一种红麻纤维的精细化加工方法技术

本发明专利技术公开了一种红麻纤维的精细化加工方法，包括红麻韧皮的蒸煮除杂步骤、蒸汽闪爆活化处理步骤、打饼装笼步骤、定向催化氧化步骤、化学脱胶步骤和后处理步骤；其通过蒸汽闪爆活化处理后，采用亚铁盐溶液与活化剂对木质素和半纤维素进行定向催化氧化处理；并将蒸汽闪爆脱胶处理与定向催化氧化等系列技术手段有机结合在一起，使得本发明专利技术的红麻纤维的精细化加工方法，具有脱胶效果好、所获得的红麻纤维成品细度、长度、强度等指标好、品质优，可纺性好等特点；并且，加工过程中，化学品消耗量小、环保压力小，工艺控制简单；水电汽等公用工程消耗量小、效率高，适于工业化生产，具有良好的市场推广前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种麻纤维的加工方法，尤其涉及一种红麻纤维的精细化加工方法。
技术介绍
红麻是一种重要的优质天然纤维资源，生育期短，生长量大，适应性强，在世界上的资源十分丰富。红麻纤维是一种绿色生态的纺织纤维，与常用的苎麻、亚麻等纤维一样有吸湿、透气、抑菌、防霉、抗紫外线和抗静电等优异性能，除此之外，红麻纤维织物风格独特，因而具有十分重要的应用和开发价值。但长期以来，红麻纤维由于其单纤维短、粗，纤维中木质素含量高等原因只能用于加工麻袋、麻布、麻绳等低档产品。通常，红麻原料中单纤维长度约为2～4mm，长宽比为98.8，而常用的苎麻、亚麻单纤维长度都在10mm以上，尤其苎麻单纤维长度可达60mm以上，纤维长径普遍为1000以上，同时苎麻、亚麻、大麻的木质素含量都低于5％，而红麻木质素含量却高达20％。因此，红麻脱胶较其它麻类纤维更为困难，传统的麻类纤维脱胶方法并不适合红麻纤维的脱胶处理，必须结合红麻自身特点来选择脱胶方法和工艺。现有技术中，常用的红麻纤维脱胶方法主要还是传统麻类纤维脱胶的化学法、生物法或物理法。其中，化学法因使用大量化学试剂导致废水难以处理，环境污染严重，脱胶所需的高温条件能耗成本高，同时化学脱胶难以合理匹配纤维强度、长度与细度之间的关系，脱胶过度导致大量短绒且纤维强度低，相反则纤维残胶率高，尤其是木质素残余量高，导致纤维粗硬，柔性小，抱合力差，纱线的可纺支数低，手感粗硬，毛羽较多，刺痒感强，不能充分体现红麻纤维的优良性能，严重限制了红麻纤维的应用范围。对生物法而言，很多生物酶活性不足，通常难以作用到红麻纤维内部成分复杂、结构致密部分，尤其是难于去除木质素部分，因此生物法存在脱胶质量不稳定、效率低、耗时长、成本高等问题，大部分都需要化学法来弥补其脱胶技术的不足。物理法脱胶方法包括超声波处理法，微波处理法和蒸汽闪爆等，其中，应用最为普遍是的是蒸汽闪爆技术。但是，众多研究报道蒸汽闪爆处理过程中，蒸汽温度高、压力大，特别是，往往需要多次的重复闪爆处理，不可避免地，将造成红麻纤维强力损伤和纤维长度损失。总之，针对红麻单纤维粗、短，原料中木质素含量高的特征，在没有对红麻原料进行预处理的情况下，依靠单一的化学的、生物的或物理的作用脱胶时，加工条件难以控制，纤维强度与长度、细度关系难以合理控制，加工所得红麻纤维要么粗、硬、糙，要么纤维强力低、短麻率高，严重影响红麻产品品质。为了改善红麻纤维性能，促进其升级利用，国内外在传统脱胶方法基础上对红麻纤维精细技术亦开展了一些工作，但大多是集中在纤维的软化和纺织品的柔软处理，而没有解决纤维本身的精细化问题，只是软化工艺纤维和减小工艺纤维间摩擦力，这显然对红麻产品轻薄化和高档化意义不大。低损伤的工艺纤维精细化加工方法，是提升红麻纤维利用价值的关键，代表了本行业技术发展的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种红麻纤维的精细化加工方法，以克服现有技术的脱胶方法普遍存在的耗时长、化学药品使用量大、所制备出的红麻工艺纤维短、粗、硬、强度偏低等技术问题。本专利技术为实现上述目的所采用的技术方案是，一种红麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，红麻韧皮的蒸煮除杂步骤将红麻韧皮置于蒸球、蒸煮锅或蒸煮罐内，注入蒸煮液直至将红麻韧皮浸没在蒸煮液面下；加热蒸煮液至沸腾，在沸腾状态下蒸煮0.5～1小时，以进行红麻韧皮除杂处理；然后，取出经过除杂处理的红麻韧皮，备用；所述蒸煮液为表面活性剂和金属离子螯合剂的混合水溶液，其中，表面活性剂的质量百分比浓度为0.1％～2％，金属离子螯合剂的质量百分比浓度为0.3％～0.5％；所述表面活性剂为硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸钠SAS60、拉开粉、快速渗透剂T、渗透剂JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10、N-乙基吡咯烷酮NEP-100中的一种或多种；所述金属离子螯合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠、聚丙烯酰胺、水杨酸钠、乙二胺四乙酸四钠中的一种或多种；第二步，闪爆活化处理步骤将经过除杂处理后的红麻韧皮，置于蒸汽闪爆装置内，通入蒸汽，直至蒸汽闪爆装置内水蒸气的压力达到1.0～1.5MPa，并在此压力下保压1～5分钟；然后，迅速泄压闪爆，再用清水洗涤干净后，得到分散活化的红麻韧皮；第三步，打饼装笼步骤将所得到的分散活化的红麻韧皮喂入麻笼内，采用打饼机打饼；喂料时，麻笼以3～5转/分钟的速度不停旋转，打饼机机械脚上下运动打实打匀红麻韧皮；同时，洒水鸭嘴从上至下连续向麻笼内喷水淋洗，淋洗水温为50℃～80℃；第四步，定向催化氧化步骤将经过打饼处理后，盛装有红麻韧皮的麻笼整体置于脱胶罐内，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入亚铁盐溶液至液面没过红麻韧皮；然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内亚铁盐溶液与外部亚铁盐溶液强制循环，保持脱胶罐内亚铁盐溶液始终以高速流动的状态持续冲击红麻韧皮15～30分钟后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，将脱胶罐内的亚铁盐溶液排空后关闭出液阀；接着，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入活化剂浴液至液面没过红麻韧皮；然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内活化剂浴液与外部活化剂浴液强制循环，保持脱胶罐内活化剂浴液始终以高速流动的状态持续冲击红麻韧皮，1～2小时后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，将脱胶罐内的活化剂浴液排空后关闭出液阀；所述活化剂为H2O2、过氧乙酸或过氧化尿素溶液；第五步，化学脱胶步骤向脱胶罐内泵入碱性脱胶液，至液面没过红麻韧皮，加热煮沸，并在沸腾状态下连续蒸煮0.5～2小时；然后，打开出液阀，待脱胶液排空后关闭出液阀；接着，打开进液阀，向脱胶罐内注入硫酸浴液或盐酸浴液，将红麻韧皮洗涤至pH值≤7；再使用清水反复漂洗干净，得到红麻纤维半成品；第六步，后处理步骤将所得到的红麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干，即得红麻纤维成品。优选为，上述亚铁盐溶液为FeSO4溶液、FeCl2溶液或(NH4)Fe(SO4)2溶液，质量百分比浓度均为0.03％～1％。进一步优选，上述活化剂浴液的质量百分比浓度0.5％～2.5％，pH值为3～5，温度为30℃～50℃；浴比为1:10。进一步优选，上述碱性脱胶液为质量百分比浓度为0.1％～1％的氢氧化钠溶液；或者是，按下述方法配制出的浴液：向使用过的蒸煮除杂废液中加入氢氧化钠，以使其中的氢氧化钠的质量百分比浓度达到0.1％～1％的浴液；所述硫酸浴液或盐酸浴液的质量百分比浓度均为0.1％，浴比为1:20。进一步优选，上述的红麻纤维的精细化加工方法，所制得的红麻纤维成品的细度为13.8～16.7dtex、残胶率为8.32％～9.02％、纤维强度为3.06～3.97cN/dtex、纤维的平均长度大于40mm。上述技术方案直接带来的技术效果是，脱胶效果好(残胶率为8.32％～9.02％)、所制得的红麻纤维成品细度细(为13.8～16.7dtex)、纤维强度指标好(为3.06～3.97cN/dtex)、纤维品质优(平均长度大于40mm)。上述技术方案的红麻纤维的精细化加工方法，整个生产过程中，化学品消耗量小、环保压力减轻，工艺控制难度大幅降低本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种红麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，红麻韧皮的蒸煮除杂步骤将红麻韧皮置于蒸球、蒸煮锅或蒸煮罐内，注入蒸煮液直至将红麻韧皮浸没在蒸煮液面下；加热蒸煮液至沸腾，在沸腾状态下蒸煮0.5～1小时，以进行红麻韧皮除杂处理；然后，取出经过除杂处理的红麻韧皮，备用；所述蒸煮液为表面活性剂和金属离子螯合剂的混合水溶液，其中，表面活性剂的质量百分比浓度为0.1％～2％，金属离子螯合剂的质量百分比浓度为0.3％～0.5％；所述表面活性剂为硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸钠SAS60、拉开粉、快速渗透剂T、渗透剂JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX‑10、N‑乙基吡咯烷酮NEP‑100中的一种或多种；所述金属离子螯合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠、聚丙烯酰胺、水杨酸钠、乙二胺四乙酸四钠中的一种或多种；第二步，闪爆活化处理步骤将经过除杂处理后的红麻韧皮，置于蒸汽闪爆装置内，通入蒸汽，直至蒸汽闪爆装置内水蒸气的压力达到1.0～1.5MPa，并在此压力下保压1～5分钟；然后，迅速泄压闪爆，再用清水洗涤干净后，得到分散活化的红麻韧皮；第三步，打饼装笼步骤将所得到的分散活化的红麻韧皮喂入麻笼内，采用打饼机打饼；喂料时，麻笼以3～5转/分钟的速度不停旋转，打饼机机械脚上下运动打实打匀红麻韧皮；同时，洒水鸭嘴从上至下连续向麻笼内喷水淋洗，淋洗水温为50℃～80℃；第四步，定向催化氧化步骤将经过打饼处理后，盛装有红麻韧皮的麻笼整体置于脱胶罐内，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入亚铁盐溶液至液面没过红麻韧皮；然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内亚铁盐溶液与外部亚铁盐溶液强制循环，保持脱胶罐内亚铁盐溶液始终以高速流动的状态持续冲击红麻韧皮15～30分钟后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，将脱胶罐内的亚铁盐溶液排空后关闭出液阀；接着，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入活化剂浴液至液面没过红麻韧皮；然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内活化剂浴液与外部活化剂浴液强制循环，保持脱胶罐内活化剂浴液始终以高速流动的状态持续冲击红麻韧皮，1～2小时后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，将脱胶罐内的活化剂浴液排空后关闭出液阀；所述活化剂为H2O2、过氧乙酸或过氧化尿素溶液；第五步，化学脱胶步骤向脱胶罐内泵入碱性脱胶液，至液面没过红麻韧皮，加热煮沸，并在沸腾状态下连续蒸煮0.5～2小时；然后，打开出液阀，待脱胶液排空后关闭出液阀；接着，打开进液阀，向脱胶罐内注入硫酸浴液或盐酸浴液，将红麻韧皮洗涤至pH值≤7；再使用清水反复漂洗干净，得到红麻纤维半成品；第六步，后处理步骤将所得到的红麻纤维半成品依次经脱水、上油、烘干，即得红麻纤维成品。...

【技术特征摘要】
1.一种红麻纤维的精细化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，红麻韧皮的蒸煮除杂步骤将红麻韧皮置于蒸球、蒸煮锅或蒸煮罐内，注入蒸煮液直至将红麻韧皮浸没在蒸煮液面下；加热蒸煮液至沸腾，在沸腾状态下蒸煮0.5～1小时，以进行红麻韧皮除杂处理；然后，取出经过除杂处理的红麻韧皮，备用；所述蒸煮液为表面活性剂和金属离子螯合剂的混合水溶液，其中，表面活性剂的质量百分比浓度为0.1％～2％，金属离子螯合剂的质量百分比浓度为0.3％～0.5％；所述表面活性剂为硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、琥珀酸二辛酯磺酸钠、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸钠SAS60、拉开粉、快速渗透剂T、渗透剂JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10、N-乙基吡咯烷酮NEP-100中的一种或多种；所述金属离子螯合剂为三聚磷酸钠、六偏磷酸钠、焦磷酸钠、硅酸钠、柠檬酸钠、苯甲酸钠、聚丙烯酰胺、水杨酸钠、乙二胺四乙酸四钠中的一种或多种；第二步，闪爆活化处理步骤将经过除杂处理后的红麻韧皮，置于蒸汽闪爆装置内，通入蒸汽，直至蒸汽闪爆装置内水蒸气的压力达到1.0～1.5MPa，并在此压力下保压1～5分钟；然后，迅速泄压闪爆，再用清水洗涤干净后，得到分散活化的红麻韧皮；第三步，打饼装笼步骤将所得到的分散活化的红麻韧皮喂入麻笼内，采用打饼机打饼；喂料时，麻笼以3～5转/分钟的速度不停旋转，打饼机机械脚上下运动打实打匀红麻韧皮；同时，洒水鸭嘴从上至下连续向麻笼内喷水淋洗，淋洗水温为50℃～80℃；第四步，定向催化氧化步骤将经过打饼处理后，盛装有红麻韧皮的麻笼整体置于脱胶罐内，打开进液阀，使用高压泵先向脱胶罐内注入亚铁盐溶液至液面没过红麻韧皮；然后，继续保持高压泵运转，以使脱胶罐内亚铁盐溶液与外部亚铁盐溶液强制循环，保持脱胶罐内亚铁盐溶液始终以高速流动的状态持续冲击红麻韧皮15～30分钟后，停高压泵、关闭进液阀、打开出液阀，将脱胶罐内的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩光亭，张元明，徐维敬，李显波，孙婷婷，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37