论文部分内容阅读
黄麻纤维被誉为“金色纤维”,实现黄麻综合开发利用的关键一环在于开发出合适的脱胶工艺。传统的化学脱胶法存在诸多痼疾,诸如能耗大,污染严重,效率低等。微波由于其独特的加热效果和一系列可能存在的非热效应,在化学合成领域得到了广泛的应用,目前微波在天然纤维加工中的应用主要集中在利用木质纤维素制取生物乙醇领域,在麻类纤维加工中的应用还非常少见。本文尝试运用微波强化传统的碱煮脱胶法开发出一种快速、高效、节能、环保的脱胶工艺。查阅国内外文献发现目前鲜有研究人员系统研究过微波在麻纤维脱胶领域的应用。本课题的研究过程和结论将会给麻类的脱胶工艺带来新思想,丰富了微波化学的内涵,拓展了其应用范围,具有一定的理论研究价值和实际应用价值。本文首先考察了预酸和预氧两种常规预处理方法在黄麻脱胶工艺中的应用,然后系统研究了微波辅助碱煮脱胶工艺。微波处理时间、温度、碱液浓度是影响微波辅助碱煮脱胶的三大因素。正交实验表明在实验考查范围内,氢氧化钠浓度、微波功率、微波处理时间三者均对黄麻纤维残胶率有显著影响,且其影响大小依次为氢氧化钠浓度﹥微波处理时间﹥微波功率;微波功率对黄麻纤维断裂强度有显著影响,氢氧化钠浓度及微波处理时间对断裂强度影响不显著,三者影响大小依次为微波功率﹥氢氧化钠浓度﹥微波处理时间。综合残胶率和断裂强度考虑,当NaOH用量为15g/L,微波处理功率为500W,微波处理时间为20min,此时取得最佳脱胶效果,所得纤维残胶率为3.66%,断裂强度为3.84 cN/dtex。综合效益分析实验表明:达到相同的残胶率,微波强化碱处理脱胶法(B)所消耗的NaOH量仅为传统碱煮脱胶法(A)的75%,方法(B)所消耗的时间仅为方法(A)的11.1%,方法(B)的所能量消耗仅为方法(A)的5.6%。接下来本文提出微波强化碱处理黄麻脱胶大大提高了脱胶效率的机理是微波引发的多重效应包括热学效应、力学效应和化学效应的综合作用。最后以微波强化碱处理黄麻脱胶工艺所制得的黄麻纤维为原料成功试制了纯黄麻针刺非织造布。