黄麻精细化加工的.研究

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1、致谢本文在导师陆凯、郁崇文教授的精心指导下完成的。在一年多的研究过程中，两位导师严谨的治学态度和谆谆教导，给我极大的帮助和教诲，不仅在治学上，更在为人上，使我获益匪浅。本科生黄晓菁也参与了部分实验工作。纺织化学实验室和纺材实验室的老师为本课题的实验提供了许多方便和帮助。值此论文完成之际，谨向所有曾帮助和指导我的老师、同学致以最衷心的感谢!第一章引言黄麻是麻纺织工业的主要原料之一。黄麻是椴木科(Tiliaceae)、黄麻属(Corchorus)--年生作物。采纤用的有10多种，其中长果种(Corchorusoljtoriusl)和圆果

2、种(CorehoruscapsularisL．)是商业上主要作为采纤维的两个种。同其他麻类纤维相比，黄麻虽均为韧皮纤维，却在细胞形态和大小上有显著不同。苎麻单纤维是麻类纤维中最长的，一般在60--250mm，最长可达到600mm。黄麻单纤维的长度自500—6，050／nn不等，宽度从10一30／am不等。苎麻单纤维的长宽比在各类麻中居首位，在2，000以上，大麻为750，亚麻平均为1,000，黄麻为160t11。从纺织要求上看，单纤维长宽比率愈大，并由纯纤维素构成的纤维，品质就愈好。黄麻由若干个纤维细胞组成纤维细胞束，若干个纤维细胞

3、束又组成纤维细胞束层。从以上数据可看出，黄麻单纤维的长度远小于苎麻、亚麻等，其他化学组成亦有较大区别。表1．1列出了各种麻类纤维的参数特征[2-4]。表1-1几种纤维的化学成分对比纤维素％半纤维素％果胶％木质素％脂蜡质％灰分％苎麻65—7512—163—60。8—2O．2—12．5—4．5亚麻60—7015—182—36—82—3O．2—1大麻57．117．847．315．81．961．3黄麻59—6314—160．5一l9一170．3—0．50．5—1．5从表1一l可见，黄麻的木质素含量较高，导致纤维粗硬，也正是这～点决定了黄麻纤

4、维主要用于加工麻袋、麻布，并且是利用工艺纤维进行纺纱。所谓工艺纤维是指经过梳麻机处理后，符合纺纱要求且具有一定长度和细度的束纤维。黄麻作为麻袋、麻布、地毯底布的原料，一般剥麻后多在田间沤麻，而不经过进一步脱胶作用。黄麻纤维纺纱支数也很低，多在1—4^锄，少数厂家能少量生产8—10Nm纱。其加工技术和设备亦很简单，产品档次不高，发展速度也很缓慢。随着合成纤维包装材料的兴起，黄麻包装品逐渐在市场竞争中萎缩。但由于黄麻产量丰富，且已形成～定的生产规模，更由于它的生物可降解，对生态环境的保护有积极作用，所以国际黄麻组织(IJO)已专门列项对

5、黄麻进行系列研究，努力提高产品附加值。印度多家研究所与黄麻企业联合对黄麻进行研究，已成功开发了黄麻与涤纶、粘胶、丙纶、棉、羊毛等的混纺纱。为了改善黄麻织物的性能，提高其外观和服用性能，使织物光滑、柔软、白度好，并具有良好的染色性，就要不断的改进、完善黄麻初加工方法。目前，黄麻纺织品的应用范围已扩展到行李袋、手提包、家具用装饰布、土工布以至服装领域【561。～、黄麻纤维研究动态扩大黄麻应用领域，提高产品附加值是今后黄麻产业的发展趋势。纺纱是这项工作的重大突破。纺纱工艺的目的在于充分利用纤维材料的可纺性能，最大限度地纺出适合于一定品质要

6、求的纱，从而生产出性能优良的织物。如前所述，黄麻单纤维短，无法纺纱，只能依靠工艺纤维进行纺纱。因此，脱胶工艺非常关键。脱胶过重，形成完全的单纤维，无法纺纱；脱胶过轻，工艺纤维的细度得不到改善，纺制的纱线较粗，仍无法用于高档产品。因此，精细化加工的重点为脱胶工艺。脱胶过程的工艺和方法，是根据纤维的性能和纺纱工艺对纤维品质的要求而确定的。1．黄麻脱胶进展黄麻脱胶主要是采用苎麻脱胶路线，针对黄麻纤维的不同化学组成，采用不同的加工方法。所用方法主要有碱煮练法、生物酶法、氧漂法、氯漂法和改性法。印度加尔各答技术学院研究了用化学品有效脱除半纤维

7、素和木质素的方法。半纤维素的分离脱除过程为渐进式的：先用1％的氨氧化钠溶液在30"(2时处理1小时，然后在30"C时用10％浓度的氢氧化钠溶液煮沸30分钟，再用2％浓度的醋酸溶液中和，然后水洗干燥；木质素的分离脱除过程为：在pH值为4．5情况下，用0．7％浓度的亚氯酸钠溶液把去脂黄麻纤维煮沸100--120分钟，然后用2％浓度的亚硫酸钠溶液在40"(2对处理30分钟，再水洗、干燥同。美国密西西比州立大学采用细菌工艺浸解洋麻和细菌与化学品相结合的工艺浸解洋麻，并比较了纤维性能。在30*0浸解槽中，洋麻中自然存在着细菌群落，再用浓度为7

8、％的氢氧化钠溶液和浓度为0．5％的亚硫酸钠溶液将它煮沸，洗涤后再进行梳理。结果表明，经过化学品浸解后，柬纤维的强度、含胶量和弱节长度都减小了。经过细菌浸解的纤维，其含胶量均匀，且光泽较优。化学2品浸解的纤维残胶量仅为7—12％，细菌浸