黄麻纤维预处理工艺研究

维普资讯 http://www.cqvip.com ・　８２・　纺织科技避展　２００７年第６期　黄麻纤维预处理工艺研究　付书玉　～，俞建勇。～，吴丽莉　。，刘丽芳ｈ。，刘国忠　（１．东华大学纺织学院，上海２０１６２０；２．东华大学纺织面料技术教育部重点实验室，上海２０１６２０；　３．东华大学现代纺织研究院，上海２０００５１；４．江苏紫荆花纺织科技股份有限公司，江苏苏州２１５５５１）　摘要：对黄麻纤维采用了预水、预酸、预氧以及预超声波等预处理方式，简要分析了各预处理方式对黄麻纤维脱胶　效果的影响，得出了各预处理方式下的相对最优工艺参数。经相同的碱煮工艺进行验证后分析得出，预氧处理是一种对　黄麻纤维有效的预处理方式。　关键词：黄麻纤维；预处理；脱胶；碱煮　中图分类号：ＴＳ　１２４．１　文献标识码：Ａ　、　文章编号：１６７３－－０３５６（２００７｝０６－－００８２－－０３　黄麻纤维，具有吸湿性强、凉爽、透气、舒适等优良特性，在　１．４评价方法　１．４．１　胶质去除率的计算方法　天然纤维中最易生物降解，降解时不产生有毒气体，且价格低，　是麻制服装较理想的天然原料。但目前黄麻纺织品结构单一，　对单因子试验的分析考察指标主要是依据胶质去除率进　行，同时辅助以手感目测估计法对纤维的脱胶状态以及柔软程　度进行评价。　手感粗糙，档次较低，无法适应服装和室内纺织装饰的需要Ｌ１ｊ。　究其原因，黄麻因单纤维较短，长度参差不齐，无法单纤维纺　纱Ｌ２』，只能依靠工艺纤维进行纺纱。　目前国内普遍采用以碱液煮炼为主的化学脱胶工艺。在碱　煮之前，为了减轻碱煮负担，提高碱煮效率，一般都采用一定的　预处理，使原麻纤维溶胀而变得较松散，在之后的煮练工艺中提　高煮练剂的渗透作用，提高脱胶效果＿３』。传统预处理常用的是　浸酸工艺（ＨｚＳＯ４），此工艺存在对设备腐蚀大，易损伤纤维等问　题［４］。这里将探讨预水、预酸、预氧以及预超声波处理对黄麻纤　维脱胶的影响，并进行相关的比较。　胶质去除率（％）一（预处理前黄麻干重一预处理后黄麻干　重／预处理前黄麻干重）×１００　Ｉ．４．２　细度的计算方法　采用中段切断称重法，利用Ｙ１７１Ｃ型切断器切取１０　Ｈ１ｍ长　的纤维，采用１０　ｍｇ扭力天平称重，经计数纤维根数，根据定重　制细度定义求黄麻纤维的细度。可以计算纤维公制支数：　Ｌ一　一　１　实验　１．１实验材料　式中　Ｎ　——公制支数；　——纤维根数；Ｌ——纤维长度　（ａｍ）；ｒＣ、广一中断纤维重量（ｒａｇ）；１Ｏ——中断纤维长度（ｒａｍ）。　１．５实验方案　１．５．１　预水处理　本实验所用原料为孟加拉黄麻（Ｃ级）。原麻收割剥麻后经　沤麻成为熟麻　参照ＧＢ５８８８—８９《苎麻化学成分定量分析方　法》测定黄麻纤维的各种化学成分，见表１。　表１黄麻纤维成分含量　单位：　工艺参数：水浴５Ｏ℃，时间１、２、３　ｈ，浴比１：１５。　１．５．２　预酸处理　工艺参数：ＨｚＳＯ４浓度１、２　ｇ／Ｌ，水浴５Ｏ℃，时间１、２、３　ｈ，　浴比１：１５。　１．５．３　预氧处理　１．２预处理工艺优化流程　工艺参数：Ｈｚ　０２浓度５、１０　ｇ／Ｌ，ＮａＯＨ浓度８　ｇ／Ｌ，　ＮａｚＳｉＯｓ浓度５　ｇ／Ｌ，Ｎａ３　Ｏ１ｏ浓度１　ｇ／Ｌ，水浴６Ｏ、８Ｏ℃，时间１　ｈ，浴比１：１５。　试样准备一预处理一水洗一胶质去除率（衡量指标）一预处　理（优化）一碱煮验证一细度（衡量指标）。　１．３实验方法　１．５．４　预超声波处理　（１）试样准备：由于黄麻稍部、中部、根部的各种化学成分并　工艺参数：超声波频率２５、５９　ｋＨｚ，水浴５Ｏ℃，时间１、２、３　ｈ，浴比１：１５　不相同，所以应将麻样尽量混合均匀，以降低由于原料差异所引　起的误差。　２结果与讨论　２．１预处理工艺的优化　２．１．１　预水处理　（２）水洗：用缓和的自来水冲洗，共６遍，确保黄麻纤维表面　的胶质几乎完全去除。　（３）碱煮验证：工艺参数为Ｎａ０Ｈ，浓度１５　ｇ／Ｌ，沸煮，时间　２　ｈ，浴比１：１５。　预水工艺参数对预处理胶质去除率的影响见图１。　由图１可知，在相同的温度５Ｏ℃下，随着时间的递增，试样　收稿日期：２００７—１１—０９　的胶质去除率有增大的趋势，但预水处理３　ｈ与预水处理１　ｈ后　作者简介：付书玉（１９８２一），女，在读硕士研究生，主要从事麻类纤维脱胶方　的胶质去除率相差无几。预水处理可去除的是黄麻纤维胶质成　面的研究。　分中的一部分水溶性物质，如可溶性半纤维素、可溶性果酸　＊通讯联系人：俞建勇，０２１－－６２３７８３９０，ｙｕｉｙ＠ｄｈｕ．ｅｄｕ．Ｃｔ２　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第６期　纺织科技进展　・　８３　・　等　。又据成分分析实验可知，纤维中的水溶物含量比较低，水　溶物质在１　ｈ左右可能已基本溶解完毕。因此，从缩短整个纤　维制取工艺流程的时间，提高生产效率方面考虑，预水处理１　ｈ　已经基本上能满足要求。　擗　瞧　垡　斟　瞧　垡　图３预氧浓度和温度对胶质去除率的影响　由图３可知，当Ｈｚ０。浓度为５　ｇ／Ｉ　时，黄麻纤维胶质去除　图１　预水时间对胶质去除率的影响　预处理采用水浸工艺，主要是在工厂能源、化工原料紧张的　情况下，采用水浸，使纤维和胶质吸湿膨胀，结构变松，有利于碱　煮过程中胶质的快速作用和作用均匀性ｌ４～ｊ。　２．１．２　预酸处理　预酸工艺参数对预处理胶质去除率的影响见图２。　由图２可知，在相同的温度下，在处理时间为１～２　ｈ范围　内，经过１　ｇ／ＬＨ２ＳＯ　处理的黄麻纤维的胶质去除率随着时间的　延长逐渐增大；而在处理时间为２～３　ｈ的范围内，黄麻纤维的　胶质去除率随着时间的递增逐渐减小。在预酸过程中，黄麻纤　维中的许多胶质会受到酸的作用而水解（尤其是强无机酸的作　用），包括一部分不溶性果胶和半纤维索中的高分子部分。不溶　性的果胶，即果胶酸的钙镁盐虽不溶解于水中，但能为无机酸所　水解，导致其网状结构被破坏，大分子逐步解聚，最后溶解。半　纤维素是一种混杂的多糖类物质，其中一部分易被酸水解，有一　部分对酸的作用则较为稳定，但这部分成分往往易被氢氧化钠　破坏　ｊ。随着时间的进一步延长，纤维素不断产生水解，因此出　现了黄麻纤维的胶质去除率随着时间的延长先增大后减小的趋　势。在２　ｇ／Ｉ　的Ｈ２ＳＯ４处理条件下，纤维胶质去除率随时间的　延长出现了逐渐减小的趋势。究其原因，亦是由于随着时间的　延长纤维素不断产生水解的缘故。　斟　垡　图２预酸浓度和时间对胶质去除率的影响　由于纤维素在酸性条件下易发生水解，且随着Ｈ。ＳＯ　浓度　的增大、时间的延长，水解作用越显著，所以应控制好预酸处理　的时间和浓度。从图中还可明显地看出，在时间小于２　ｈ的时　间段内，１　ｇ／Ｌ的Ｈ２Ｓ０　预处理的效果比２　ｇ／Ｉ　的要好。因此，　在所讨论的范围内，选用１　ｇ／Ｌ的Ｈ２ＳＯ４处理２　ｈ比较合适。　２．１．３　预氧处理　预氧工艺参数对预处理胶质去除率的影响见图３。　率随着预氧处理温度的提高不断上升。当Ｈｚ　０ｚ浓度为１０　ｇ／Ｌ　时，胶质去除率也相应地随预氧处理温度的升高而有一定程度　的提高。预氧温度在６０、７０℃及８０℃时，用１０　ｇ／Ｌ的Ｈｚ０２处　理黄麻纤维都比用５　ｇ／Ｌ的Ｈ。０。来处理的效果好。而且经预　氧处理后，黄麻纤维的白度较处理前有大幅度的提升。助剂的　添加使双氧水能更好地渗入纤维内部，脱去纤维中的色素。双　氧水浓度为１０　ｇ／Ｉ　既可对纤维中的色素产生作用，又不会对纤　维有较大损伤。加入各种助剂和稳定剂对漂白效果有利，而且　对纤维起到了保护作用，防止纤维素的氧化ｌ６］。因此，在所讨论　的范围内，选用１０　ｇ／Ｌ的Ｈ２　０２在８０℃条件下处理１　ｈ的工　艺。　２．１．４　预超声波处理　预超声波工艺参数对预处理胶质去除率的影响见图４。　图４超声波处理时间对胶质去除率的影响　由图４可知，在相同频率的超声波处理条件下，黄麻纤维的　胶质去除率分别随时间的延长而有升高的趋势。当分别用２５　ｋＨｚ和５９　ｋＨｚ的超声波处理１　ｈ后，试样的胶质去除率分别为　１３．９７　和１４．２２　；而当处理时间增至３　ｈ后，试样的胶质去　除率分别为１４．６８　和１５．Ｏ９　。因此，频率影响较大，频率越　高，分散作用越强。　超声波的作用归结起来主要是沉淀与附聚、乳化与分散及　化学作用，这里即用其在液体中固体的分散作用。超声波之所　以具有分散作用，主要是由于空化现象，所谓空化即存在于液体　中的微气泡（空化核）在声场的作用下振动，当声压达到一定值　时，气泡将迅速增长，然后突然闭合，在气泡闭合时产生冲击波，　在其周围产生上千个大气压的压力，从而破坏被作用物的组织，　达到分散的目的＿｛ｊ。　从研究结果看，超声波对黄麻纤维中的胶质成分有分散作　用，且频率不同的超声波分散作用效果各不相同。从提高生产　效率的角度考虑，选择频率为５９　ｋＨｚ的超生波在水浴５０℃的　条件下处理２　ｈ比较合适。　２．２碱煮验证试验　维普资讯 http://www.cqvip.com

・８４・　纺织科技避展　２００７　２．２．１　预处理优化工艺　暑ｚ、馘嚣　预水处理：水浴５Ｏ℃，时间１　ｈ，浴比１：１５。预酸处理：　Ｈ２ＳＯ４浓度１　ｇ／Ｌ，水浴５Ｏ℃，时间２　ｈ，浴比１：１５。预氧处理：　３结论　（１）预处理优化之后的工艺参数。　预水处理：水浴５Ｏ℃，时间１　ｈ，浴ＬＬ１｛１５。　Ｈ２　０２浓度ｌ０　ｇ／Ｌ，ＮａＯＨ浓度８　Ｌ，Ｎａｚ　Ｓｉ０３浓度５　ｇ／Ｌ，Ｎａ３　Ｐ５　ｏ１ｏ浓度“１　匕，水浴８Ｏ℃，时间１　ｈ，浴比１：１５。　预超声波处理：超声波频率５９　ｋＨｚ，水浴５Ｏ℃，时间２　ｈ，　浴比１：１５。　２．２．２　碱煮验证　预酸处理：ＨｚＳＯ４浓度１　ｇ／Ｌ，水浴５ｏ℃，时间２　ｈ，浴比　１　１５。　预氧处理：Ｈｚ　０２浓度１０　ｇ／Ｌ，ＮａＯＨ浓度８　ｇ／Ｅ，Ｎａ２Ｓ　浓度５　ｇ／Ｌ，Ｎａ３　ＰＩＯｌｏ　１　ｇ／Ｌ，水浴８Ｏ℃，时间１　ｈ，浴比１；１５。　预超声波处理：超声波频率５９　ｋＨｚ，水浴５Ｏ℃，时间２　浴比１：１５。　各优化后白灏处理工艺经碱煮后对黄麻纤维细度的影响见　图５。　（２）通过碱煮验证实验得出，预氧处理是一种对黄麻纤维脱　胶有效的预处理方式。工艺参数：Ｈｚ　０２浓度　１Ｏ　Ｌ，ＮａＯＨ浓　度８　ｇ／Ｌ，ＮａｚＳｉ０３浓度５　ｇ／Ｌ，Ｎａ３ＰｓＯ１０　１　ｇ／Ｌ，水浴８Ｏ℃，时间　１　ｈ，浴比１：１５。　参考文献：　徐静，董化玲．黄麻服饰用纺织产品开发及前景［Ｊ］．纺织科技　’　进展，２００４，（６）：１０一ｌ１．　成纤维，２００３，３２（１）：１ｌ～１４．　］　］王兴良，刘小云．聚对苯二甲酸丙二醇酯的结晶性能研究［Ｊ］　合　］　口　豳５优化的预处理工艺经碱煮后对黄麻纤维细度的影响　魏述众．生物化学［Ｍ］．北京ｔ中国轻工业出版社，１９９６．　！崔运花．超声波技术在苎麻纤维预处理中的应用［Ｊ］．纺织学报，　１９９８，１９（６）：４３—４４．　’　］　］　］　由图５可知，经碱煮验证实验后，预氧处理对黄麻纤维的细　度影响最大，预超声波处理居其次，预水处理和预酸处理对黄麻　纤维的细度影响较弱。因此可得出，预氧处理是一种对黄麻纤　维脱胶有效的预处理方式。　姜繁昌，邵社，１９８６．　宽，周岩．苎麻纺纱学［Ｍ］．北京：纺织工业出艘　・　‘　。　徐蓓蕾，吴丽莉，俞建勇．黄麻漂白工艺探索［Ｊ］．山东纺织科藏　２００６，（５）：８—１０．　Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｏｆ　ｊ　ｕｔｅ　ｆｉｂｅｒ　ＦＵ　Ｓｈｕ－ｙｕ　，ＹＵ　Ｊｉａｎ－ｙｏｎｇ。　，ＷＵ　Ｌｉ－ｌｉ　，ＬｌＵ　Ｌｉ－ｆａｎｇＩ　，ＬＩＵ　Ｇｕｏ－ｚｈｏｎｇ￣　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅｓ，Ｄｏｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１６２０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｔｈｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂ　ｏｆ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆　－　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｍｉｎｉｓｔｒｙ　ｏｆ　Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０１６２０，Ｃｈｉｎａ；３．Ｍｏｄｅｍ　Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄｏｎｇｈｕａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ９－　Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００５１，Ｃｈｉｎａ；４．Ｊｉａｎｇｓｕ　Ｒｅｄｂｕｄ　Ｄｙｅｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｕｚｈｏｕ　２１５５５１，Ｃｈｉｎａ）　●　－　・　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ　ｏｆｉｍｍｅｒｓｅ，ｐｉｃｋｌｉｎｇ，ＨｅＯｚ　ａｎｄ　ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ　ｗｅｒｅ　ａｐｐｌｉｅｄｔｏｊｕＩｔｅｆｉｂｅｒ，ａｎｄｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅｍｔｏｔｈｅ　ｄｅｇｕｍｍｉｎｇ　ｊｎ　ｆｉｂｅｒ　ｗｅｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｂｒｉｅｆｌｙ．Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ｗｅｒｅ　ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ．Ｂｙ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ａｌｋａｌｉ　ｃｏｏｋｉｎｇ　ｃｅｒｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＨｚＯ２　ｗａｓ　ａｎ　ｅｌｆｅｃｔｉｖｅ　～　ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｔｏ　ｊｕｔｅ　ｆｉｂｅｒ　ａｆｔｅｒ　ａｎａｌｙｓｉｓ．　。　．，．。．…一．～　一…　一，．．。．．。．　一一　．一．．　…　．一．．、、．．。．．　．一．　．ｒ．一．、．一一一…．一一　。　～一～．．　．　Ｋ　ｗｏｒｄｓ：ｊｕｔｅ　ｆｉｂｅｒ；ｐｒｅｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ｄｅｇｕｍｍｉｎｇ；ａｌｋａｌｉ　ｃｏｏｋｉｎｇ　。　……‘　，　。…一……一…一　一～．　．　．．一，　（上接第８１页Ｊ　Ｂｌｅａｃｈｉｎｇ　ａｎｄ　ｌｉｎｅｎ　ｉｍｐｕｒｉｔｙ　ｒｅｍｏｖａｌ　ｏｆ　　一—ｌｉｎｅｎ／ｖｉｓｃｏｓｅ／ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｂｌｅｎｄｅｄ　ｆａｂｒｉｃｓ　ＺＨＡＮＧ　Ｒｕｉ—ｐｉｎｇ　。Ｈ０ＮＧ　Ｈｕａ　（１．Ｔｈｅ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎｄ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｌＣｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ－Ｎａｎｔｏｎｇ　２２６００７，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｅｎｔｒｙ－ｅｘｉｔ　Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｑｕａｒａｎｔｉｎｅ　Ｂｕｒｅａｕ。Ｎａｎｔｏｎｇ　２２６０００　ｌＣｈｉｎａ）　Ａ　嚏ｌ　ｌｃｔ：Ｔｈｅ　ｂｋ疆ｃ　ｏｆ　Ｌｉｎｅｎ／ｖｉｓｃｏｓｅ／ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ　ｂｌｅｎｄｅｄ　ｆａｂｒｉｃｓ　ｗａｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｓｏｍｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｂｌｅａｃｈｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ　ｗｅｒｅ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，　ｓｕｃｈ　ａｓ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｐＨ　ｖａｌｕｅ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｉｍｅ　ａｎｄ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｐｅｒｏｘｉｄｅ　ｒｅ－ｂｌｅａｃｈｉｎｇ　ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｂｌｅａｃｈｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｎ　ｗｈｉｔｅｎｅｓ　ｓ　ｌ　ｌｉｎｅｎ　ｉｍＰｕｒｉｔｙ　ｒｅｍｏｖａ１．ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ｗａｓ　ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｓｈｏｗｎ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｒｅｍｏｖｉｎｇ　ｌｉｎｅｎ　ｉｍｐｕｒｉｔｙ　ｗｉｔｈ　ｓｏｄｉｕｍ　ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ／ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｐｅｒｏｘｉ［，ｄｅ　ＷａＳ．　ａｌｍｏｓｔ　ｔｈｅ　ｓａｒｎｅ　ａｓ　ｗｉｔｈ　ｓｏｄｉｕｍ　ｈｙｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ／ＤＣＣＡ／ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｐｅｒｏｘｉｄｅ．Ｂｕｔ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍｅｒ　ｍａｄ　ｅ　ｔｈｅ　ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ　ｂｅｔｔｅｒ　ａｎｄ　ｒｅｓｕｌｔｅｄ　ｍｕｃｈ　ｓｉｒａｔｌｇｔｈ　ｌｏｓｓ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｌａｔａｉｒ＇．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｉｎｅｎ／ｖ￣ｓｃｏｓｅ／ｐｏｌｙｕｒｅｔｂａｎｅ　ｂｌｅｎｄｅｄ　ｆａｂｒｉｃ；ｂｌｅａｃｈｉｎｇ；ｌｉｎｅｎ　ｉｍｐｕｒｉｔｙ　ｒｅｍｏｖａｌ