试剂有限公司硫酸分析纯上海振企化学试剂有限公司真空电子天平