麻纤维的脱胶共28页
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大麻脱胶方法综述开吴珍【期刊名称】《《染整技术》》【年(卷),期】2019(041)007【总页数】4页(P20-23)【关键词】大麻纤维; 生物酶脱胶; 化学脱胶; 机械脱胶; 高温蒸煮; 蒸汽爆破; 残胶率【作者】开吴珍【作者单位】纺织工业科学技术发展中心北京100020【正文语种】中文【中图分类】TS192.5大麻又名汉麻、火麻,一年生草本植物,我国的大麻主要有线麻和魁麻2大类,其中线麻为早熟品种,品种优良,纤维素质量分数较高,魁麻为晚熟品种,纤维粗硬,含胶量较高[1]。
大麻纤维是各种麻纤维中最细软的一种,细度仅为苎麻的1/3,化学成分主要为纤维素,其次为木质素等。
相对亚麻和苎麻,大麻纤维坚韧、耐久、耐腐蚀性强、吸/排湿快、强度高,可开发多种环保型的纺织和非纺织制品,其中纺织纤维既可以与棉、麻、丝、毛及化纤混纺,也可以纯纺,所得的纺织品风格别致“挺而不硬、轻而不飘、爽而不皱”,悬垂性、抗静电性、吸/排湿性都较好,穿着舒适。
与棉织物穿着相比,体感温度低5 ℃左右[2]。
此外,大麻织物还具有抗霉抑菌、防腐防臭、防辐射、坚牢耐用等其他纺织品不可比拟的优点,而且没有亚麻、苎麻等织物穿着时的刺痒感。
作为一种生态纺织原料,大麻纤维越来越受到人们的喜爱。
然而,要将大麻作为纺织原料,必须对原麻作适度脱胶得到精麻。
大麻纤维由于单纤维过短(一般为12~25 mm)、纤维整齐度差、纤维素质量分数相对于其他麻类低,木质素、果胶和半纤维素的质量分高达40%,增大了脱胶的难度,严重影响纤维的可纺性,可以说脱胶的好坏决定了纤维(束)的长度、细度和断裂强度等,对稳定和提高后道工序的产品质量起着重要作用。
目前业界对大麻脱胶的研究主要基于3 类方法:化学脱胶法、生物脱胶法和物理脱胶法。
1 化学脱胶法化学脱胶的基本原理是利用原麻中纤维素和胶质成分对碱、无机酸和氧化剂作用的稳定性不同,以化学方法去除原麻中的胶质成分,保留纤维素成分。
国内苎麻脱胶技术1. 引言苎麻,又称亚麻、亚麻麻等,是一种重要的经济作物,具有很高的经济价值和广泛的应用前景。
苎麻纤维具有优异的力学性能和耐久性,广泛用于纺织、建筑、医疗等领域。
然而,在苎麻纤维应用过程中,需要进行脱胶处理,以去除纤维表面的胶质和杂质,提高纤维的质量和纯度。
国内苎麻脱胶技术的发展已经取得了长足的进步,本文将对国内苎麻脱胶技术进行全面详细、完整深入的介绍。
2. 脱胶技术的意义脱胶技术是苎麻纤维加工的关键环节之一,对于提高苎麻纤维的质量和纯度具有重要作用。
主要意义如下:2.1 提高纤维质量通过脱胶技术,可以有效去除苎麻纤维表面的胶质和杂质,提高纤维的质量和纯度。
脱胶后的苎麻纤维具有较高的强度、韧性和耐久性,适用于各种纺织加工和应用领域。
2.2 降低生产成本脱胶技术可以减少后续加工过程中的能耗和劳动力成本,提高生产效率。
同时,脱胶后的苎麻纤维可以更好地吸收染料和化学药剂,降低了染色和后续处理过程中的用量和成本。
2.3 促进苎麻产业发展苎麻是一种重要的农作物,苎麻产业的发展对于农民收入和农村经济的发展具有重要意义。
脱胶技术的应用可以提高苎麻纤维的附加值,促进苎麻产业的发展,推动农村经济的转型升级。
3. 国内脱胶技术的发展现状国内苎麻脱胶技术的发展经历了多年的探索和实践,取得了一系列重要成果。
目前,主要的脱胶技术包括机械脱胶、化学脱胶和生物脱胶等。
3.1 机械脱胶技术机械脱胶技术是最常用的脱胶方法之一,通过物理摩擦和冲击力去除纤维表面的胶质和杂质。
常用的机械脱胶设备包括刀式脱胶机、锤式脱胶机等。
机械脱胶技术具有操作简便、能耗低、对环境无污染等优点,但脱胶效果受纤维质量和设备性能的影响较大。
3.2 化学脱胶技术化学脱胶技术是利用化学药剂对苎麻纤维进行处理,去除胶质和杂质。
常用的化学脱胶方法包括碱法脱胶、酶法脱胶等。
化学脱胶技术具有脱胶效果好、操作灵活、适用范围广等优点,但需要注意对环境的影响和化学药剂的安全性。
麻类脱胶方法
一般在麻茎上剥取的麻皮就是这类物质组成的纤维束层及其表皮、角质层、木栓组织等包覆组织的总称。
因此显得粗硬。
这种粗麻皮除少数直接用于制作绳索等用途外,必须经过剥制或脱胶等过程,才能作为纺织原料,以及制作渔网、麻线等。
麻类初步加工的好坏直接影响到产品的产量、品质和使用价值,因不同种类、不同用途以及当地条件和习惯等而有不同的加工方法。
主要有生物脱胶、化学脱胶和机械脱胶等方法。
1.生物脱胶生物脱胶是利用微生物分泌的果胶分解酶,使生麻中除纤维以外的物质溶解或分离的过程。
在自然界中许多细菌和真菌,都能分泌出一种果胶酶,称为果胶分解菌,它们具有一定的选择性,因此各种麻类都有它最优良的果胶分解菌品种。
生物脱胶的方法可分为露浸法、堆积发酵法、冷水浸渍法、温水浸渍法、人工培养细菌法和酵素浸渍法等。
冷水浸渍法是利用天然水域和麻皮上细菌分泌的酵素进行脱胶的,广泛用于汉制红麻、黄麻、大麻等,是利用天然河、湖、池沼及人工建筑汉麻池驱麻。
2.化学脱胶麻类的化学脱胶,主要是使韧皮纤维中所含非纤维素物质和半纤维素、果胶、木质素、脂肪及蜡等溶解于碱或酸溶液并漂白、通氯,使非纤维素分子和纤维素分离,从而使精麻适于纺织。
化学脱胶过程,一般先将原料放于碱液中在高压或常压下蒸煮,再经过打纤、浸酸、水洗、脱水、浸油软化和去色,最后日晒或烘干。
化学脱胶适用于工业化生产。
3.机械脱胶主要是利用机械的作用使麻茎的包覆组织(韧皮纤维作物)或叶肉(叶纤维作物)与维分离的加工过程。
如兰麻的初加工,一般先剥取麻皮,再刮去麻壳和部分胶质,即可供手工织造。
目前已有多种类型的机械用于脱胶。
苘麻纤维脱胶实验及性能研究黄伟韩;喻红芹【摘要】对苘麻脱胶进行了分析研究.实验采用碱氧一浴法、碱煮法、预尿氧法分别对苘麻进行脱胶,并对纤维的微观形态、细度、残胶率、成分、断裂强度、红外等性能进行了测试与分析.结果表明,碱氧一浴法脱胶效果最好,其最优工艺参数为:浸酸时间1 h(温度50℃、H2SO4、浓度2 g/L),NaOH浓度12 g/L,H2O2浓度14g/L,沸水煮练2h.在此条件下,麻纤维残胶率为10.1%,细度为2.6 tex,断裂强度为43.72 cN/tex.【期刊名称】《中原工学院学报》【年(卷),期】2012(023)003【总页数】4页(P58-61)【关键词】苘麻;脱胶;性能;测试【作者】黄伟韩;喻红芹【作者单位】中原工学院,郑州450007;中原工学院,郑州450007【正文语种】中文【中图分类】TS192.55苘麻,又名白麻,为锦葵科苘麻属植物,在中国的种植和利用已有悠久历史.苘麻作为一种新型的天然纺织原料,具备了麻类纤维吸湿散湿快、透气性好、纹理自然、色调柔和、风格独特等优点.苘麻韧皮须经过脱胶去除果胶、半纤维素和木质素等非纤维素物质,才能获得具有可纺性的纤维.因此,脱胶是苘麻纤维制取的重要环节,脱胶质量的好坏直接影响着麻纤维的产量和质量.目前,常见的苘麻纤维脱胶方法有化学脱胶法、生物脱胶法,但脱胶技术仍存在很多问题.传统的化学脱胶工艺流程长,非常耗时,易损伤纤维,且环境污染较大;而生物脱胶处理温和,效果不令人满意,达不到纺纱要求,目前仍停留在实验室小试阶段,再加上成本高等原因,限制了它在工业上的应用.鉴于此,本文就苘麻的快速脱胶技术进行研究.实验原料为苘麻韧皮.碱煮法工艺流程为:浸酸→水洗→碱煮→水洗→酸洗→水洗→晾干.预尿氧法工艺流程为:预尿氧处理→水洗→碱煮→水洗→酸洗→水洗→晾干.碱氧一浴法工艺流程为:浸酸→水洗→碱氧一浴→水洗→酸洗→水洗→晾干.苘麻成分测试采用中华人民共和国国家标准GB/T5889-86《苎麻化学成分分析方法》进行取样及测试;细度测试采用中段切断称重法;强力测试使用INSTRON 万能强力仪;红外测试方法为溴化钾压片法(Bio-Rad FTS-40FTIR (Cambridge,MA,USA)傅立叶转换红外光谱仪).表1显示了苘麻与其他麻类纤维的成分含量.由表1可知,苘麻原麻化学成分中半纤维素、木质素、果胶、水溶物等含量都较其他麻类高.水溶物、果胶在脱胶过程易溶解或降解去除,而木质素含量高且难去除.这些较多的胶质成分导致了苘麻含胶率较高.此法为传统的煮练法,先经过预酸处理,H2SO4浓度2g/L,浴比1∶20,温度50℃,处理1h.碱煮时,NaOH 浓度分别为8g/L、10g/L、12g/L、14g/L (助剂Na2SiO3浓度为3g/L、NaSO3浓度为3g/L),浴比为1∶30,沸水煮练2h.处理后的重量损失率如表2所示.由表2可知,随着NaOH浓度的增加,重量损失率虽逐渐增加,但其值仍较小,说明残胶含量较高,脱胶效果不够理想.预尿素法是利用尿氧溶液对苘麻的渗透、溶胀作用,对苘麻纤维进行前处理.碱煮时,NaOH浓度为12g/L(助剂 Na2SiO3 浓度为3g/L、NaSO3 浓度为3g/L),浴比为1∶30,沸水煮练2h.处理后的重量损失率如表3所示.由表3可知,采用预尿氧法处理时,随着H2O2浓度的增加,重量损失率逐渐增大,胶质不断被降解,说明此法脱胶效果尚好.在其他条件完全相同的情况下,脱胶时间对重量损失率的影响情况如表4所示. 由表4可以看出,随着碱煮时间的延长,苘麻的重量损失率上升很快,而2h后变化不大.这是因为在一定时间范围内,煮练时间越长,胶质降解越多,脱胶效果越好;但时间过长,残余的胶质为结构稳定的木质素,脱胶效果则不明显,且耗时会增加成本.因此,煮练时间确定为2h.NaOH浓度对脱胶效果的影响情况如表5所示.在脱胶处理过程中,苘麻纤维的细度先是随着NaOH浓度的增加而明显减小,在NaOH浓度为12g/L时已逐渐趋于稳定.NaOH浓度的大小直接影响脱胶反应的进行.如NaOH浓度太小,很难去除胶质,从而使苘麻束纤维不能充分分离;如NaOH浓度太大,苘麻纤维的细度没有明显变化,且易使纤维素溶胀或生成碱纤维素.因此,碱煮脱胶过程中,NaOH浓度定为12g/L.H2O2浓度对脱胶效果的影响情况如表6所示.随着H2O2用量的加大,苘麻纤维的细度逐渐减小,而后逐渐趋于稳定.由此可以看出,苘麻纤维细度与H2O2的用量并不成正比关系;H2O2的用量如果超过某一特定量,苘麻纤维的细度将不会发生明显变化,反而会增加成本.因此,确定H2O2的最佳用量为14g/L.对以上几种实验方案的结果进行对比分析,可知碱氧一浴法脱胶效果相对较好.其最佳工艺参数为:浸酸时间1h,H2SO4浓度2g/L,浴比1∶20,温度50℃.碱煮条件为:NaOH 浓度12g/L,H2O2用量14g/L,浴比1∶30,沸水煮练2h.在此条件下,苘麻的脱胶效果最好.苘麻原麻及最佳条件下处理后的纤维横向形态分别如图1和图2所示.可以看出,苘麻纤维截面均为不规则多边形,有空腔;脱胶前空腔大而明显,但脱胶后由于纤维的溶胀,空腔明显变小.经碱氧一浴法最佳方案处理后,所得苘麻纤维的残胶率为10.1%,细度为2.6tex,断裂强度为43.72cN/tex,断裂伸长率为2.71%.此细度达到了工艺纤维纺纱的细度要求,且强度较高.苘麻原麻和最佳条件下处理后的纤维的红外测试结果如图3和图4所示.苘麻原麻和最佳条件下脱胶后的麻纤维在2 920cm-1左右区域内呈现一个波峰,该处的吸收峰是由于非纤维素多糖的C-H不对称伸缩和对称伸缩振动产生的.根据苘麻的成分可推测出,此处的波峰可能归因于较高的蜡质和半纤维素含量.在1 733cm-1左右区域的吸收峰表示酯化羧基的伸缩振动,它为水溶性物质的特征峰,反映了包含羧基的糖醛酸含量.由图3和图4可知,原麻在此处具有明显的特征峰,而脱胶后的纤维在此处不存在特征峰.这表明在脱胶过程中,水溶物得以去除[1-4].由此可知,在脱胶过程中,大部分胶质得到了去除.由以上几种实验方案的结果及分析可知,碱氧一浴法脱胶效果相对较好,其最佳工艺参数为:浸酸时间1h,H2SO4浓度2g/L,浴比1∶20,温度50℃.碱煮条件为:NaOH 浓度12g/L,H2O2浓度14g/L,浴比1∶30,沸水煮练2h.在此条件下,苘麻的脱胶效果最好,残胶率为10.1%,细度为2.6tex,断裂强度为43.72cN/tex.Absteact: Retting of chingma fiber is studied in this paper.Alkali-H2O2one-bath processing,NaOH boiling and pre-Urea-Hydrogen are involved in experiments,shape observation,fineness,residual gum content,ingredient,tenacity and infrared spectra are tested.The results show that alkali-H2O2one-bath processing is the best method,theoptimal parameters are as follows:the acidic scouring time is 1h (temperature 50 ℃,H2SO42g/L),NaOH 12g/L,H2O214g/L,treatment time 2h.Residual gum content of fiber treated under the optimal condition is 10.1%,fineness is 2.6tex and tenacity is 43.72cN/tex.【相关文献】[1] Blackwell J,Vasko P D,Koenig,J L.Infrared and Raman Spectra of the Cellulose from the Cell Wall of Valonia Ventricosa[J].J.Appl.Phys.,1970,41:4375-4379. [2] Tsuboi M,Infrared Spectrum and Crystal Structure of Cellulose[J].J.Polym.Sci.,1957,25:159-171.[3] Sao K P,Mathew M D,Ray P K.Infrared Spectra of Alkali Treated Degummed Ramie[J].Textile Research Journal 1987,57:407[4]于世林,夏心泉,李寅蔚,等.波谱分析法[M].重庆:重庆大学出版社,1991:48.。
大麻韧皮UV-冷冻-骤热脱胶工艺的探讨张城云;罗玉成;魏丽乔【摘要】采用UV-冷冻-骤热脱胶(UVHF)新工艺对工业大麻进行处理,探索了双氧水的质量浓度,氢氧化钠的质量浓度、UV-辐照时间、冷冻温度、骤热温度等对工业大麻纤维残胶率的影响.结果表明:工艺的最佳工艺参数为双氧水12g/L、氢氧化钠12g/L、UV-辐照40min、冷冻温度-55℃、骤热温度120℃;UV-冷冻-骤热脱胶后工业大麻纤维残胶率为2.95%,木质素含量降低到0.75%.%A new combined technology, named UV-Freezing-Heating (UVFH), was applied in hemp degumming. The effects of hydrogen peroxide concentration, sodium hydroxide concentration, UV -radiation time, frozen temperature and heating temperature on the residual gum content were discussed. The morphology and structural change of hemp fiber after being degummed were characterized by Scan Electron Microscopy (SEM) and Fourier Transformed Infrared Spectrum (FT-IR). The results indicated that the low residual gum content of 2.95% and residual lignin of 0.75% were obtained under hydrogen peroxide concentration of 12 g/L, sodium hydroxide concentration of 12 g/L, UV-radiation time of 40 min, freezing temperature of -55℃ and heating temperature of 120℃.【期刊名称】《中国麻业科学》【年(卷),期】2012(034)003【总页数】5页(P130-133,137)【关键词】工业大麻纤维;脱胶工艺;UV-辐照时间;冷冻温度;骤热温度【作者】张城云;罗玉成;魏丽乔【作者单位】太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,山西太原030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西太030024;中国麻纺行业协会,北京100742;太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室,山西太原030024;太原理工大学材料科学与工程学院,山西太030024【正文语种】中文【中图分类】S563.3脱胶工艺一直是关乎工业大麻纤维加工质量的关键技术。