随着社会和经济的发展,人们对绿色和生态纺织品的需求越来越多,天然纤维素纤维的开发利用成为纺织行业愈来愈重要的课题。其中,麻类产品因其优良的吸湿透气性和独特的风格得到人们的青睐。但是,麻纤维大多存在脱胶困难的问题。蒸汽爆破法预处理具有高效率、低能耗、低污染等优点,结合化学试剂预浸可大大提高其预处理效果,类芬顿定向氧化联合碱煮脱胶可有效去除麻纤维中结构复杂,难以去除的木质素。为开发新型麻纤维,改进麻纤维脱胶工艺,本课题将预浸蒸汽爆破法用于红麻纤维的预处理,联合类芬顿定向氧化与碱煮的化学脱胶处理方式,探讨了预浸蒸汽爆破和类芬顿定向氧化以及碱煮过程中预浸试剂、碱预浸浓度、保压时间、双氧水浓度和碱煮浓度等工艺参数对红麻物理化学及结构性能的影响;并且利用扫描电镜、X射线衍射、热重分析、凝胶色谱、核磁共振技术、红外光谱以及红外显微成像等技术手段研究了蒸汽爆破和类芬顿氧化过程中红麻纤维微观结构的变化。研究内容及结果如下:1.研究了化学试剂预浸对蒸汽爆破红麻纤维外观形态、化学组分、结晶度以及对铁的吸附性能的影响。结果表明:化学试剂与蒸汽闪爆联合处理可以有效去除红麻纤维的半纤维素、果胶等非纤维素物质,使得纤维分散,促进纤维对铁或亚铁离子的吸附,有利于后续氧化脱胶。其中,硫酸在蒸汽闪爆的高温模式下容易损伤纤维素,对纺织应用不利;双氧水预浸蒸汽闪爆的纤维分散和脱胶效果不明显,纤维对铁的吸附性也较差;氢氧化钠预浸蒸汽爆破作用的分散效果最好,有利于后续氧化脱胶,因此建议使用碱性蒸汽闪爆对红麻纤维进行预处理。2.研究了预浸浓度和保压时间对碱性蒸汽爆破红麻纤维的外观形态、化学组分以及对铁吸附性能的影响,双氧水浓度和碱煮浓度对碱性蒸汽爆破-类芬顿定向氧化-碱煮脱胶红麻纤维的微观形态、木质素含量和纤维素粘度的影响。结果表明:碱性蒸汽爆破可以有效去除红麻纤维的半纤维素,但对木质素的去除效果不够明显,当预浸浓度为1%,保压时间为3 min时最合适,预浸浓度过大或者保压时间过长都不利于后续脱胶处理。类芬顿定向氧化联合碱煮脱胶可以有效去除木质素,当双氧水浓度为2%,碱煮浓度在1%以下时较为合适,双氧水或碱的浓度过大都对纤维素损伤严重,不利于纺织应用。3.研究了碱性蒸汽爆破-类芬顿定向氧化-碱煮脱胶对红麻纤维微观结构的影响机理。结果表明:碱性蒸汽爆破预处理可以有效去除红麻纤维中的半纤维素,对木质素作用不够明显,类芬顿定向氧化联合碱煮处理可以有效去除纤维中的木质素。经过处理,半纤维素、果胶、木质素等无定型物质以及纤维素中的无序区被逐步去除,红麻纤维和纤维素的结晶度提高。随着处理的加剧,非纤维素物质被去除,纤维素逐渐暴露,并且由于生物质脱胶处理的不均匀性,纤维素逐渐受到损伤,导致纤维素聚合度降低。但是整个处理过程并不改变纤维素的化学结构,木质素的结构发生部分改变,更利于去除。另外,由于结晶部分的增加,红麻纤维的热稳定性能越来越好,用利于纺织应用。4.对比研究了碱性蒸汽破-类芬顿定向氧化-碱煮脱胶法与传统化学法制备的红麻纤维。结果表明:碱性蒸汽爆破-类芬顿定向氧化-碱煮联合脱胶制备的纤维较传统二煮法化学脱胶制备的纤维分散更为均匀,细度更细,虽然长度和断裂强度都不如传统化学脱胶法制备的红麻精干麻,但仍符合纺纱标准要求。