一種劍麻纖維的精細化加工方法與流程
2023-12-09 17:13:16 2
本發明涉及一種麻纖維的加工方法,尤其涉及一種劍麻纖維的精細化加工方法。
背景技術:
劍麻又名西沙爾麻,龍舌蘭科龍舌蘭屬,是一種多年生葉纖維作物,主要生長在熱帶、亞熱帶地區,在我國廣東、廣西、海南、福建、浙江等省均有種植。劍麻纖維是一種維管束纖維,來源於劍麻葉片,世界年產量約60萬噸,僅次於棉花產量,是當今世界用量最大,範圍最廣的一種硬質纖維,具有重要的經濟價值。劍麻纖維長度長,從0.6m~1.2m不等,強度和模量高,其中拉伸強度和模量高達到400~700MPa和7~22Gpa,是麻類纖維中較高的一種,劍麻光澤較好,色澤潔白,且具有良好的耐鹽鹼以及耐磨性,在乾濕環境之下均具有低伸縮性的優點,因此廣泛應用於海軍艦艇纜繩、飛機汽車輪胎內層、機器傳送帶、起重機吊繩鋼索中的繩芯等。同時,目前我國各地興建的大型水電站所使用的護網、防雨布、捕魚網和編制的麻袋等用品也廣泛使用劍麻纖維。
脫膠作為劍麻纖維初加工中的一道重要工序,脫膠質量好壞,直接影響到劍麻纖維的後續加工以及最終製品的各項性能。
劍麻纖維呈束纖維狀,在束纖維中單纖維之間由膠質粘結。單纖維排列整齊緊密。劍麻中纖維素含量約為百分之五十到六十,而非纖維素部分高達百分之三十到四十,其中木質素含量高達10%左右,半纖維素高達百分之十幾甚至二十幾,導致脫膠困難。
同時由於劍麻木質素含量高,如脫除不徹底,致使劍麻纖維剛度大,彈性和斷裂伸長率小,易造成後續加工困難,且製品暴露於空氣中易氧化泛黃。因此,尋找一種好的脫膠方法是劍麻纖維加工利用過程中非常重要的一環。
目前,從劍麻葉片中提取劍麻纖維的主要方法為機械刮麻、化學脫膠、生物脫膠和物理脫膠等方式。
機械刮麻主要採用刮麻機進行機械刮麻加工,但該技術存在脫膠不徹底、纖維損傷大等缺點,從而嚴重影響了劍麻精幹麻纖維及其製品的品質。
化學脫膠是目前國內外劍麻纖維脫膠工業所採用的主要方法,分為高溫高壓和常溫常壓兩大類。高溫高壓煮練,脫膠速度快,膠質去除多,精幹麻品質較好,但纖維製成率較低,製成的纖維長度偏短。常溫常壓煮練,纖維製成率高,製成的纖維長度較長,但脫膠速度慢,膠質去除較少,精幹麻纖維分離度差。不管是高溫高壓脫膠還是常溫常壓脫膠,均存在化學試劑使用量大,不僅成本高,而且對纖維損傷嚴重,且廢水難以處理,環境汙染嚴重。
劍麻生物脫膠主要包括微生物脫膠和酶脫膠兩種方法。雖然經過多年的研究,但到目前為止,國內外劍麻纖維生物脫膠法未普及生產,僅停留在試驗生產階段。主要是因為劍麻纖維膠質成分十分複雜,需要相應的複雜酶體系共同作用,而自然界中菌株往往只具有1種或幾種相關的酶類,或者缺少脫膠關鍵酶,故需要複合菌群的作用降低植物纖維膠質,達到脫膠的目的。脫膠菌種產酶能力低、菌種脫膠關鍵酶活力不高或分泌的酶系不全、脫膠效果不穩定等使細菌脫膠處理達不到麻紡的要求。同時,由於劍麻內部成分複雜、結構緻密,酶難於充分將其降解,尤其是難於去除木質素部分,因此生物法存在脫膠質量不穩定、效率低、耗時長、成本高等問題,大部分都需要化學法來彌補其脫膠技術的不足。
物理法脫膠方法包括超聲波處理法、微波處理法和蒸汽閃爆等,其中,研究最為普遍是的是蒸汽閃爆技術。但是,有關研究所使用的蒸汽閃爆處理溫度高、壓力大,特別是,往往需要多次的重複閃爆處理,不可避免地,將造成劍麻纖維強力損傷和纖維長度損失。
總之,針對劍麻原料中木質素和半纖維素含量高的特徵,在沒有對劍麻原料進行預處理的情況下,依靠單一的化學的、生物的或物理的作用脫膠時,加工條件難以控制,纖維強度、長度、細度之間的關係難以合理控制,嚴重影響劍麻產品品質。
為了改善劍麻纖維性能,促進其有效利用,國內外在傳統脫膠方法基礎上對劍麻纖維精細技術亦開展了一些工作,但大多是集中在纖維的軟化和製品的柔軟處理,而沒有解決纖維本身的精細化問題,這顯然對劍麻製品的品質和附加值提升意義不大。
低損傷的纖維精細化處理,是提升劍麻纖維利用價值的關鍵,代表了本行業技術的發展方向。
技術實現要素:
本發明的目的是,提供一種劍麻纖維的精細化加工方法,以克服現有技術的脫膠方法普遍存在的耗時長、化學藥品使用量大、環境汙染嚴重、纖維損傷大、脫膠效果不理想等技術問題。
本發明為實現上述目的所採用的技術方案是,一種劍麻纖維的精細化加工方法,其特徵在於,包括以下步驟:
第一步,原料機械壓榨、蒸煮除雜步驟
將劍麻葉片置於軋輥式壓榨機進行機械壓榨,以破壞其表皮並軋除部分汁液;然後,置於蒸球、蒸煮鍋或蒸煮罐內,注入蒸煮液,直至劍麻葉片浸沒在蒸煮液面下;
加熱煮沸蒸煮液,在沸騰狀態下蒸煮除雜0.5~1小時,以進行劍麻葉片除雜處理;
然後,取出經過除雜處理的劍麻葉片,備用;
上述蒸煮液為表面活性劑和金屬離子螯合劑的混合水溶液,其中,表面活性劑的質量百分比濃度為0.1~2%,金屬離子螯合劑的質量百分比濃度為0.3~0.5%;
上述表面活性劑為硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸鈉SAS60、拉開分、快速滲透劑T、滲透劑JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10或N-乙基吡咯烷酮NEP-100中的一種或多種;
上述金屬離子螯合劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、矽酸鈉、檸檬酸鈉、苯甲酸鈉、聚丙烯醯胺、水楊酸鈉或乙二胺四乙酸四鈉中的一種或多種;
第二步,閃爆活化處理步驟
將經過除雜處理後的劍麻葉片,置於蒸汽閃爆裝置內,通入蒸汽,直至蒸汽閃爆裝置內水蒸氣的壓力達到1.0~1.5MPa,並在此壓力下保壓1~5分鐘;
然後,迅速洩壓閃爆,再用清水洗滌乾淨後,得到分散活化的劍麻;
第三步,打餅裝籠步驟
將所得分散活化的劍麻餵入麻籠內,採用打餅機打餅;餵料時,麻籠以3~5轉/分鐘的速度不停旋轉,打餅機機械腳上下運動以打實、打勻劍麻;同時,灑水鴨嘴從上至下連續向麻籠內噴水淋洗,淋洗水溫為50℃~80℃;
第四步,定向催化氧化步驟
將經過打餅處理後,盛裝有劍麻的麻籠整體置於脫膠罐內,打開進液閥,使用高壓泵先向脫膠罐內注入亞鐵鹽溶液至液面沒過劍麻;
然後,繼續保持高壓泵運轉,以使脫膠罐內亞鐵鹽溶液與外部亞鐵鹽溶液強制循環,保持脫膠罐內亞鐵鹽溶液始終以高速流動的狀態持續衝擊劍麻,15~30分鐘後,停高壓泵、關閉進液閥、打開出液閥,將脫膠罐內的亞鐵鹽溶液排空後關閉出液閥;
接著,打開進液閥,使用高壓泵先向脫膠罐內注入活化劑浴液至液面沒過劍麻;然後,繼續保持高壓泵運轉,以使脫膠罐內活化劑浴液與外部活化劑浴液強制循環,保持脫膠罐內活化劑浴液始終以高速流動的狀態持續衝擊劍麻,1~2小時後,停高壓泵、關閉進液閥、打開出液閥,待脫膠罐內的活化劑浴液排空後,關閉出液閥;
上述活化劑為H2O2、過氧乙酸或過氧化尿素溶液;
第五步,化學脫膠步驟
將鹼性脫膠液泵送至脫膠罐內,待鹼性脫膠液液面沒過劍麻後加熱煮沸,並在沸騰狀態下連續蒸煮0.5~2小時;
然後,打開出液閥,待脫膠液排空後,關閉出液閥;
接著,打開進液閥,向脫膠罐內注入硫酸或鹽酸浴液,將劍麻洗滌至pH值≤7;再使用清水反覆漂洗乾淨,得到劍麻纖維半成品;
第六步,後處理步驟
將所得到的劍麻纖維半成品依次經脫水、上油、烘乾,即得劍麻纖維成品。
優選為,上述亞鐵鹽溶液為FeSO4溶液、FeCl2溶液或(NH4)Fe(SO4)2溶液,質量百分比濃度均為0.03%~1%。
進一步優選,上述活化劑浴液的質量百分比濃度0.5%~2.5%,pH值為3~5,溫度為30℃~50℃;浴比均為1:10。
進一步優選,上述鹼性脫膠液為質量百分比濃度為0.1%~1%的氫氧化鈉溶液;或者是,按下述方法配製出的浴液:向使用過的蒸煮除雜廢液中加入氫氧化鈉,以使其中的氫氧化鈉的質量百分比濃度達到0.1%~1%的浴液;
所述硫酸或鹽酸浴液的質量百分比濃度均為0.1%,浴比為1:20。
進一步優選,上述的劍麻纖維的精細化加工方法,劍麻原料產地為巴西時,所製得的劍麻纖維成品的細度為7.2~8.9tex,殘膠率為3.88%~5.22%,纖維強度為5.7~7.3cN/dtex;
劍麻原料產地為中國時,所製得的劍麻纖維成品的細度為4.1~5.9tex,殘膠率為3.88%~5.22%,纖維強度為2.7~3.5cN/dtex。
上述技術方案直接帶來的技術效果是,脫膠效果好、劍麻纖維分散效果好,纖維損傷程度小,適於不同產地的各類劍麻的精細加工處理。
綜上,不難看出上述技術方案的劍麻纖維的精細化加工方法,整個生產過程中,化學品消耗量小、環保壓力減輕,工藝控制難度大幅降低;水電汽等公用工程消耗量小、生產效率高、生產成本低。
為更好地理解本發明的技術特點,現詳細分析與說明如下:
上述技術方案中,採用軋棍式壓榨機對劍麻葉片進行壓榨,去除劍麻葉片中的水分,在水分去除的同時,將部分膠質去除,減輕後續工序難度,降低化學品消耗。更為重要的是,採用軋棍式壓榨機對劍麻葉片進行壓榨,可在一定程度上對劍麻葉片進行松解,增強後續蒸煮除雜效果和效率,同時亦有軟化劍麻葉片的作用,利於後續蒸汽閃爆裝機和後續打餅。
上述技術方案中,將經機械壓榨的劍麻葉片原料進行蒸煮除雜,在蒸煮除雜過程中可去除劍麻葉片中的大部分水溶物和部分半纖維素(劍麻葉片上的部分半纖維素,在高溫下,可發生水解反應而被去除),進而減少後續化學試劑的消耗和用量。
同時,蒸煮除雜過程中,在高溫和表面活性劑的滲透、潤溼作用下,可軟化劍麻葉片表層的硬皮,利於後續加工去除。
更為重要的是,蒸煮除雜步驟中,在表面活性劑滲透、潤溼、分散和乳化作用下,可快速地去除劍麻葉片原料中原有的大部分無機物,尤其是可去除易吸附、絡合或螯合Fe2+離子的雜質,防止後續定向催化氧化步驟中所添加的Fe2+離子「失活」。
另外,在表面活性劑滲透、潤溼、分散和乳化作用下,可快速去除劍麻葉片原料中原有的大部分油性物質,增強劍麻葉片的浸潤性,提高後續定向催化氧化步驟中劍麻葉片對Fe2+離子的吸附效率。
同時,在金屬離子螯合劑的螯合作用下,蒸煮除雜步驟,可有效去除劍麻葉片所含有的金屬離子成分,從而有效避免這些金屬離子成分可能造成的活化劑的催化分解反應。即,更好地保證後續定向催化氧化的效果。
上述技術方案中,將經過蒸煮除雜處理後的劍麻葉片進行蒸汽閃爆活化處理,在此過程中,高溫高壓狀態的水蒸氣和液態水作用於劍麻原料,對原料進行充分溶脹;然後,在瞬間洩壓的作用下,使劍麻葉片松解或分散,實現劍麻葉片的活化處理。
上述技術方案中,閃爆活化處理步驟的水洗步驟,可直接去除蒸汽閃爆過程中膠質降解所生成的小分子和部分降聚的大分子膠質,降低後續處理步驟化學品的消耗;更為重要的是,水洗步驟可有效去除劍麻葉片蒸煮過程中所帶入劍麻葉片的金屬離子螯合劑,防止定向催化氧化步驟中的Fe2+離子「失活」。
上述技術方案中,打餅過程中採用邊打餅、邊溫水噴淋的方法,對經閃爆活化處理的劍麻葉片進行打餅,可使劍麻葉片中的膠質在溫水的浸泡作用下進一步軟化,並在機械力的作用下部分去除;尤其是,打餅過程中由於機械外力作用和溫水處理作用,可有效去除後續工序所難於去除的部分劍麻葉片表層硬皮,進而可大幅降低後續加工處理強度,以及化學試劑的消耗。
需要特別指出的是,上述技術方案中,在定向催化氧化過程中,經閃爆活化後松解或分散的劍麻葉片表面的半纖維素和木質素在含氧基團的作用下吸附Fe2+。
加入活化劑後,吸附有Fe2+的半纖維素和木質素率先被氧化降解,部分被氧化降解為小分子有機物直接溶解去除,部分被氧化為後續化學脫膠更易去除的物質。
定向催化氧化步驟中,吸附Fe2+的劍麻葉片,不經水洗,即直接置於含有活化劑的溶液中,目的是保護Fe2+定向催化活化劑分解,進而氧化木質素和半纖維素,增強催化氧化效果。
上述技術方案中,化學脫膠步驟中,脫膠液是採用蒸煮除雜廢液通過加入氫氧化鈉配製的鹼性脫膠液,可減少新鮮水的使用量,降低汙水排放量。
另外,蒸煮除雜廢液本身為熱水,再次用於化學脫膠步驟可減少整個工藝過程的能耗。更為重要的是,由於蒸煮除雜廢液自身含有表面活性劑,直接對其利用,可避免化學脫膠步驟中表面活性劑的再次加入,減少整個工藝過程化學品的消耗量,增加化學品的使用效率。
其中,採用蒸汽閃爆活化以及Fe2+離子和雙氧水(或過氧乙酸或過氧化尿素溶液)浸泡對劍麻葉片進行定向催化氧化處理是本發明的技術關鍵點之一,對最終的劍麻纖維處理效果起到了十分關鍵的作用。原因如下:
在劍麻葉片部,劍麻纖維素纖維在果膠、半纖維素和木質素等膠質的粘結作用下成束(工藝)纖維,劍麻束纖維截面由50~150根單纖維組成,單纖維排列整齊、緊密,其中單纖維長度為2.7~4.4mm,直徑則為20~32μm,膠質(果膠、半纖維素、木質素等)與纖維素依靠氫鍵、共價鍵、範德華力作用相互連接,這些膠質分散在纖維中間或包圍在纖維外,形成了緻密的網絡三維空間結構,使得纖維素部分不易分散。傳統的脫膠方法都是藉助化學試劑或生物酶的作用,從外至內逐層將束纖維中的膠質剝離下來,致使原料內外脫膠程度不一致,外層脫膠程度強於內層,導致最終製品品質下降,同時此過程反應條件不易控制,若是脫膠作用劇烈,會導致纖維強度嚴重損失;若脫膠效果不好、殘膠率偏高,將導致纖維粗、硬、糙,同樣不利於後續加工使用。
因此,若要改變從外到內逐層剝離膠質的脫膠方式,以更溫和的條件合理匹配劍麻工藝纖維強度、細度、長度間的關係,需要對原料進行部分非纖維素物質的定向去除。
而上述技術方案的蒸汽閃爆活化處理,因蒸汽閃爆處理強度低,所以,可在不破壞劍麻纖維主體成分纖維素聚合度的情況下,破壞原料中木質素、半纖維素等成分分子內及分子間以及木質素、半纖維素與纖維素分子間的氫鍵,弱化膠質與膠質以及膠質與纖維素的結合力,同時增加原料的潤脹程度,部分脫除半纖維素和木質素,利於後續化學試劑的滲透並進一步發生作用。
同時,上述技術方案的蒸汽閃爆活化處理過程中,高溫、高壓狀態的水蒸氣和液態水作用於劍麻原料,對原料進行充分潤脹,隨後的瞬間洩壓過程中,在類機械分裂作用、氫鍵破壞作用以及結構重排的聯合作用下,半纖維素與半纖維素之間、半纖維素與木質素之間、半纖維素與纖維素之間、木質素與纖維素之間的連接斷裂或減弱,原料得到松解或分散,使劍麻葉片原料比表面積增大,可增強後續Fe2+離子的吸附。同時,在蒸汽閃爆過程中,在類酸性水解以及熱降解的作用下,可使部分半纖維素降解去除,降低後續加工處理強度和化學試劑用量。
更為重要的是,在蒸汽閃爆活化過程中,由於類機械分裂作用、氫鍵破壞作用以及結構重排的聯合作用,致使半纖維素與半纖維素之間、半纖維素與木質素之間、半纖維素與纖維素之間、木質素與纖維素之間的連接斷裂或減弱,使劍麻原料得到松解或分散,使原料比表面積增大的同時,由於半纖維素和木質素等膠質包裹於纖維外層,因此處於原料表面的半纖維素和木質素含量增加,使更多含O基團暴露於原料表面,在半纖維素和木質素含O供電子基團的作用下,可有效吸附更多Fe2+離子,增強了劍麻葉片原料Fe2+離子吸附的活性,利於後續定向活化過程中Fe2+離子的吸附,進而有利於後續定向催化氧化的進行。
另外,在閃爆活化過程中,高溫高壓狀態的水蒸氣和液態水,可很好的對不易去除的劍麻葉片外皮進行有效潤脹,在隨後的瞬間洩壓過程中類機械分裂作用下,將其與劍麻葉片內層分離並去除,降低後續定向催化氧化和鹼煮處理的難度和強度,減少後續化學試劑的使用量。
同時,在閃爆活化過程中,在類機械分裂作用、氫鍵破壞作用以及結構重排的聯合作用下,劍麻葉片原料已得到了有效松解或分散,與現有技術的化學脫膠方法和生物脫膠方法相比,可省去鹼煮脫膠後的拷麻步驟,降低了能耗和水耗。
在定向催化氧化過程中,經閃爆活化處理的劍麻原料,由於半纖維素和木質素表面含氧基團的增多,在FeSO4、FeCl2或(NH4)Fe(SO4)2溶液的浸泡下,劍麻原料表面大量吸附Fe2+,然後在雙氧水或過氧乙酸或過氧化尿素溶液處理中,半纖維素和木質素吸附的Fe2+在半纖維素和木質素表面催化直接添加的H2O2或過氧乙酸或過氧化尿素溶液水解生成的H2O2分解,在酸性條件下,Fe2+催化H2O2分解產生氧化能力極強的HO·,由於產生的氧化能力極強的HO·主要位於半纖維素和木質素表面,因此可將部分半纖維素氧化降解為可水溶的小分子有機物而溶解於水中;同時由於HO·氧化能力極強,可將結構複雜且難以去除的木質素側鏈C-C鍵斷裂或發生開環反應,生成後續化學脫膠更易去除的結構,易於後續脫膠去除。同時HO·氧化作用半徑很小,且由於纖維素包裹於半纖維素和木質素中,因此HO·的氧化作用難於使纖維素氧化降解。
在化學脫膠過程中,高溫鹼液可以水解去除剩餘大部分的非纖維素物質,尤其可使經氧化後側鏈C-C鍵斷裂或發生開環反應的木質素發生水解反應而去除,使得纖維進一步分散,同時纖維素在鹼液下發生消晶作用,降低結晶度,提高纖維的親水性,軟化纖維。
上述技術方案中,之所以將經過定向催化氧化的劍麻葉片原料,無需水洗,即在排空反應液後,直接泵入鹼液進行脫膠處理,目的在於,一是,其中剩餘、未分解的活化劑可以增加鹼煮脫膠過程中的脫膠效果和漂白效果,二是,剩餘的Fe2+可對脫膠液進行混凝脫色,減輕後續廢水處理難度。
當然,相應地,與現有技術的預酸處理、預鹼處理、預尿氧處理化學脫膠方法對比,在化學脫膠前,省略了一個水洗步驟,降低了水耗。
另外,與現有生物、化學脫膠技術相比,此技術由於剩餘的Fe2+離子在化學脫膠過程中具有混凝脫色作用,可脫掉部分廢水中的有色物質。因此,對後續生產過程中所產生的廢水脫色處理難度相應降低。
同時,與現有技術的化學脫膠方法比,上述技術方案無需經過大量化學試劑的長時間蒸煮,藉助蒸汽閃爆和酸性條件下Fe2+離子催化活化劑產生的HO·的定向氧化降解作用進行劍麻纖維脫膠具有效率高、汙染小等顯著優勢。
上述技術方案中,酸洗則為了中和化學脫膠的鹼性試劑,防止鹼對纖維素的進一步降解;上油用以改善纖維的表面狀態,增加纖維的鬆散性及柔軟程度,便於後續紡紗。
總之,正是由於上述系列技術手段的有機結合,使得在劍麻纖維粗品鹼蒸煮時,較現有技術的蒸煮處理,在化學試劑用量、蒸煮所需時間方面均大幅減少或節約,這對於有效減輕鹼煮練過程對纖維物理指標的損傷,降低廢水處理難度、緩解環保壓力、提高生產效率,降低生產成本均具有明顯的積極意義。
補充說明:上述技術方案中,經過鹼煮練處理後的劍麻纖維,纖維中殘餘的膠質和色素,被進一步脫除,從而達到較為理想的纖維分裂度和白度指標。
綜上所述,本發明相對於現有技術,具有以下有益效果:
1、在獲得較現有技術更好的脫膠效果的基礎上,所獲得的劍麻纖維成品細度細、纖維強度指標好。
2、化學品消耗量小、環保壓力減輕,工藝控制難度大幅降低;
3、水、電、汽等公用工程消耗量小、提高了生產效率、降低了生產成本。
具體實施方式
下面結合實施例,對本發明進行詳細說明。
實施例1
劍麻葉片原料產地:廣東
加工方法如下:
將劍麻葉片經軋輥式壓榨機進行機械壓榨後,置於蒸球或蒸煮鍋或蒸煮罐內,浸沒在蒸煮液中,加熱至沸騰狀態,蒸煮0.5小時,進行劍麻葉片除雜。
將蒸煮除雜後的劍麻原料直接放入蒸汽閃爆裝置中,加熱使蒸汽閃爆裝置內的水蒸氣壓力為1.0MPa,保持此壓力1分鐘;然後打開閥門,迅速洩壓。
收集從蒸汽閃爆設備中噴出的劍麻纖維,然後進行打餅,將打餅所得劍麻葉片和麻籠一同置於脫膠罐內,泵入質量百分比濃度為0.05%的FeSO4溶液,至沒過劍麻葉片,在室溫下,採用高壓泵使FeSO4溶液內外循環15分鐘,排空FeSO4溶液後,泵入質量百分比濃度為0.5%的雙氧水溶液,於30℃循環處理1小時,排空雙氧水溶液後,泵入質量百分比濃度為0.1%的氫氧化鈉溶液,沸煮1小時。
然後,對蒸煮後的纖維在室溫下進行酸洗,酸洗液是質量百分比濃度為0.1%的硫酸溶液(酸洗過程,選擇浴比為1:20),酸洗時間為5分鐘。
將纖維水洗至pH值為中性,最後,依次經脫水、上油、烘乾後,即得精細劍麻纖維。
上述蒸煮液為表面活性劑和金屬離子螯合劑的混合水溶液,其中,表面活性劑的質量百分比濃度為0.1~2%,金屬離子螯合劑的質量百分比濃度為0.3~0.5%;
上述的表面活性劑為硫酸化蓖麻油;
上述的金屬離子螯合劑為三聚磷酸鈉。
產品檢驗檢測結果:
所製得的劍麻纖維殘膠率為5.22%,纖維平均長度大於70mm,纖維強度為3.5cN/dtex,纖維細度為5.9tex。
實施例2
劍麻葉片原料產地:廣西
加工方法如下:
將劍麻葉片經軋輥式壓榨機進行機械壓榨後,置於蒸球或蒸煮鍋或蒸煮罐內,浸沒在蒸煮液中,加熱至沸騰狀態,蒸煮0.5小時,進行劍麻葉片除雜。
將蒸煮除雜後的劍麻原料直接放入蒸汽閃爆裝置中,加熱使蒸汽閃爆裝置內的水蒸氣壓力為1.5MPa,保持此壓力5分鐘;然後打開閥門,迅速洩壓。
收集從蒸汽閃爆設備中噴出的劍麻纖維,然後進行打餅,將打餅所得劍麻葉片和麻籠一同置於脫膠罐內,泵入質量百分比濃度為0.1%的FeCl2溶液,至沒過劍麻葉片,在室溫下,採用高壓泵使FeCl2溶液內外循環30分鐘,排空FeCl2溶液後,泵入質量百分比濃度為2.5%的過氧乙酸溶液,於50℃循環處理1小時,排空過氧乙酸溶液後,泵入質量百分比濃度為0.1%的氫氧化鈉溶液,沸煮0.5小時。
然後,對蒸煮後的纖維在室溫下進行酸洗,酸洗液是質量百分比濃度為0.1%的鹽酸溶液(酸洗過程,選擇浴比為1:20),酸洗時間為5分鐘。
將纖維水洗至pH值為中性,最後,依次經脫水、上油、烘乾後,即得精細劍麻纖維。
上述蒸煮液為表面活性劑和金屬離子螯合劑的混合水溶液,其中,表面活性劑的質量百分比濃度為0.1~2%,金屬離子螯合劑的質量百分比濃度為0.3~0.5%;
上述的表面活性劑為十二烷基磺酸鈉;
上述的金屬離子螯合劑為六偏磷酸鈉。
產品檢驗檢測結果:
所製得的劍麻纖維殘膠率為3.88%,纖維平均長度大於70mm,纖維強度為2.7cN/dtex,纖維細度為4.1tex。
實施例3
劍麻葉片原料產地:福建
加工方法:
除FeSO4溶液質量百分比濃度為1%、鹼性脫膠液連續蒸煮的時間為2小時、採用過氧化尿素溶液替代雙氧水,過氧化尿素溶液溶液的質量百分比濃度為1.5%之外;
其餘,均同實施例1。
產品檢驗檢測結果:
所製得的劍麻纖維殘膠率為4.62%,纖維平均長度大於70mm,纖維強度為3.1cN/dtex,纖維細度為5.2tex。
實施例4
劍麻葉片原料產地:巴西
加工方法與實施例1相同。
產品檢驗檢測結果:
所製得的劍麻纖維殘膠率為5.22%,纖維平均長度大於85mm,纖維強度為7.3cN/dtex,纖維細度為8.9tex。
實施例5
劍麻葉片原料產地:巴西
加工方法與實施例2相同。
產品檢驗檢測結果:
所製得的劍麻纖維殘膠率為3.88%,纖維平均長度大於85mm,纖維強度為5.7cN/dtex,纖維細度為7.2tex。
實施例6
劍麻葉片原料產地:巴西
加工方法與實施例3相同。
產品檢驗檢測結果:
所製得的劍麻纖維殘膠率為4.62%,纖維平均長度大於85mm,纖維強度為6.6cN/dtex,纖維細度為8.5tex。
可以看出,本發明的劍麻纖維精加工方法可以適應不同產地的各類劍麻原料,並且,均可達到良好的脫膠效果,良好的纖維分散效果;處理過程中,對劍麻纖維的損傷小。
需要指出的是,上述的表面活性劑還可以是,如:十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸鈉SAS60、拉開粉、快速滲透劑T、滲透劑JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10、N-乙基吡咯烷酮NEP-100;
或者是,包括硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸鈉和以上這些表面活性劑的任意兩種以上成分的混合物(混合比例沒有特殊要求,可綜合成本等因素進行合理選擇)。
上述金屬離子螯合劑還可以是,如:六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、矽酸鈉、檸檬酸鈉、苯甲酸鈉、聚丙烯醯胺、水楊酸鈉、乙二胺四乙酸四鈉;
或者是,包括三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和以上這些金屬離子螯合劑的任意兩種以上成分的混合物(混合比例沒有特殊要求,可綜合成本等因素進行合理選擇)。