【摘 要】
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亚麻制品因具有吸湿透气性佳、抗菌防辐射等多种优良性能,而被广泛应用于服装、家用纺织品及产业用纺织品等各大领域,在纺织品市场倍受青睐。提高亚麻原料可纺性能和成品品质的关键在于脱胶提取优质麻纤维,工厂中常用的亚麻化学脱胶方法中有多道的酸洗、煮漂等流程,工艺耗能且繁琐;并且,漂白过程中所使用的含氯漂白剂会形成不易降解的有机氯化物,污染环境且对身体健康造成隐患;同时,脱胶过程中氧化剂的强烈氧化效用也会使得
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亚麻制品因具有吸湿透气性佳、抗菌防辐射等多种优良性能,而被广泛应用于服装、家用纺织品及产业用纺织品等各大领域,在纺织品市场倍受青睐。提高亚麻原料可纺性能和成品品质的关键在于脱胶提取优质麻纤维,工厂中常用的亚麻化学脱胶方法中有多道的酸洗、煮漂等流程,工艺耗能且繁琐;并且,漂白过程中所使用的含氯漂白剂会形成不易降解的有机氯化物,污染环境且对身体健康造成隐患;同时,脱胶过程中氧化剂的强烈氧化效用也会使得纤维受到降解和损伤,易导致纤维聚合度及强度下降。因此,针对传统化学脱胶工艺的诸多缺陷,以碱氧脱胶体系为研究主线,精简碱氧脱胶体系的工艺流程,减少氧化脱胶过程中纤维素的降解与损伤,并在此基础上考虑氧化脱胶过程中的节能与节水方案,拓宽碱氧脱胶体系的适用性。(1)首先,探讨四种不同氧化体系(碱性过氧化氢、过碳酸钠、TEMPO/Na Cl O/Na Br以及NHPI/Na Cl O/Na Br体系)对亚麻的脱胶效果。实验结果表明:这四种氧化体系均能成功实现亚麻的脱胶,但脱胶后的纤维理化性能各不相同。四种体系脱胶制得的亚麻纤维,失重率分别为12.56、8.27、15.80、28.43%,残余木质素含量分别为1.29、1.74、1.62、1.42%,残余果胶含量分别为1.09、1.58、1.34、1.67%,聚合度分别为1268、2315、1086、572,束纤维强度分别为49.14、63.09、39.08、24.41 c N/tex,细度分别为10.41、15.72、8.33、10.32 dtex。可见,NHPI体系制得的亚麻纤维强伸性能较差且残余果胶含量较高;TEMPO体系制得的亚麻纤维细度较佳,但残余木质素含量较高且聚合度较低;过碳酸钠体系制得的亚麻纤维强伸性能较好,但木质素和果胶的去除效果欠佳;碱性过氧化氢体系制得的亚麻纤维木质素和果胶含量最低,综合性能最佳。(2)其次,基于上述研究结果,本章选取综合脱胶效果最佳的碱氧脱胶体系进行进一步研究,实现了短流程碱氧一步法脱胶,可成功将传统碱氧脱胶中的酸预处理、碱煮练、氧化剂漂白等多道工序简化。实验结果表明:在Na OH 8g/L、H2O26 g/L、硅酸钠2.5 g/L、三聚磷酸钠2 g/L、温度80℃、时间120 min时,制得的亚麻纤维性能较佳,脱胶后的纤维细度为9.92 dtex,束纤维强度为52.03 c N/tex,聚合度为1334,残余木质素含量为1.36%,残余果胶含量为1.12%。此工艺制得的亚麻纤维在聚合度和束纤维强度等方面略低于工厂传统化学脱胶后的亚麻纤维,但在细度、白度、残胶率、木质素含量、果胶含量等综合方面优于工厂传统化学脱胶后的亚麻纤维。(3)最后,考虑到短流程碱氧煮练脱胶体系下的亚麻纤维存在着一定程度的损伤,在聚合度和束纤维断裂强度上不及工厂传统化学脱胶后的亚麻纤维,具有进一步的可提升空间,因此,本研究在短流程碱氧煮练脱胶体系适宜的试剂配比的基础上,采用常温堆置的方法,同时加入氧化剂NHPI及过氧化氢活化助剂戊乙酰葡萄糖(PAG)等,提升该体系的反应效率与效果,降低碱氧体系对于纤维物理机械性能的损伤。探究常温堆置碱氧体系在反应条件上实现节水化的可能性,并将常温堆置节水型碱氧脱胶体系下制得的亚麻纤维与工厂传统化学脱胶后的亚麻纤维及碱氧煮练体系下制得的亚麻纤维进行微观形貌、化学成分、物理性能等综合对比分析,验证常温堆置节水型碱氧脱胶方案的可行性。结果表明:NHPI及PAG的添加有助于纤维性能的提升,且当NHPI 0.5 g/L、PAG 2.5 g/L、Na OH 8 g/L、H2O26 g/L、硅酸钠2.5 g/L、三聚磷酸钠2 g/L、空气湿度65%RH、堆置温度30℃、堆置时间2 h、浴比1:10时,制得的亚麻纤维性能较好,脱胶后的纤维白度为49.37、纤维细度为14.86 dtex,束纤维强度为72.43 c N/tex,聚合度为2038,残余木质素含量为1.74%,残余果胶含量为1.05%。常温堆置节水型氧化脱胶体系所制得的亚麻纤维综合性能良好,成功减少了氧化脱胶过程中纤维素的降解与损伤,并实现了碱氧体系的节能化、节水化以及环保化,拓宽了碱氧脱胶体系的适用性。
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