基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维及其制备方法，包括：用碱煮法剥皮处理莲杆，去除莲杆外皮、木质素、果胶，得到莲纤维；将莲纤维用离子液体溶解，得到再生纤维素溶液；将莲子蛋白粉末和莲蓬提取物按比例混合，研磨后加入再生纤维素溶液后超声，再搅拌，完全分散后得到再生纤维素纺丝液；将再生纤维素纺丝液进行湿法纺丝，得到初生再生纤维素纤维浸泡于去离子水中以除去残留的离子液体，烘干后得到多功能再生纤维素纤维长丝，本发明专利技术方法操作简单，参数易于控制，选用离子液环保，可重复利用。莲再生纤维素纤维面料具有亲肤、护肤、养肤，以及抗氧化，抑菌等性能。提高人体免疫力，增强人体体质等功效。增强人体体质等功效。增强人体体质等功效。

【技术实现步骤摘要】
基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维及其制备方法


[0001]本专利技术涉及纺织纤维制备领域，尤其涉及基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，莲纤维的提取方法按照提取工艺的不同可以分为物理法和生物化学法，物理法此法得到的莲纤维柔软细长，颜色乳白泛黄，并略带清香，但是生产效率低。每生产一米的莲纤维布料，需要35000根新鲜的荷叶茎，一个熟练的工人一天抽出的莲纤维仅约100克。莲纤维的开发还停留在初级阶段，现有的化学法制备莲纤维也处于实验室研究阶段，制备工艺存在脱胶时间长，耗能大，污染大的缺点，并且经过化学处理莲纤维强度不稳定。
[0003]纤维素是自然界中最丰富的天然聚合物，中国专利CN105821518A将莲纤维素溶于强酸溶液中，通过超声分散得到莲纤维素晶须悬浮液，将蚕蛹蛋白溶液和莲纤维素晶须悬浮液混合，经湿法纺丝技术得到蚕蛹蛋白/莲纤维素复合纤维，该方法选用强酸为溶剂甲醇或乙醇为纺丝凝固浴，在生产过程中容易产生大量有含酸或有机的化学废液，易造成环境污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提供基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维及其制备方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维及其制备方法，包括以下步骤：包括以下步骤：
[0006]1)是选取莲杆、莲蓬壳和莲子清水洗除表面的污垢和杂质，烘干；
[0007]2)用碱煮法处理步骤1)得到的莲杆，通过碱煮法处理，此步骤目的是去除莲杆外皮，木质素、果胶等杂质。通过碱煮法剥皮得到莲纤维；
[0008]3)将步骤2)得到的纤维用离子液体溶解，得到再生纤维素溶液；
[0009]4)将步骤1)得到莲子去壳磨粉，通过碱提酸沉法得莲子蛋白粉末4℃储藏；
[0010]5)将步骤1)得到的莲蓬壳磨粉后用超声提取法得到莲蓬提取物；
[0011]6)将步骤4)得到的莲子蛋白和步骤5)得到的莲蓬提取物按比例混合，研磨后加入步骤3)所得再生纤维素溶液后超声，再搅拌，完全分散后得到再生纤维素纺丝液；
[0012]7)将步骤5)得到的再生纤维素纺丝液进行湿法纺丝，得到多功能再生纤维素纤维；
[0013]8)将步骤6)得到的初生再生纤维素长丝浸泡于去离子水中以除去残留的离子液体，烘干后得到多功能再生纤维素纤维长丝。
[0014]作为上述技术方案的补充和完善，本专利技术还包含以下特征。
[0015]所述步骤1)中，莲杆、莲蓬壳和莲子选取为新鲜或晒干的原料。
[0016]所述步骤2)中，具体步骤，第一次碱煮3g/l的氢氧化钠95℃加热3h后剥皮，去离子
水清洗至中性，然后1ml/l的无机酸(优选硫酸)50℃加热1h后去离子水清洗，然后用15g/l氢氧化钠90℃加热1.5～2h后去离子水清洗，最后用1～1.5g/100ml(优选1.2g/100ml)次氯酸钠与0.5～0.8ml/100ml(优选0.6ml/100ml)冰乙酸70℃加热2～3h再用去离子水洗至中性，烘干得到纤维。
[0017]所述步骤3)中，步骤(2)中莲纤维经粉碎机粉碎加入离子液中，离子液体为1
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丁基
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甲基咪唑氯盐；加入二甲基亚砜(dmso)提高溶解度，降低粘度；加入0.005wt％～0.01wt％羟甲基纤维素提高稳定性。溶解条件为：在70～100℃(优选90℃)的油浴环境中溶解2～6h。
[0018]所述步骤4)中，得到莲子去壳磨粉(150～180目)，按照1：(20～30)料液比，调ph11,温度40～50℃，搅拌提取2～3h过滤或离心，取上清液，调ph4.5，离心得到沉淀，去离子水洗涤至ph7.0，冷冻干燥，得莲子蛋白粉末4℃储藏。
[0019]所述步骤5)中，莲蓬壳磨粉(150～180目)75％乙醇按照1:25料液比50℃超声处理2h，功率为30～8000W(优选180W)、频率为20～120kHz(优选40kHz)的超声波，过滤后取滤液真空干燥得到莲蓬提取物。
[0020]所述步骤6)中，莲子蛋白与莲蓬提取物按比例1：1混合后研磨，每毫升步骤(3)再生纤维素溶液加入0.01～0.02g得到的莲子蛋白、莲蓬混合提取物，超声1～2h，再搅拌8～12h，完全分散后得到再生纤维素纺丝液；
[0021]所述步骤7)中，湿法纺丝的凝固浴为40～65℃的去离子水，纺丝条件为：注射器规格为20～100ml，泵流速即纺丝液推进速度为40～100ml/h，纺丝针头直径为0.45～1.2mm，辊一的速度20～50mm/s，辊二与辊一的速度比为1～3:1；卷绕辊与辊二的速度相同。
[0022]所述步骤8)中，得到的初生再生纤维素长丝浸泡于去40～60℃离子水中至少2～4h，用于将残留的离子液体完全浸出，然后烘干，得到基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维。
[0023]本专利技术还提供了一种多功能再生纤维素纤维，其特征在于：包括蛋白质、多酚类物质和莲纤维素，断裂强度为100～300Mpa，断裂伸长率为5％～17％。
[0024]本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：
[0025](1)本专利技术选用咪唑类离子液体进行莲杆纤维溶解，溶解性高、稳定性好、难挥发、易回收等。再生纤维进行湿法纺丝时只需水作为凝固浴，相对于传统再生纤维溶剂，更加绿色环保经济，离子液是纤维素的良溶剂，其主要是利用其中的阴离子有效破坏纤维素分子间氢键使纤维素溶解而不会发生降解，且由于离子液体高级性作用，在将纺丝液中加入适量莲蓬、莲子提取物时不需要加入分散剂与交联剂，只需加热搅拌就能均匀分散混合，方法操作简单，高效经济，为纤维素溶解的绿色溶剂。
[0026](2)本专利技术选取莲杆为原料提取纤维素，原料来源广泛。加入从莲蓬、莲子提取中有效成分，莲子中含有丰富的蛋白质和氨基酸，莲蓬中富含多酚类物质，莲蓬中也存在部分生物碱类化合物。本专利技术将莲子中含有丰富的蛋白质、莲蓬中富含的多酚类物质和莲纤维素相结合制备富含氨基酸具有抗菌的莲再生纤维素复合纤维，莲纤维素的吸水透气的类麻性能该纤维还含有氨基酸的亲肤舒适保健的功效，以及抗氧化，抑菌等性能。
[0027](3)本专利技术方法以废弃莲杆为原料，提取纤维素，从莲蓬壳与莲子中提取有效成分。无论是新鲜的莲杆或莲蓬，或是晒干的莲杆或莲蓬都可以作为原料，避免了机械回收或
化学提取中由于莲杆纤维短强力低造成提取纱线应用受限的缺点，最大程度上实现废物利用与可循环发展。
[0028](4)通过对废弃莲杆的回收、前处理、溶解、配置多功能纺丝液、湿法纺丝制备的具有氨基酸，抗菌性能的长丝微观形貌良好，具有优异的力学性能、服用性能，适用于工业化生产。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：用碱煮法剥皮处理莲杆，去除莲杆外皮、木质素、果胶，得到莲纤维；将莲纤维用离子液体溶解，得到再生纤维素溶液；S2：莲子去壳磨粉，通过碱提酸沉法得莲子蛋白粉末；S3：莲蓬壳磨粉后用超声提取法得到莲蓬提取物；S4：将莲子蛋白粉末和莲蓬提取物按比例混合，研磨后加入再生纤维素溶液后超声，再搅拌，完全分散后得到再生纤维素纺丝液；S5：将再生纤维素纺丝液进行湿法纺丝，得到初生再生纤维素纤维；S6：将初生再生纤维素长丝浸泡于去离子水中以除去残留的离子液体，烘干后得到多功能再生纤维素纤维长丝。2.根据权利要求1所述的基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：步骤S1中碱煮法处理，第一次碱煮3～5g/l的氢氧化钠95℃加热2～3h后剥皮，去离子水清洗至中性，然后1mL/L的无机酸50℃加热1h后去离子水清洗，然后用10～15g/l氢氧化钠90℃加热1.5～2h后去离子水清洗，最后用1～1.5g/100ml次氯酸钠与0.5～0.8ml/100ml冰乙酸70℃加热2～3h再用去离子水洗至中性，烘干得到纤维。3.根据权利要求1所述的基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维的制备方法，其特征在于：步骤S1中离子液体为1
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丁基
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甲基咪唑氯盐；再生纤维素溶液加入30wt％～50wt％二甲基亚砜，加入0.005wt％～0.01wt％羟甲基纤维素，溶解条件为：在70～100℃的油浴环境中溶解2～6h。4.根据权利要求1所述的基于废弃莲杆的多功能再生纤维素纤维的...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊威，尹修阳，孙艳丽，刘金霖，罗宇，吴佳佳，王峰，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：