玉米苞叶纤维的形态结构

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1、第22卷第4期2014年12月纤维素科学与技术JournalofCelluloseScienceandTechnologyVol.22No.4Dec.2014文章编号：1004-8405(2014)04-0070-05玉米苞叶纤维的形态结构严涛海，陈东生，黄雪春（闽江学院服装与艺术工程学院，福建福州350121）摘要：为开发利用废弃玉米苞叶作为纺织纤维原料，用NaOH溶液对玉米苞叶进行处理制得了玉米苞叶纤维；通过观察制得的玉米苞叶纤维形态确定了最优的NaOH溶液制取的方法，实验室最佳制取方法为15%NaOH溶液、温度80℃、处理时间2.5h；用傅里叶红外光谱仪获得玉米苞叶

2、及其纤维的红外光谱图，表明玉米苞叶纤维主体成分为纤维素；用CU-6纤维细度分析仪观察玉米苞叶纤维的表面形态结构，发现其纵向类似棉纤维天然转曲，横截面有不规则中空形态。关键词：玉米苞叶；纤维；NaOH溶液；形态结构中图分类号：TS102.2文献标识码：A玉米苞叶，亦称玉米苞皮、玉米棒皮、玉米皮，是玉米果穗外面的包被部分。玉米是全球分布最广的农作物之一，全球范围内玉米的种植面积仅次于小麦以及水稻，在我国玉米种植面积和总产量都位列第二位[1]。大多数玉米苞叶没有被利用起来，一般用来焚烧、掩埋。因为它本身所含的纤维素组织构造紧密、韧性强，国内较多将其作为工艺编制品原料、轻型建筑材

3、料以及高密度人工板材的填料等[2]。玉米皮作为主要副产物含有丰富的膳食纤维以及玉米黄素、阿魏酸等物质[3-5]。国外有报道其可以用来生产Ｌ―阿拉伯糖、甾醇等产品[6-7]，可以加工成为天然鞋垫、厨房洗洁工具、可降解环保餐具、优质纸浆，可用养殖食用菌，可用作饲料配料，还可用来做秸秆压块生物燃料等[8-9]。但是对玉米苞叶纤维的制备及其在纺织服装上的研究还处于探索的阶段。玉米苞叶纤维是一种绿色生态纤维，来源于天然玉米苞叶，本文主要是通过化学法提取玉米苞叶纤维，可实现玉米苞叶的变废为宝。1实验1.1试剂与仪器玉米苞叶，来源于福建省福州市闽侯县农业局提供的闽玉糯1号；氢氧化钠，乙

4、酸，均为国产分析纯。温州纺织仪器公司YG（B）002型CU-6纤维细度分析仪，快速烘箱，HD500水浴振荡器，电子天平，哈式切片器，天津拓普仪器公司FTIR920型傅里叶红外光谱仪等。1.2玉米苞叶纤维的制备玉米苞叶上有较多肉眼可见类似机织物“经纬线”的棱线，这些“经纬线”的棱线即为玉米苞叶束纤维。使用一定浓度的NaOH溶液溶解或降解玉米苞叶束纤维之间的叶绿素等间质，使玉米苞叶束纤维解离出来，并用NaOH溶液继续对玉米苞叶束纤维进行化学脱胶，脱去玉米苞叶纤维间的胶质，分离出的玉米苞叶纤维具有天然转曲。收稿日期：2014-08-01作者简介：严涛海（1983~），男，讲师，

5、硕士；研究方向：纺织服装新材料。yantaoh@126.com71第4期严涛海等：玉米苞叶纤维形态结构实验操作流程：碱煮→水洗（40℃）→稀乙酸中和（10min）→水洗（40℃）→烘干（90℃，100min）→CU-6纤维细度分析仪观察。具体脱胶处理的条件如表1所示。表1脱胶处理的条件设定试样编号NaOH的质量分数/%温度/℃时间/h1234567891314151515151314158080807080907080902.52322.532.52.52.51.3纤维表面形态测试制作纵向样品：将石蜡油滴于载玻片，将样品放在石蜡上，盖上盖玻片。制作横截面样品：将纤维束装入

6、狭槽内压紧，滴火棉胶干燥，割去外露样品，在试样表面涂胶液，干燥后，沿底座平面切下试样。观察取图：使用4X物镜寻找目标后，转动物镜，使用10X物镜观测目标表面形态，通过CU-6纤维细度分析仪取图。1.4红外光谱表征傅里叶红外光谱仪，将光谱吸收值与相应的波数作图，可获得该试样的红外吸收光谱，光谱中特征吸收谱带包含了试样分子中基团和键的部分特征信息。将试样揉成一小戳，放置在光谱仪的试样架上，用合适的扫描条件对玉米苞叶及其纤维试样进行扫描，即可得到该试样的特征吸收谱。2结果与讨论2.1红外光谱图2.1.1玉米苞叶的红外光谱图玉米苞叶的红外光谱图（如图1所示），显示了玉米苞叶分别在

7、3404、2918.47、1729.90、1637.56、1372.20、1249.08、1042.08cm-1处出现吸收峰。在3404cm-1处的强峰属于O-H或N-H的伸缩振动，2918.47cm-1处相对较强的峰属于-CH-和-CH2-的伸缩振动吸收峰，1729.90cm-1处的峰属于果胶中的甲酯和羧酸基或者半纤维素中乙酰基团中的C=O伸缩振动，1637.56cm-1处的吸收峰属于木质素中的含氧基团，1249.08cm-1处的吸收峰为半乳聚糖和半纤维素中的C-O振动，1042.08cm-1处的最强峰属于多糖类纤维素中的C