一种亚麻短纤维的预处理方法技术

本发明专利技术提供了一种亚麻短纤维的预处理方法，该方法在超声波作用下，采用复合生物酶结合介体N-羟基-N-苯基丙酰胺对亚麻短纤维进行脱胶预处理，工艺流程为：复合酶的制备→复合生物酶-介体系统条件下的亚麻短纤维煮练→漂白→水洗→脱水→烘干。本发明专利技术亚麻短纤维的煮练处理条件温和，对纤维损伤小，处理时间短，处理后的亚麻短纤维的物理性能指标(减量率、断裂强度、白度和分裂度)好于单独使用生物酶前处理的亚麻短纤维，可减少生物酶量1.8～2.5％owf，节省工艺时间9～20min。本发明专利技术实现了在纤维脱胶过程中不再用酸对纤维进行预处理，减少了预处理废水的处理，也减少了氢氧化钠的使用，降低了煮练废水的排放。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及一种在超声波作用下，采用 复合生物酶结合介体N-羟基-N-苯基丙酰胺亚麻短纤维进行脱胶预处理的方法，属于纺织

技术介绍
众所周知亚麻纤维素有"纤维皇后"的美誉，在众多绿色环保生态纤维当中，其面 料除具有天然抗菌、屏蔽紫外线辐射、吸湿排汗、不沾皮肤、吸附异味和耐磨等性能外，还具 有朴实粗矿、自然实用等风格。 亚麻成分中只有纤维素为纺织工业的有效成分，除了纤维素以外，亚麻纤维中还 有半纤维素、木质素、果胶、脂蜡质和灰分等伴生物。亚麻纤维中非纤维含量占30%左右，这 些杂质直接影响亚麻纤维的物理机械性能，并使其手感粗糙，色泽发黄。为提高亚麻纤维、 纱线和织物的可纺性能、成纱性能、织物的服用性能，需要对亚麻进行脱胶细化处理，但这 些非纤维素伴生物又不能过度去除，否则会对工艺纤维造成损伤，给产品开发带来困难。 目前亚麻纤维脱胶方法主要分成三大类：化学法、物理化学法和微生物法。目前亚 麻纤维常用的脱胶技术仍是化学脱胶法，化学法是利用时机溶解脚质。现较多采用碱煮练， 根据纤维素与胶质对碱的稳定性不同，将胶质去除，其化学脱胶过程分为碱液的渗透、纤维 的溶胀和纤维的氧化分解。其工艺流程长，耗时长，能耗大，废水处理不当就会污染环境。 物理化学法是利用物理和化学共同作用去除纤维中的胶质。目前已存在超声波和 高温高压煮练法。超声波煮练法是利用超声波的物理作用使纤维细化分离，且其空化作用 提高碱液的反应速率，对于扩散出的胶质分子能迅速乳化和分散，避免重新吸附在纤维上， 从而缩短煮练时间，减少试剂用量，并提高产品质量。高温高压煮练法配置的碱量可以比常 压下减少，煮练时间缩短。高温高压处理后的亚麻纤维，不仅物理性能提高。纤维的杂质去 除较为彻底，而且纤维分裂度、柔软度明显提高，可纺性也得到改进。 微生物法即酶脱胶，利用微生物发酵，产生果胶酶，果胶酶作用于不溶性果胶使之 变成可溶性果胶，然后受到果胶酯酶的水解，生成果胶酸等物质，果胶酸进一步被多半乳糖 醛酸酶水解生成半乳糖醛酸等物质。果胶类物质被部分分解的结果是纤维束被分解，达到 脱胶目的。但目前培育的酶活力不高，单靠酶脱胶残胶率较高，而且酶处理过程中若采用连 续的较剧烈的机械搅拌，胶质与酶作用后的水解产物不易从纤维上脱离，这样不利于美容 液向纤维内部渗透。 基于化学法和微生物优缺点，本专利技术在超声波作用下，采用复合生物酶结合介体 N-羟基-N-苯基丙酰胺对亚麻短纤维进行脱胶预处理，取得了较好的效果。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种绿色节能环保、脱胶效率高的亚麻短纤维预 处理的方法。 本专利技术所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的： ，其特征在于，在超声波作用下，采用复合生物酶结 合介体N-羟基-N-苯基丙酰胺对亚麻短纤维进行脱胶预处理； 其中，所述复合生物酶由漆酶、酸性果胶酶和木聚糖酶组成。 在本专利技术中，优选的，具体包括以下步骤： (1)复合生物酶的制备 称取漆酶10-20份，酸性果胶酶10-20份，木聚糖酶30-50份，搅拌混合均匀，即 得； (2)复合生物酶-介体系统条件下的亚麻短纤维煮练 在超声波作用下，将亚麻短纤维在煮练液中进行煮练，亚麻短纤维与煮练液的质 量比为1:30,控制煮练温度在45-75°C，煮练处理时间为40-90分钟；所述煮练液由下述组 分组成：复合生物酶，介体N-羟基-N-苯基丙酰胺，快速渗透剂T磺化琥珀酸二辛酯钠盐和 水； (3)漂白 将煮练后的亚麻短纤维加入含硅酸钠3.Og/L，无水碳酸钠2.Og/L和双氧水4.Og/ L的漂白液中，在80°C条件下，漂白60min; (4)水洗、脱水和烘干 将漂白后的亚麻短纤维用80-90°C的热水洗两次、20-30°C的冷水洗两次，脱水后 在100-105 °C下烘干至恒重。 在本专利技术中，优选的，步骤（2)所述复合生物酶相对所述亚麻短纤维的质量分数 为4-8 %，所述介体N-羟基-N-苯基丙酰胺相对所述亚麻短纤维的质量分数为0. 9-2. 5 %， 快速渗透剂T磺化琥珀酸二辛酯钠盐相对所述亚麻短纤维的质量分数为0. 5-1. 5%，所述 煮练液的pH值为3-5。 在本专利技术中，优选的，步骤（3)所述双氧水为浓度30%的双氧水。 在本专利技术中，优选的，所述超声波的发生器工作电源为AC220V，工作频率为 40KHz，输出功率为40W，超声波振荡器的施加槽尺寸为300mmX150mmX100mm。 在本专利技术中，优选的，所述N-羟基-N-苯基丙酰胺用下述方法制备得到： (1)中间体苯基羟胺的合成 将硝基苯、氯化铵和水按照质量比1. 5-3 :0. 5-1. 5 :30-34置于烧瓶中，安装机械 搅拌器，温度计，边搅拌边加热至57-60°C，然后分多次将锌粉加入反应液中，锌粉加完以后 继续搅拌30min，直至反应完全，无很浓的苦杏仁气味即可，用循环水式真空泵抽滤系统快 速过滤除去反应废渣，再用水洗涤烧瓶中的残余物倒入漏斗进行过滤，然后向滤液里加缓 缓加入氯化钠，形成氯化钠饱和溶液，边加入边搅拌，滤液中逐渐产生淡黄色针状物，再次 抽滤得到苯基羟胺粗产物，然后用少量二氯甲烷使之溶解，除去其中的无机盐等杂质，再加 入石油醚，搅拌后抽滤得到苯基羟胺白色晶体，而后用二氯甲烷和石油醚进行重结晶； (2)N-羟基-N-苯基丙酰胺的合成 将步骤⑴的苯基羟胺用四氢呋喃溶解于烧瓶中，然后加入碳酸氢钠和水的糊状 液，装上机械搅拌器、温度计和滴液漏斗，调节转速，使反应液搅拌均匀。反应置于冰盐浴 中，使反应液温度维持在〇°C到-10°c，然后从滴液漏斗中分多次缓慢滴入酰化试剂，控制 苯基羟胺与酰化试剂的摩尔比为I:〇. 8-1.2,酰化试剂加完后，继续搅拌60min。然后向反 应液中加入氢氧化钠溶液和石油醚，静置分层之后，用分液漏斗分出有机相和无机相；再用 氢氧化钠溶液分三次洗涤有机相，分出无机相，将以上无机相溶液合并，用二氯甲烷萃取两 次，再用盐酸调节PH值到6. 0左右，然后用旋转蒸发仪将二氯甲烷溶液蒸至原来的五分之 一左右，然后加入石油醚，经冷却得到结晶产物N-羟基-N-苯基丙酰胺。 在本专利技术中，优选的，步骤（1)锌粉每次按照锌粉与硝基苯的质量比1-1. 5 :1加入 反应液，并且控制锌粉加入后反应液的温度在57-68°C。 在本专利技术中，优选的，步骤（2)所述苯基羟胺、碳酸氢钠和水的质量比为8-10 : 14-16 :9-11，所述氢氧化钠溶液的质量分数均为20% ;所述酰化试剂为丙酰氯。 麻类织物生物酶处理的废水处理负荷较传统工艺低，但加工成本高和反应速率 低，阻碍了其在纺织工业中的应用。将超声波技术引入生物酶加工，可极大地提高酶效能， 进而提高反应速率。主要体现在：加速酶向基质/纤维表面运动；液-固界面的强力搅拌有 助于酶在纤维表面的定位；防止生物酶聚集；有助于反应区域酶解产物的去除。另一方面 在生物酶处理纤维过程中引入了介体N-羟基-N-苯基丙酰胺，漆酶在某些分子化合物（称 为介体mediator)的存在下能够氧化非酚型的木素模型化合物，由于介体在酶的作用下会 形成活性高且有一定稳定性的中间体，而且中间体能够从氧分子中获得电子传递给木素分 子使木素降解，进而脱除木素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亚麻短纤维的预处理方法，其特征在于，在超声波作用下，采用复合生物酶结合介体N‑羟基‑N‑苯基丙酰胺对亚麻短纤维进行脱胶预处理；其中，所述复合生物酶由漆酶、酸性果胶酶和木聚糖酶组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵欣，罗晶琨，常江，吴学栋，赵彦松，程金亮，
申请(专利权)人：齐齐哈尔大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23