巴西剑麻脱胶软化工艺研究

论文摘要

21世纪，随着人们生活水平的提高，环保理念的增强以及石油等化工原料的日渐匮乏，环保绿色无污染的可再生天然纤维必将在人类生活和生产中受到越来越大的关注和越来越广泛的应用。剑麻做为一种可再生的天然绿色纤维素纤维，其使用价值将得到进一步显现。然而，剑麻纤维硬度大，支数小，弹性差等缺点，所以要想加大它在纺织上的运用就要首先对其进行脱胶和软化处理。本课题按照相关标准对巴西剑麻的基本性能进行测试和分析，主要包括长度、细度、白度、拉伸性能、柔软度和回潮率等。然后对巴西剑麻的化学成分从全麻、麻根、麻中、麻稍四个部位分别进行试验测试和定量分析，在性能和成分测试分析的基础上，借鉴其它麻类纤维的脱胶工艺对巴西剑麻进行脱胶软化处理。脱胶处理工艺选择生物酶—化学联合脱胶，并进行漂白和柔软处理，其具体流程为：试样准备→酶处理→水洗→化学煮炼→水洗→漂白处理→水洗→柔软处理→抖松→堆放24小时→水洗→烘干。根据本课题实验目的和处理情况，处理后测试的指标按其重要性排序依次为柔软度，强度，细度，残胶率和白度。再将测试的指标通过单因素分析和正交分析确定最优工艺处理条件,所以，生物酶处理工艺条件选择：处理温度为50℃，浴比1:30，处理时间为1.5h,溶液浓度为1%（o.w.f），纤维素原酶和木聚糖酶复配比例为8:2；化学煮炼工艺条件选择：一煮NaOH用量10g/L,处理时间2h，二煮NaOH用量5g/L,处理时间1h，助剂三聚磷酸钠用量5g/L，一煮和二煮处理温度均为100℃，浴比1:30；漂白处理工艺条件选择：H2O2浓度选3g/L，漂白助剂选择2g/L硅酸钠，5g/LNaOH，浴比选1:20，处理时间选65min，处理温度选择100℃；柔软剂处理工艺条件选择：柔软剂浓度选5%（o.w.f），浴比选1:30，处理时间选45min，处理温度选40℃。将处理后得到的纤维通过外观对比、电镜观测和红外光谱分析来评价巴西剑麻处理后的效果。通过外观比较可以看出巴西剑麻纤维在每一道工艺处理以后白度、柔软度都有改善；通过电镜观察巴西剑麻随着处理工艺的深入，束纤维逐步被分散，这也说明了剑麻的胶质被逐步去除；通过红外光谱分析得出巴西剑麻原样与生物酶处理试样和漂白处理试样的光谱图比较接近，但随着处理工艺的深入，处理后剑麻试样的特征峰的值随之变小，这说明了酶处理和漂白处理后剑麻的成分和表面结构发生了改变，影响了纤维表面的吸收谱，波数的改变也说明了软化方法对于纤维表面结构是有影响的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 本课题研究的内容、目的、方法及意义
• 1.1.1 本课题研究内容
• 1.1.2 本课题研究目的
• 1.1.3 本课题研究方法
• 1.1.4 本课题研究意义
• 1.2 剑麻的种植及研究开发现状
• 1.2.1 研究背景
• 1.2.2 研究开发现状
• 1.3 本课题研究前景及创新点
• 1.3.1 研究前景
• 1.3.2 本课题创新点
• 2 剑麻纤维的物理性能测试及成分分析方法
• 2.1 剑麻纤维物理性能测试方法
• 2.1.1 长度测试
• 2.1.2 回潮率测试
• 2.1.3 细度测试
• 2.1.4 白度测试
• 2.1.5 拉伸性能测试
• 2.1.6 柔软度测试
• 2.2 巴西剑麻化学成分测试方法
• 2.2.1 脂腊质含量计算
• 2.2.2 水溶物含量计算
• 2.2.3 果胶物质含量计算
• 2.2.4 半纤维素含量计算
• 2.2.5 木质素含量计算
• 2.2.6 纤维素含量计算
• 2.2.7 灰分含量计算
• 2.2.8 巴西剑麻的含胶率计算
• 2.3 本章小结
• 3 巴西剑麻物理性能及化学成分结果与分析
• 3.1 剑麻原麻的性能测试结果与分析
• 3.1.1 巴西剑麻长度测试结果与分析
• 3.1.2 剑麻回潮率测试结果与分析
• 3.1.3 剑麻细度测试结果与分析
• 3.1.4 剑麻白度测试结果与分析
• 3.1.5 剑麻拉伸性能测试结果与分析
• 3.1.6 剑麻柔软度测试结果与分析
• 3.2 巴西剑麻化学成分含量与分析
• 3.2.1 巴西剑麻全麻的主要胶质成分及含量
• 3.2.2 巴西剑麻根部的主要胶质成分及含量
• 3.2.3 巴西剑麻中部的主要胶质成分及含量
• 3.2.4 巴西剑麻稍部的主要胶质成分及含量
• 3.2.5 巴西剑麻全麻及麻根、麻中、麻稍的纤维素含量
• 3.2.6 巴西剑麻全麻及麻根、麻中、麻稍的含胶率
• 3.3 本章小结
• 4 巴西剑麻的化学组成及处理原理
• 4.1 巴西剑麻的化学组成及其特征
• 4.1.1 纤维素及其特性
• 4.1.2 半纤维素及其特性
• 4.1.3 木质素及其特性
• 4.1.4 果胶及其特性
• 4.1.5 脂腊质及其特性
• 4.1.6 灰分及其特性
• 4.2 酶处理基本原理
• 4.3 化学脱胶基本原理
• 4.4 生物酶-化学联合脱胶基本原理
• 4.5 漂白处理基本原理
• 4.6 柔软剂处理基本原理
• 4.6.1 非硅类柔软剂
• 4.6.2 含硅柔软剂
• 4.6.3 天然油脂和石蜡
• 4.7 本章小结
• 5 巴西剑麻软化试验工艺及结果分析
• 5.1 巴西剑麻软化试验工艺的确定及说明
• 5.2 预处理工艺必要性探讨
• 5.3 酶处理试验工艺条件探索
• 5.3.1 酶处理试验工艺及试验条件选择
• 5.3.2 苏柯汉纤维素原酶单因素探索试验
• 5.3.3 苏柯汉木聚糖酶单因素探索试验
• 5.3.4 纤维素原酶与木聚糖酶复配选择及分析
• 5.3.5 苏柯汉生物酶处理试验结论
• 5.4 化学脱胶试验工艺条件探索
• 5.4.1 化学脱胶试验工艺及试验条件选择
• 5.4.2 化学煮炼单因素探索试验
• 5.4.3 化学煮炼正交试验选择及分析
• 5.4.4 化学煮炼处理试验结论
• 5.5 漂白处理试验工艺条件探索
• 5.5.1 漂白处理试验工艺及试验条件选择
• 5.5.2 漂白处理探索试验
• 5.5.3 漂白处理试验结论
• 5.6 柔软剂处理试验工艺条件探索
• 5.6.1 柔软剂处理试验工艺及试验条件选择
• 5.6.2 柔软剂处理探索试验
• 5.6.3 柔软剂处理试验结论
• 5.7 本章小结
• 6 巴西剑麻处理前后外观、形态及结构对比
• 6.1 巴西剑麻不同工艺处理试样外观对比
• 6.2 巴西剑麻不同处理工艺的电镜分析
• 6.2.1 巴西剑麻不同处理工艺的电镜纵向分析
• 6.2.2 巴西剑麻不同处理工艺的电镜横向分析
• 6.3 巴西剑麻不同处理工艺的红外光谱对比分析
• 6.3.1 巴西剑麻的红外光谱测试
• 6.3.2 测试结果与分析
• 6.4 本章小结
• 7 结论
• 7.1 结论
• 7.2 不足之处
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文
• 致谢