苎麻生物脱胶与化学脱胶精干麻纤维性能对比

ｌ脱胶工艺 １．１原料
原麻来自沅江明星麻业有限公司，其中生物脱胶 在厂里完成，化学脱胶在实验室中进行。 １．２脱胶工艺 １．２．１生物脱胶工艺
原麻扎把一预处理＿÷接种一发酵一灭活一水理或 拷麻＿＋水洗一给油一脱水一烘干一精干麻。
（１）菌种为Ｔ８５—２６０，斜面培养时间１２—１６ ｈ，温 度３５℃；扩培发酵罐２００ Ｌ，温度３４—３５℃，风量０．３ —０．６ ｍ３／ｒｎｉｎ，罐压３０ ｋＰａ，时间５—６ ｈ。
测试仪器为ＮＥＸＵＳ一６７０型傅里叶变换红外一拉 曼光谱仪，测试结果见表３。
在３ ４００ ｃｍ。１附近有宽而强的吸收峰，认为是由一ＯＨ 基的伸缩振动吸收引起的，２ ９００ ｃｌ＇ｎ叫附近的中强吸 收峰是由于一ＣＨ的伸缩振动吸收，ｌ ３７０ ｃｌｒｎ。１附近的 中强吸收峰为一ＣＨ。的弯曲振动，１ ０５７ ｃｍ。１认为是 一ＯＨ基的弯曲振动，１ １００ ｃｍ。１附近认为是０一Ｃ—Ｏ 的伸缩振动峰，这些是纤维素纤维的特征吸收峰Ｈ Ｊ。 另外化学处理过的苎麻红外谱图中ｌ ６４０ ｃｍ。１的弱吸 收峰可以认为是样品的吸湿作用所致，可以考虑是否 是由于生物的作用消耗水分，而生物脱胶处理过的样 品中２ ９００ ｃｍ。１发生了少许偏移，可能是生物生命活 动产生一些新的物质对原先２ ９００ ｃｍ叫的基团造成影 响，可能是生物脱胶在该位置有所体现。
卷曲 弹性率 ４５．８７
１５．１５
卷曲度 ２．６９ １９．７２
化学麻 卷曲
回复率
１．０８
２０．４０
卷曲 弹性率 ４０．７３
１２．８２
从表５可见，生物麻的卷曲度、卷曲回复率和卷曲
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标准与测试
垫！里生兰星：蔓塑塑：蔓呈塑
表３两种精干麻纤维的柔软度比较
项目 生物麻 化学麻
断裂捻回数／捻·（１０∞）．１
１９２．８ １７１．６
ＣＷ％ ６．４５ １０．２３
由测试结果可知生物麻的习·均断裂捻回数比化学 麻稍欠。用ｒ检验法对柔软度的平均值进行显著差 异性分析，发现在５％的显著水平下，两者具：百显著差 异，可以推断出生物精干麻的柔软性好于稍，学精干麻。 纤维越柔软越容易弯曲加捻，且纤维间抱台力较好，可
万方数据
以减少毛羽的产生，特别是减少较长毛羽的产生睢ｊ。
３．３纤维的摩擦性能
摩擦因数是纺织纤维表面特有的一个重要参
数旧Ｊ。表４是两种精干麻纤维的摩擦因数。测试仪器
为Ｙ１５１型纤维摩擦因数测定仪，张力夹质量２１３０ ｒａｇ，
金属辊和纤维辊的转速３０∥赫ｎ。每根纤维测试３ 次，记录其平均值。每种纤维测试６根。
表４两种精干麻纤维的摩擦因数比较
项目
绞盘为金属辊 绞盘为橡胶辊 绞盘为苎麻纤维辊
动摩擦因数
生物麻
化学麻
Ｏ．３ ９ｌＤ５
Ｏ．２９８７
Ｏ．４２８８
０．３２５２
Ｏ．２６０３
Ｏ．２３０３
静摩擦因数
生物麻
化学麻
０．４３５０
０．３３８８
Ｏ．５５９４
Ｏ．５０８４
Ｏ．３４２２
０．３０３８
由表４可见，生物精干麻的摩擦因数比化学精干 麻高，在纺纱过程中，纤维抱合力好，容易成卷成条，利 于纺纱的进行和改善成纱条干。 ３．４纤维的卷曲性能
ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｉｍｐｒｏｖｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：“ｌｍｉｅ；ｄｅｇｕｍｍｅｄ ｒａⅫＬｉｅ；ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｅｇｕｍｍｉｎｇ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ；ｃｏｍｐａｒｉｓｉｏｎ
利用微生物进行苎麻脱胶具有纤维损伤小、能耗 少、环境污染轻和经济效益高等优点…。本文从化学 成分、物理性能和微观结构上对生物脱胶和化学脱胶 的苎麻精干麻纤维进行对比研究，分析两种脱胶方法 的本质区别，从而揭示精干麻的性能特征对纺纱加工 的影响，以利于更好地控制生物脱胶工艺，得到稳定的 精干麻质量。
万方数据
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（３）敲麻４—５圈，给油剂为中国纺科院的合成 油，其余工序指标与常规脱胶工艺相同。 １．２．２化学脱胶工艺
化学脱胶工艺：浸酸＿＋水洗－＋一次煮练＿水洗－＋ 二次煮练＿水洗＿÷酸洗－十水洗－＋精练＿水洗一给油一＋ 脱水＿＋烘干。具体参数如下：
（１）浸酸：ｌ％Ｈ２ＳＯ。，ｌ ｈ，浴比ｌ：１２，５０℃； （２）一煮：５％ＮａＯＨ，４％Ｎａ２Ｓｉ０３，１．５ ｈ，浴比
ｌ：１２，１０００Ｃ；
（３）二煮：１２％ＮａＯＨ，４％Ｎａ２Ｓｉ０３，２％ＮａｓＰ３０１０， ２ ｈ，浴比ｌ：１２，１００℃；
（４）酸洗：２ ｇ／Ｌ，室温，５ ｒａｉｎ，浴比ｌ：２０； （５）精练：２％ＮａＯＨ，３％Ｎａ．２Ｃ０３，１％ＤＢＳ，３ ｈ，浴 比１：１０，１００。Ｃ； （６）给油：１．５％，室温，３０ ｍｉｎ，浴比１：１。
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标准与测试
垫！里垒曼旦：蔓塑堂：蔓璺塑
Ｖｏｉ．３８ ＮＯ．３．２０１０
苎麻生物脱胶与化学脱胶精干麻纤维性能对比
张含飞１，张元明１，郁崇文１，孕兴高２
（１．东华大学。上海２０１６２０；２．沅江明星麻业有限公司，湖南沅江４１３１００）
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈ鲫ｇＩｌａｉ ２０１６２０，Ｃｈｉｎａ）
（２．Ｙｕａｎｊｉａｎｇ Ｍｉｎｇｘｉｎｇ Ｒａｍｉｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｙｕａｎｊｉａｎｇ ４１３１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｒ￡Ⅱ嫡ｅ ｆｉｂｅｒ ｄｅｇｕｍｍｅｄ ｂｙ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔ．ｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｉｎ ｒｅｓｐｅｃｔ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｏｎｓｔｉｔｕｅｎｔ，ｐｈｙｓｉｃａｌ
ｔｈｅ姗ｉｅ ｓｔｕｄｙ ｐｒｏｐｅｒｔｙ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ
ｆｌｂｅｒｓ７ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｇｕｍ ｗｈｉｃｈ ｄｅｇｕｍｍｅｄ ｂｙ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｓ
ｈｉｇｈｅｒ
８山触ｆｒｉｃｔｉｏｎ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｂｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ。ｂｕｔ ｉｔ ｉｓ ｏｆ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｗｉｔｈ ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ，ｃｒｉｍｐ ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ ａｎｄ
表６两种精于麻的硬条测试比较ｍ昏／ｇ
名称 生物麻 化学麻
１’ １５．７４ １．８２
２０ ９．８ｌ ４．２８
３， １４．６４ ２．０５
由表６可见，生物脱胶精干麻的并丝率远比化学 脱胶精干麻的要大，但在梳理后差别不大，即存在假硬 条。在测试过程中，这些假硬条用手就能分散开。原 因可能是化学方法去除胶质比较彻底，仅在梳子梳理 下就可以使纤维充分分散，而生物脱胶去除胶质不够 彻底，部分纤维粘连在一起，从而形成硬条。在生物脱 胶中加强敲麻和洗麻工作能减少硬条的产生。 ３．７纤维的红外光谱
２纤维的化学成分和残胶率 苎麻原麻包含多种化学成分，其中大约７０％是纤
维素，其余３０％左右是非纤维素成分，通称为胶质。 苎麻原麻、脱胶各工序半制品和精干麻的化学成分含 量的测定既可为合理制定脱胶工艺提供可靠的依据， 也是评定原麻、精干麻质量的重要手段一】。按照 ＧＢ５８８８－－１９８９｛苎麻化学成分定量分析方法》对苎麻 进行化学成分定量分析，分别确定原麻、生物脱胶精干 麻和化学脱胶精干麻中各种组分的含量和残胶率。每 个试样测３组，结果见表ｌ。
Ｏ．３２７
２４．７９
Ｏ．３１８
２３．１９４
初始模量 平均值／ｃＮ·ｄｔｅｘ“
ＣⅣ％
１６３．５
２０．７３３
１５２．９
３５．８９３
由表２可见，生物脱胶精干麻的断裂强力、断裂功 和初始模量都比化学脱胶精干麻大，相应的断裂伸长 与断裂伸长率比化学脱胶精干麻小，但不匀率也小。
生物脱胶纤维强力高的原因可能是原麻不经过预酸处 理和化学试剂煮练，对纤维损伤较少。生物脱胶处理 条件温和，最大限度地保留了纤维的原有性能。 ３．２纤维的柔软度
２０１０年３月·第∞啦·第３期
Ｖ０１．３８ Ｎｏ．３．２０１０
ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＴＥＸＴＩＬＥ ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧ、，上海纺织科技Ｉ
标准与测试
１４５
表１ 几种纤维胶质成分和残胶的分析
％
３．１纤维的力学性能
名称 原麻 生物麻 化学麻
脂蜡质 １．２９ ０．９７ Ｏ．３７
水溶物 ８．４０ Ｏ．５６ Ｃ·．２２
度要求，但在染整的前处理工艺中有退浆、煮练、漂白、 丝光等工序，能去除这种颜色，不会影响最终的产品质 量。因此可以取消次氯酸钠漂白这道工序，对白度不 再进行检测和考核。 ３．６硬条
硬条和并丝是衡量精干麻脱胶质量的重要指标，
也是影响苎麻成纱质量的指标之一。对硬条的考核目 前还没有统一的标准。本实验采用方法为取一定质量 的纤维，用梳子梳理整齐，每个试样梳理次数相同，用 手分出单根纤维和并丝，用并丝的质量百分比来表示。
文章编号：１００１－２０４４（２０１０）０３·００４４—０３
皿ｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｏｆ ｒａｍｉｅ ｆｉｂｅｒ ｄｅｇｕｍｍｅｄ ｂｙ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
ＺＨＡＮＧ Ｈａｎ－ｆｅｉｌ，ＺＨＡＮＧ Ｙｕａｎ－ｒｕｉｎ９１。ＹＵ Ｃｈｏｎｇ－ｗｅｎｌ，ＬＩ Ｘｉｎｇ—ｇａ０２
果胶 ７．８０ ０．９０ ０．９５
半纤维素 木质素
１３．１３
１．８４
２．１６
Ｏ．５５
２．０８
Ｏ．３７
残胶率
３．９ ２．７３
由表１可见，：生物脱胶精干麻各种成分含量和残 胶率都比化学脱胶的稍高，但相差不大，可以满足麻纺 工艺对精干麻质量的要求。半纤维素在残胶中约占 ４０％，因此在脱胶过程中要注重对半纤维素的去除。
纤维卷曲使纤维间的机械缠结增加，有利于纤维 加工中的成网、成条性口ｊ。表５是两种精干麻纤维的 卷曲性能测试结果。测试仪器为ＹＧ３６２Ｂ型卷曲弹性 仪，每个试样每种方法测２０根。
袭５两种精干麻纤维的卷曲弹性测试比较
％
项目
平均值
ＣＩ，
卷曲度 ３ ５９ ｌ：ｊ．８４
生物职 卷曲 回复牮 １．６４
２０．３３
３纤维的物理性能
表２两种精千麻纤维的力学性能比较
项目
生物麻 化学麻
断裂强力 平均值／ｃＮ ＣＷ％
６７．０７９
１４．７６７
５７．２７３
１４．９２９
断裂伸长
平均影１１１１１％ ｅｖ，％
１．１１５
１２．０２
１．２７２
１６．３９５
断裂伸长率 平均值／％ ＣＷ％
３．７１８
１２．０２
４．Ｚ４２
１６．３９５
断裂功 平均值／ｒｎＪ ＣＶ／Ｆｏ
Ｖ０１．３８ Ｎｏ．３．２０１０
弹性率均好于化学麻，卷曲度和卷曲回复率反映了卷 曲的耐久牢度，卷曲弹性率反映了受力后卷曲恢复的 能力１２】。所以生物脱胶精干麻纤维的卷曲弹性好于 化学脱胶麻，在纺纱过程中抱合性好，成网、成条性好。 ３．５ 白度
苎麻精干麻国家标准ＧＢ／Ｔ２０７９３—２００６对白度 有一定的要求。生物脱胶精于麻未经漂白处理，有一 定的颜色，为本色精干麻。尽管这种精干麻达不到白
（２）生物脱胶流程。接种：每锅装麻量５００ ｋｇ，为 挂式麻笼，时间１５ｒａｉｎ；发酵：不通Ｉ风，发酵时间８ ｈ，温 度为３５—３６。Ｃ；灭活：锅内气压ｔ９．６ Ｎ，３ ｇ／Ｌ氢氧化 钠，时间ｌ ｈ。
收稿日期：２００９－０７－３１：修回日期：２００９～１１一０３ 作者简介：张含飞（１９８４－），女，浙江嵊州人，在读硕士自．ｆ究生，主要从 事纺参Ｃ工艺和产品质ｉ￡的研究。
苎麻纤维强度和模量在天然纤维中居于首位，但 由于伸长率低，断裂功小，加之弹性回复性能差，因此 苎麻织物的折皱回复能力差，织物不耐磨，穿着刺痒。 表２是两种精干麻纤维的强伸度实测结果。测试仪器 为Ｕｘ一０６Ｅ型电子单纤维强力仪。参数设置：隔距 ３０ ｌｎｌｎ，拉伸速度２０ ｒａｍ／ｒａｉｎ，预加张力０．１９６ ｃＮ。测 试环境：温度２００Ｃ ４－２。Ｃ，相对湿度６５％±２％。每个 试样随机抽取５０根，取平均值。
摘要：从化学成分、物理性能和微观结构方面对经生物脱胶和化学脱胶的苎麻精干麻纤维进行了比较，研究表明：经生物脱
胶后的精干麻纤维的残胶率略高于化学脱胶精干麻，但其强力增大，柔软性、卷曲弹性和表面摩擦性能均有一定程度
的改善。
关键词：苎麻；精干麻；化学脱胶；性能；对比
中图分类号：ＴＳｌ０１．９２１
文献标识码：Ｂ
麻纤维的软硬程度用规定长度、规定质量的麻纤 维在一定条件下的挠度表示，一般用弯曲法和加捻法 进行测定。加捻试验中，纤维柬至断裂时加捻的圈数 为断裂捻回数，捻回数愈多，则表示纤维愈柔软。表３ 是两种精干麻纤维的柔软度测试结果。按照ＧＢ／Ｔ１２４ 黄、洋（红）麻纤维柔软度试验方法，测试仪器为 Ｙ３３１Ａ型纱线捻度仪。但考虑苎麻强力大的特点，本 实验采用的试样为ｌＯ根纤维，为便于取样和测试方 便，纤维之间的细度差异不大，左右夹持器之间的距离 为１０ ｅｍ。每种纤维测２０组，取平均值。