剑麻纤维化学脱胶技术的探讨_何美香

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1、２０１１年１２月湛江师范学院学报Ｄｅｃ．，２０１１第３２卷第６期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＺＨＡＮＪＩＡＮＧＮＯＲＭＡＬＣＯＬＬＥＧＥＶｏｌ．３２Ｎｏ．６剑麻纤维化学脱胶技术的探讨何美香，王恩过＊（湛江师范学院物理科学与技术学院，广东湛江５２４０４８）摘要：剑麻纤维脱胶的常用方法为碱煮法，该文探讨了各种因素对剑麻纤维脱胶的影响．研究发现，脱胶时间和ＮａＯＨ浓度是影响脱胶率的重要因素，化学脱胶的优化工艺参数为１００℃脱胶２．５ｈ，脱胶溶液的组成为ＮａＯＨ５％，Ｎａ２ＳＯ３３％，Ｎａ３ＰＯ４４％．关键词：剑麻；纤维；脱胶中图分类号：ＴＳ１２３

2、文献标识码：Ａ文章编号：１００６－４７０２（２０１１）０６－０１１５－０４随着人类对生态环境、自然资源的保护意识逐渐加强，天然纤维以其独有的特性而受到人们的关注，也［１－４］得到相关人士的重视并进行了广泛深入的研究，取得了一些有益的成果．剑麻是我国独具特色优势的原料，具有纤维较长、质地坚韧、富于弹性、拉力强、抗撕裂、耐磨、耐腐蚀、耐低温、吸湿放湿快等特性，广泛地用于制造生活和环保用品．然而，剑麻纤维的结晶度高、取向度高、染色时染料的上染率低，因此未处理的剑麻纤维只能用在一些的传统产品上．因此有必要深入开展剑麻纤维结构、性能等基础研

3、究工作，为该纤维开发利用提供依据，其中脱胶技术在剑麻新产品的开发利用上具有极其重要的作用．剑麻纤维为短纤维，并含有一些胶质杂质；这些杂质使纤维胶结在一起，并使剑麻纤维较粗且较硬，因而剑麻纤维不能直接用来纺纱，在纺纱前必须进行脱胶．脱胶作为麻类纤维初步加工中的一道重要工序，既要脱去剑麻纤维中的大部分胶质杂质，使剑麻纤维变细变软，同时也必须保留部分胶质以不致麻纤维完全分［４－６］离．目前剑麻纤维脱胶有化学脱胶和生物脱胶两种方式，但由于目前研制出的酶制剂活性不高、功能不完善，生物脱胶还不能完全替代化学脱胶，因此本文主要探究了化学脱胶的主

4、要工艺参数对剑麻纤维脱胶的影响．１实验部分１．１材料及方法本研究所用剑麻纤维，为广东省湛江市东方剑麻集团有限公司生产；该纤维的化学组成见表１．表１剑麻纤维的化学组成比率／％纤维素半纤维素木质素果胶其它６５．８１２．０９．９０．８１１．５研究所用化学药品，如ＮａＯＨ、Ｎａ２ＳＯ３、Ｎａ３ＰＯ４、氨水等均为分析纯．为防止加热过程中水蒸发，反应在密闭的高压反应釜内进行、采用恒温烘箱加热，用电子天平称重．１．２试验方法本文利用剑麻纤维素与溶液中的ＮａＯＨ等反应脱除木质素等非纤维素非成份，该过程常在加热条件下收稿日期：２０１１－１２－１５作

5、者简介：何美香（１９８８—），女，广东韶关人，湛江师范学院物理科学与技术学院２００７级学生．＊　通讯作者．１１６湛江师范学院学报（自然科学）第３２卷进行．一个典型的脱胶工艺条件为：在温度１００℃脱胶２．５ｈ、浴比１∶２０，溶液组成为：５％ＮａＯＨ、３％Ｎａ２ＳＯ３和４％Ｎａ３ＰＯ４．实验过程为，约５ｇ干剑麻纤维（干纤维）准确称量后，加入于１００ｍＬ上述溶液．溶液和剑麻纤维的混合物转入内衬聚四氟乙烯的反应釜，拧紧，放置在已加热在１００℃的烘箱中，在此温度下反应２．５ｈ，然后从烘箱中取出、自然冷却；再将剑麻纤维与溶液分离后，用去离子水

6、多次洗涤；在３８３Ｋ干燥４ｈ后，准确获得纤维（脱胶纤维），并分别计算脱胶率．脱胶前干纤维的重量－脱胶后干纤维的重量脱胶率＝×１００％（１）脱胶前干纤维的重量一般情况下，较好脱胶的效果应该是，在保证剑麻纤维的基本结构不被破坏的情况下获得较高的脱胶率．为了研究反应条件对剑麻纤维脱胶率的影响，也在其它条件下进行了实验研究，并分别考察了时间、ＮａＯＨ浓度等反应参数变化对剑麻纤维脱胶率的影响．２结果与讨论２．１脱胶时间对剑麻纤维脱胶的影响当脱胶溶液的组成ＮａＯＨ４％、Ｎａ２ＳＯ３３％、Ｎａ３ＰＯ４４％保持不变，仅改变脱胶时间进行一系列实验，

7、所获得的剑麻纤维的脱胶率如图１所示．由图１可以看出，脱胶时间小于２ｈ时，剑麻纤维的脱胶率随脱胶时间的增加而增大．脱胶时间短，则碱液与剑麻纤维的反应时间短，反应不够充分，从而导致脱胶率较低．当脱胶时间２ｈ时，脱胶率较大；而当脱胶时间超过２．５ｈ后脱胶率不增反有所下降．由此可得，脱胶时间在２～２．５ｈ之间为宜．２．２ＮａＯＨ质量浓度对剑麻纤维脱胶的影响保持脱胶溶液中Ｎａ２ＳＯ３的质量浓度为３％、Ｎａ３ＰＯ４为４％、脱胶时间２ｈ，ＮａＯＨ的质量浓度在１％～６％的范围内变化进行脱胶实验，结果如图２所示．图２所示实验结果表明，剑麻纤维的脱胶

8、率随ＮａＯＨ质量浓度的增大而增高，但从实验现象观察到，当ＮａＯＨ的质量浓度大于５％之后，剑麻纤维就会出现团状絮状物．这是由于ＮａＯＨ浓度过大导致脱胶过度，纤维细胞中胶层遭到破坏，纤维素开始部分溶解，已失去了工业价值，故ＮａＯＨ的较佳质量浓度应选择５