一种高效低排低温过氧化麻脱胶方法技术

本发明专利技术涉及一种高效低排低温过氧化麻脱胶方法，包括：将碱金属过氧化物、酰胺类物质和水混合，得到脱胶处理液；将待脱胶麻材料采用脱胶处理液进行脱胶处理；其中，处理的方式为浸润、浸轧或喷淋，处理的条件为：在5～‑80℃的条件下处理1～10道，每道10s～30min；使用处理液在5～‑20℃环境下对脱胶处理得到的材料进行初道清洗，然后清洗至中性，干燥，即得。本发明专利技术的脱胶方法效率高、工艺简单，处理液可循环使用、能耗水耗小、生产成本低、污水排放量少，脱胶副产物收集及时，可促进麻纺工业向低碳环保型工业转型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于麻材料的脱胶方法领域，特别涉及一种高效低排低温过氧化麻脱胶方法。
技术介绍
我国是世界大麻、苎麻、亚麻生产大国，其劳动生产率位居世界前列。2011年我国亚麻、苎麻、汉麻单位产量分别为3856、1700、2629千克/公顷，远高于世界平均值。截至2012年，我国共有规模以上麻纺织企业282家，完成工业总产值430.74亿元。麻纤维生产工艺中最耗时、耗资源、污染最大的步骤是脱胶，该步骤已经开始制约麻纤维的使用与发展。最常用的脱胶方法为化学脱胶，又称二煮法，该方法流程十分繁琐，耗水大、耗时长，约6小时(浸酸2h，一煮1.5h，二煮2.5h)。五钠、表面活性剂、非酸浸制剂等新型助剂的发展提高了麻的脱胶效率，耗时90～150min，但仍需用化学制剂高温高压煮练，对麻纤维的质量损失大，且会产生大量COD含量高、色度高的碱性废水，造成环境污染。以苎麻为例，每生产一吨精干麻产生约60m3废水，年排放的脱胶废水量达300万吨左右，COD排放量约7500吨。随着科学技术的发展，近年来研究工作者尝试将酶与微生物等引入麻脱胶工艺，并取得一定进展。其中化学、酶联合脱胶法可减少煮练次数，省去耗时(约三小时：1h化学脱胶，2h酶脱胶)耗力的打麻工序，降低麻纤维的损害程度，但由于现用的脱胶酶类作用单一，而麻中胶质成分结构复杂，残胶率不达标，生产条件要求高，生产工艺难以掌握且设备投入大，生产成本高，目前也无法在工业条件下广泛使用，故难以推广。另外，化学、生物联合脱胶法，微生物处理时间长(24h微生物脱胶，2h化学脱胶)，虽具有一定可行性，但其脱胶后纤维品质较差。因此，亟待开发一种高效率、低污染、低成本、纤维品质高的新型麻脱胶技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高效低排低温过氧化麻脱胶方法，该方法提高脱胶步骤的效率，减少脱胶步骤的排污。本专利技术所述脱胶方法效率高、工艺简单，处理液可循环使用、能耗水耗小、生产成本低、污水排放量少，脱胶副产物收集及时，可促进麻纺工业向低碳环保型工业转型。本专利技术的一种高效低排低温过氧化麻脱胶方法，包括：(1)将碱金属过氧化物，酰胺类物质和水混合，得到脱胶处理液；其中，脱胶处理液中碱金属过氧化物含量为0.5wt.％～20.0wt.％，酰胺类物质含量为0.5wt.％～20.0wt.％，余量为水；(2)将待脱胶麻材料经过步骤(1)中的脱胶处理液进行脱胶处理；其中，处理的方式为浸润、浸轧或喷淋，处理的条件为：在5～-80℃的条件下处理1～10道，每道10s～30min；(3)使用步骤(1)中得到的处理液在5～-20℃环境下对步骤(2)中脱胶处理得到的材料进行初道清洗，然后清洗(水洗或弱酸配合水洗)至中性，干燥，得到经过高效低排低温过氧化脱胶的麻材料。所述步骤(1)中碱金属过氧化物为过氧化钾、过氧化锂和过氧化钠中的至少一种。所述步骤(1)中酰胺类物质为尿素、硫脲、乙酰胺、己内酰胺和四乙基氯化铵中的至少一种。所述步骤(2)中待脱胶麻材料为苎麻、汉麻、亚麻、剑麻、黄麻或罗布麻的原麻、麻纤维束或经过初步脱胶处理的麻纤维。所述步骤(2)中浸润的处理方式为：将待脱胶麻材料浸入达到处理温度的脱胶处理液中，同时配合机械作用处理，处理结束后经过轧辊脱去处理液。所述步骤(2)中浸轧的处理方式为：将待脱胶麻材料经过脱胶处理液，在处理条件下进行浸轧，浸轧后配合轻微机械作用处理。所述步骤(2)中喷淋的处理方式为：将脱胶处理液喷淋于待脱胶麻材料上，在处理条件下进行脱胶，处理过程中配合轻微机械作用处理。所述机械作用为机械敲打、机械振荡或机械轧压。所述步骤(2)中干燥的条件为：10～105℃常压或真空环境下干燥。所述处理液的回收与再生：使用过的处理液经升温至10～50℃，沉淀并过滤移除析出的溶解成分，回收处理液可再次循环使用。本专利技术中待脱胶麻材料经过碱金属过氧化物和酰胺类物质的水溶液处理液中低温处理后，材料中部分果胶、半纤维素、木质素、蜡质以及部分分子量较小的纤维素(分子量低于30×104)被处理液高效溶解而脱离，分子量较大的纤维素纤维部分保留下来，其部分结晶区结构转换为非结晶区，从而使得最终获得的纤维白度、柔软性和可染性提高。溶解出来的胶、半纤维素、木质素、蜡质以及部分分子量较小的纤维素在处理液温度升高后析出，经过过滤可被收集以作他用，净化后的处理液可继续使用。有益效果(1)本专利技术中的脱胶处理液体系具有选择溶解性，对于结晶度和分子量较低的成分具有高效溶解能力，但是对结晶度和分子量较高的纤维素成分的溶解性较弱，因此可在避免给予纤维主体损伤的条件下，通过调节处理条件，对脱胶主要成分进行可控移除；(2)本专利技术中的低温处理原理避免了水解反应，而是直接溶解，不仅工艺的处理时间较短，从而缩短脱胶工艺时间，节省生产成本；同时，被溶解物质可以在处理液温度提升后析出而被收集，从而具有大分子结构的被溶解物质可以进一步用于其它应用；(3)本专利技术通过低温碱金属过氧化物与酰胺类物质水溶液体系的氧化作用，加速脱胶，同时还可以对纤维漂白并赋予其一定抑菌性；(4)本专利技术中的处理可以一定程度上打开纤维素体系的结晶区，将结晶区转换为非晶区，从而提高纤维的柔软性和可染性能；(6)本专利技术中的处理液可以通过升温过滤工序得到净化，可以再次循环使用，因此大幅降低成本，还可以减少废水排放，确保工艺的环保性。附图说明图1本专利技术脱胶处理流程图；图2实施例1中苎麻处理前后的形态：A为脱胶处理前苎麻原麻，B为脱胶处理后苎麻纤维；图3为脱胶处理流程图及纤维处理前后形态对比。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术。应理解，这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例1将过氧化钠/尿素/水以质量比10％/9％/81％的比例配制成处理液并预冷至-10℃，将苎麻原麻清洗净后，铺于处理网上，并浸没于预冷处理液中1min，同时施加轻微机械拍打，处理后将纤维用-10℃处理液清洗，处理液回收。纤维使用25℃水洗至中性后在室温下自然干燥。脱胶处理前的苎麻原麻和脱胶处理后的苎麻纤维如图2A和2B所示。脱胶纤维的初始模量相对传统工艺的19.9±5.9GPa降低到8.1±3.2GP，结晶度由传统工艺获得纤维的81.78％降低至50.02％，回潮率由8.83％提高到11.07％。染色性能显著性提高，染色深度K/S值提高近33.46％。实施例2将过氧化锂/硫脲/水质量比为10％/12％/78％的比例配制成脱胶处理液，将亚麻原麻洗净后，铺陈于处理网上，喷淋处理液，将被处理液润湿的原麻放置于-5℃冷冻处理5min，同时配合机械拍打，随后将纤维用-5℃处理液清洗，洗涤后处理液回收，纤维再使用20℃水洗至中性，而后在50℃快速烘干处理。通过对比低温处理前后纤维的染色性能，得到处理后的亚麻纤维的染色深度K/S值提高了101.4％。处理后的亚麻纤维初始模量降低了40.4％，说明低温处理可提高亚麻纤维的柔软度。实施例3将过氧化钾/尿素/水质量比为9％/12％/79％的比例配制成脱胶处理液并放入浸轧槽中，汉麻纤维束通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效低排低温过氧化麻脱胶方法，包括：(1)将碱金属过氧化物，酰胺类物质和水混合，得到脱胶处理液；其中，脱胶处理液中碱金属过氧化物含量为0.5wt.％～20.0wt.％，酰胺类物质含量为0.5wt.％～20.0wt.％，余量为水；(2)将待脱胶麻材料采用步骤(1)中的脱胶处理液进行脱胶处理；其中，处理的方式为浸润、浸轧或喷淋，处理的条件为：在5～‑80℃的条件下处理1～10道，每道10s～30min；(3)使用步骤(1)中制备的处理液在5～‑20℃环境下对步骤(2)中脱胶处理得到的材料进行初道清洗，然后清洗至中性，干燥，得到经过高效低排低温过氧化脱胶的麻材料。

【技术特征摘要】
1.一种高效低排低温过氧化麻脱胶方法，包括：(1)将碱金属过氧化物，酰胺类物质和水混合，得到脱胶处理液；其中，脱胶处理液中碱金属过氧化物含量为0.5wt.％～20.0wt.％，酰胺类物质含量为0.5wt.％～20.0wt.％，余量为水；(2)将待脱胶麻材料采用步骤(1)中的脱胶处理液进行脱胶处理；其中，处理的方式为浸润、浸轧或喷淋，处理的条件为：在5～-80℃的条件下处理1～10道，每道10s～30min；(3)使用步骤(1)中制备的处理液在5～-20℃环境下对步骤(2)中脱胶处理得到的材料进行初道清洗，然后清洗至中性，干燥，得到经过高效低排低温过氧化脱胶的麻材料。2.根据权利要求1所述的一种高效低排低温过氧化麻脱胶的方法，其特征在于，所述步骤(1)中碱金属过氧化物为过氧化钾、过氧化锂和过氧化钠中的至少一种。3.根据权利要求1所述的一种高效低排低温过氧化麻脱胶的方法，其特征在于，所述步骤(1)中酰胺类物质为尿素、硫脲、乙酰胺、己内酰胺和四乙基氯化铵中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种高效低排低温过氧化麻脱胶的方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋秋冉，葛建东，陈思，邱夷平，韦峻峰，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31