棉秆分段脱胶提取棉秆皮纤维工艺研究

论文摘要

随着返璞归真、环保观念的深入人心，天然植物纤维产品越来越受到人们的青睐，人们已经试图从更多的植物中提取纤维。棉秆作为种植棉花的副产品，其韧皮中含有优良的韧皮纤维素纤维，提取棉秆皮纤维是扩大天然纤维素纤维原料资料的一条途径。本文对棉秆外观以及沿棉秆长度不同区段棉秆皮成分进行了分析，在此基础上，对棉秆进行分段，并通过对各段棉秆二煮法和一煮法脱胶方法进行正交试验，以纤维细度、强度、残胶率和可挠度作为指标，对实验结果进行分析，并通过模糊数学评价方法对各段棉秆的两种脱胶工艺进行优化，采用扫描电镜观察纤维表面状态，通过红外光谱测定纤维化学组成，分析不同脱胶方法对各段棉秆皮纤维脱胶的影响，最后确定出各段最优脱胶方法和工艺参数。通过对棉秆外观观察，初步确定分段方案，并通过定量测定各段棉秆皮在同一脱胶工艺处理前后各成分含量，最终确定棉秆的最佳分段方案为：第一段为根部（地表以下部分）棉秆，第二段为中部（地表以上25cm长度段）棉秆，第三段为梢部（地表以上大于25cm长度段）棉秆。通过对各段棉秆二煮法和一煮法脱胶提取的纤维性能的比较以及进行扫描电镜和红外光谱分析，发现一煮法对第一段棉秆皮纤维脱胶效果较好，二煮法对第二段和第三段棉秆皮纤维脱胶效果较好，最终得出，第一段棉秆脱胶提取棉秆皮纤维选用一煮法较佳，工艺条件为NaOH浓度为35g/L，温度为100℃，时间为2.5h，双氧水浓度为10ml/L；第二段棉秆脱胶提取棉秆皮纤维选用二煮法较佳，工艺条件为一煮工艺参数为NaOH浓度为20g/L，温度为90℃，时间为2.5h，双氧水浓度为8ml/L，二煮工艺参数为NaOH浓度为30g/L，温度为90℃，时间为1.5h；第三段棉秆脱胶提取棉秆皮纤维选用二煮法较佳，工艺条件为一煮工艺参数为NaOH浓度为20g/L，温度为100℃，时间为2.0h，双氧水浓度为6ml/L，二煮工艺参数为NaOH浓度为35g/L，温度为90℃，时间为1.0h。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外对棉秆研究的现状
• 1.3 课题研究目的与意义
• 1.4 主要研究内容
• 2 棉秆分段脱胶方案及实验方法
• 2.1 棉秆分段脱胶原理
• 2.1.1 棉秆皮外观形态
• 2.1.2 棉秆皮不同区段的化学成分测定
• 2.1.3 棉秆分段方案的确定
• 2.2 实验原料与实验方法
• 2.2.1 实验原料准备
• 2.2.2 实验所用药品
• 2.2.3 实验所用设备仪器
• 2.2.4 纤维性能测试方法
• 2.2.5 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 3 棉秆分段脱胶二煮法工艺
• 3.1 二煮法工艺探索
• 3.1.1 二煮工艺流程
• 3.1.2 工艺影响因素分析
• 3.2 一煮工艺优化
• 3.2.1 正交实验
• 3.2.2 第一段棉秆脱胶实验结果分析
• 3.2.3 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 3.2.4 验证实验
• 3.2.5 第二段棉秆脱胶实验结果分析
• 3.2.6 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 3.2.7 验证实验
• 3.2.8 第三段棉秆脱胶实验结果分析
• 3.2.9 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 3.2.10 验证实验
• 3.3 二煮工艺优化
• 3.3.1 正交实验
• 3.3.2 第一段棉秆脱胶实验结果及分析
• 3.3.3 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 3.3.4 验证实验
• 3.3.5 第二段棉秆脱胶实验结果分析
• 3.3.6 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 3.3.7 验证实验
• 3.3.8 第三段棉秆脱胶实验结果分析
• 3.3.9 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 3.3.10 验证实验
• 3.4 本章小结
• 4 棉秆分段脱胶一煮法工艺
• 4.1 一煮法工艺探索
• 4.1.1 一煮法工艺流程
• 4.1.2 一煮法工艺影响因素分析
• 4.2 一煮法工艺优化
• 4.2.1 正交实验
• 4.2.2 第一段棉秆实验结果分析
• 4.2.3 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 4.2.4 验证实验
• 4.2.5 第二段棉秆脱胶实验结果分析
• 4.2.6 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 4.2.7 验证实验
• 4.2.8 第三段棉秆脱胶实验结果分析
• 4.2.9 基于模糊正交法综合评价的实验结果分析
• 4.2.10 验证实验
• 4.3 本章小结
• 5 不同脱胶工艺提取纤维性能比较
• 5.1 棉秆分段脱胶二煮法与一煮法比较
• 5.1.1 第一段棉秆两种脱胶方法比较
• 5.1.2 第二段棉秆两种脱胶方法比较
• 5.1.3 第三段棉秆两种脱胶方法比较
• 5.2 不同脱胶工艺提取纤维的形态结构分析
• 5.2.1 纤维表面形态分析
• 5.2.2 红外光谱分析
• 6 结论
• 6.1 主要结论
• 6.2 不足之处
• 参考文献
• 攻读学位期间发表文章
• 致谢