本發(fā)明涉及一種麻纖維的加工方法，尤其涉及一種劍麻纖維的精細(xì)化加工方法。
背景技術(shù)：
劍麻又名西沙爾麻，龍舌蘭科龍舌蘭屬，是一種多年生葉纖維作物，主要生長在熱帶、亞熱帶地區(qū)，在我國廣東、廣西、海南、福建、浙江等省均有種植。劍麻纖維是一種維管束纖維，來源于劍麻葉片，世界年產(chǎn)量約60萬噸，僅次于棉花產(chǎn)量，是當(dāng)今世界用量最大，范圍最廣的一種硬質(zhì)纖維，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。劍麻纖維長度長，從0.6m～1.2m不等，強(qiáng)度和模量高，其中拉伸強(qiáng)度和模量高達(dá)到400～700MPa和7～22Gpa，是麻類纖維中較高的一種，劍麻光澤較好，色澤潔白，且具有良好的耐鹽堿以及耐磨性，在干濕環(huán)境之下均具有低伸縮性的優(yōu)點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用于海軍艦艇纜繩、飛機(jī)汽車輪胎內(nèi)層、機(jī)器傳送帶、起重機(jī)吊繩鋼索中的繩芯等。同時(shí)，目前我國各地興建的大型水電站所使用的護(hù)網(wǎng)、防雨布、捕魚網(wǎng)和編制的麻袋等用品也廣泛使用劍麻纖維。
脫膠作為劍麻纖維初加工中的一道重要工序，脫膠質(zhì)量好壞，直接影響到劍麻纖維的后續(xù)加工以及最終制品的各項(xiàng)性能。
劍麻纖維呈束纖維狀，在束纖維中單纖維之間由膠質(zhì)粘結(jié)。單纖維排列整齊緊密。劍麻中纖維素含量約為百分之五十到六十，而非纖維素部分高達(dá)百分之三十到四十，其中木質(zhì)素含量高達(dá)10％左右，半纖維素高達(dá)百分之十幾甚至二十幾，導(dǎo)致脫膠困難。
同時(shí)由于劍麻木質(zhì)素含量高，如脫除不徹底，致使劍麻纖維剛度大，彈性和斷裂伸長率小，易造成后續(xù)加工困難，且制品暴露于空氣中易氧化泛黃。因此，尋找一種好的脫膠方法是劍麻纖維加工利用過程中非常重要的一環(huán)。
目前，從劍麻葉片中提取劍麻纖維的主要方法為機(jī)械刮麻、化學(xué)脫膠、生物脫膠和物理脫膠等方式。
機(jī)械刮麻主要采用刮麻機(jī)進(jìn)行機(jī)械刮麻加工，但該技術(shù)存在脫膠不徹底、纖維損傷大等缺點(diǎn)，從而嚴(yán)重影響了劍麻精干麻纖維及其制品的品質(zhì)。
化學(xué)脫膠是目前國內(nèi)外劍麻纖維脫膠工業(yè)所采用的主要方法，分為高溫高壓和常溫常壓兩大類。高溫高壓煮練，脫膠速度快，膠質(zhì)去除多，精干麻品質(zhì)較好，但纖維制成率較低，制成的纖維長度偏短。常溫常壓煮練，纖維制成率高，制成的纖維長度較長，但脫膠速度慢，膠質(zhì)去除較少，精干麻纖維分離度差。不管是高溫高壓脫膠還是常溫常壓脫膠，均存在化學(xué)試劑使用量大，不僅成本高，而且對纖維損傷嚴(yán)重，且廢水難以處理，環(huán)境污染嚴(yán)重。
劍麻生物脫膠主要包括微生物脫膠和酶脫膠兩種方法。雖然經(jīng)過多年的研究，但到目前為止，國內(nèi)外劍麻纖維生物脫膠法未普及生產(chǎn)，僅停留在試驗(yàn)生產(chǎn)階段。主要是因?yàn)閯β槔w維膠質(zhì)成分十分復(fù)雜，需要相應(yīng)的復(fù)雜酶體系共同作用，而自然界中菌株往往只具有1種或幾種相關(guān)的酶類，或者缺少脫膠關(guān)鍵酶，故需要復(fù)合菌群的作用降低植物纖維膠質(zhì)，達(dá)到脫膠的目的。脫膠菌種產(chǎn)酶能力低、菌種脫膠關(guān)鍵酶活力不高或分泌的酶系不全、脫膠效果不穩(wěn)定等使細(xì)菌脫膠處理達(dá)不到麻紡的要求。同時(shí)，由于劍麻內(nèi)部成分復(fù)雜、結(jié)構(gòu)致密，酶難于充分將其降解，尤其是難于去除木質(zhì)素部分，因此生物法存在脫膠質(zhì)量不穩(wěn)定、效率低、耗時(shí)長、成本高等問題，大部分都需要化學(xué)法來彌補(bǔ)其脫膠技術(shù)的不足。
物理法脫膠方法包括超聲波處理法、微波處理法和蒸汽閃爆等，其中，研究最為普遍是的是蒸汽閃爆技術(shù)。但是，有關(guān)研究所使用的蒸汽閃爆處理溫度高、壓力大，特別是，往往需要多次的重復(fù)閃爆處理，不可避免地，將造成劍麻纖維強(qiáng)力損傷和纖維長度損失。
總之，針對劍麻原料中木質(zhì)素和半纖維素含量高的特征，在沒有對劍麻原料進(jìn)行預(yù)處理的情況下，依靠單一的化學(xué)的、生物的或物理的作用脫膠時(shí)，加工條件難以控制，纖維強(qiáng)度、長度、細(xì)度之間的關(guān)系難以合理控制，嚴(yán)重影響劍麻產(chǎn)品品質(zhì)。
為了改善劍麻纖維性能，促進(jìn)其有效利用，國內(nèi)外在傳統(tǒng)脫膠方法基礎(chǔ)上對劍麻纖維精細(xì)技術(shù)亦開展了一些工作，但大多是集中在纖維的軟化和制品的柔軟處理，而沒有解決纖維本身的精細(xì)化問題，這顯然對劍麻制品的品質(zhì)和附加值提升意義不大。
低損傷的纖維精細(xì)化處理，是提升劍麻纖維利用價(jià)值的關(guān)鍵，代表了本行業(yè)技術(shù)的發(fā)展方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是，提供一種劍麻纖維的精細(xì)化加工方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的脫膠方法普遍存在的耗時(shí)長、化學(xué)藥品使用量大、環(huán)境污染嚴(yán)重、纖維損傷大、脫膠效果不理想等技術(shù)問題。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是，一種劍麻纖維的精細(xì)化加工方法，其特征在于，包括以下步驟：
第一步，原料機(jī)械壓榨、蒸煮除雜步驟
將劍麻葉片置于軋輥式壓榨機(jī)進(jìn)行機(jī)械壓榨，以破壞其表皮并軋除部分汁液；然后，置于蒸球、蒸煮鍋或蒸煮罐內(nèi)，注入蒸煮液，直至劍麻葉片浸沒在蒸煮液面下；
加熱煮沸蒸煮液，在沸騰狀態(tài)下蒸煮除雜0.5～1小時(shí)，以進(jìn)行劍麻葉片除雜處理；
然后，取出經(jīng)過除雜處理的劍麻葉片，備用；
上述蒸煮液為表面活性劑和金屬離子螯合劑的混合水溶液，其中，表面活性劑的質(zhì)量百分比濃度為0.1～2％，金屬離子螯合劑的質(zhì)量百分比濃度為0.3～0.5％；
上述表面活性劑為硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸鈉SAS60、拉開分、快速滲透劑T、滲透劑JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10或N-乙基吡咯烷酮NEP-100中的一種或多種；
上述金屬離子螯合劑為三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、硅酸鈉、檸檬酸鈉、苯甲酸鈉、聚丙烯酰胺、水楊酸鈉或乙二胺四乙酸四鈉中的一種或多種；
第二步，閃爆活化處理步驟
將經(jīng)過除雜處理后的劍麻葉片，置于蒸汽閃爆裝置內(nèi)，通入蒸汽，直至蒸汽閃爆裝置內(nèi)水蒸氣的壓力達(dá)到1.0～1.5MPa，并在此壓力下保壓1～5分鐘；
然后，迅速泄壓閃爆，再用清水洗滌干凈后，得到分散活化的劍麻；
第三步，打餅裝籠步驟
將所得分散活化的劍麻喂入麻籠內(nèi)，采用打餅機(jī)打餅；喂料時(shí)，麻籠以3～5轉(zhuǎn)/分鐘的速度不停旋轉(zhuǎn)，打餅機(jī)機(jī)械腳上下運(yùn)動(dòng)以打?qū)?、打勻劍麻；同時(shí)，灑水鴨嘴從上至下連續(xù)向麻籠內(nèi)噴水淋洗，淋洗水溫為50℃～80℃；
第四步，定向催化氧化步驟
將經(jīng)過打餅處理后，盛裝有劍麻的麻籠整體置于脫膠罐內(nèi)，打開進(jìn)液閥，使用高壓泵先向脫膠罐內(nèi)注入亞鐵鹽溶液至液面沒過劍麻；
然后，繼續(xù)保持高壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，以使脫膠罐內(nèi)亞鐵鹽溶液與外部亞鐵鹽溶液強(qiáng)制循環(huán)，保持脫膠罐內(nèi)亞鐵鹽溶液始終以高速流動(dòng)的狀態(tài)持續(xù)沖擊劍麻，15～30分鐘后，停高壓泵、關(guān)閉進(jìn)液閥、打開出液閥，將脫膠罐內(nèi)的亞鐵鹽溶液排空后關(guān)閉出液閥；
接著，打開進(jìn)液閥，使用高壓泵先向脫膠罐內(nèi)注入活化劑浴液至液面沒過劍麻；然后，繼續(xù)保持高壓泵運(yùn)轉(zhuǎn)，以使脫膠罐內(nèi)活化劑浴液與外部活化劑浴液強(qiáng)制循環(huán)，保持脫膠罐內(nèi)活化劑浴液始終以高速流動(dòng)的狀態(tài)持續(xù)沖擊劍麻，1～2小時(shí)后，停高壓泵、關(guān)閉進(jìn)液閥、打開出液閥，待脫膠罐內(nèi)的活化劑浴液排空后，關(guān)閉出液閥；
上述活化劑為H2O2、過氧乙酸或過氧化尿素溶液；
第五步，化學(xué)脫膠步驟
將堿性脫膠液泵送至脫膠罐內(nèi)，待堿性脫膠液液面沒過劍麻后加熱煮沸，并在沸騰狀態(tài)下連續(xù)蒸煮0.5～2小時(shí)；
然后，打開出液閥，待脫膠液排空后，關(guān)閉出液閥；
接著，打開進(jìn)液閥，向脫膠罐內(nèi)注入硫酸或鹽酸浴液，將劍麻洗滌至pH值≤7；再使用清水反復(fù)漂洗干凈，得到劍麻纖維半成品；
第六步，后處理步驟
將所得到的劍麻纖維半成品依次經(jīng)脫水、上油、烘干，即得劍麻纖維成品。
優(yōu)選為，上述亞鐵鹽溶液為FeSO4溶液、FeCl2溶液或(NH4)Fe(SO4)2溶液，質(zhì)量百分比濃度均為0.03％～1％。
進(jìn)一步優(yōu)選，上述活化劑浴液的質(zhì)量百分比濃度0.5％～2.5％，pH值為3～5，溫度為30℃～50℃；浴比均為1:10。
進(jìn)一步優(yōu)選，上述堿性脫膠液為質(zhì)量百分比濃度為0.1％～1％的氫氧化鈉溶液；或者是，按下述方法配制出的浴液：向使用過的蒸煮除雜廢液中加入氫氧化鈉，以使其中的氫氧化鈉的質(zhì)量百分比濃度達(dá)到0.1％～1％的浴液；
所述硫酸或鹽酸浴液的質(zhì)量百分比濃度均為0.1％，浴比為1:20。
進(jìn)一步優(yōu)選，上述的劍麻纖維的精細(xì)化加工方法，劍麻原料產(chǎn)地為巴西時(shí)，所制得的劍麻纖維成品的細(xì)度為7.2～8.9tex，殘膠率為3.88％～5.22％，纖維強(qiáng)度為5.7～7.3cN/dtex；
劍麻原料產(chǎn)地為中國時(shí)，所制得的劍麻纖維成品的細(xì)度為4.1～5.9tex，殘膠率為3.88％～5.22％，纖維強(qiáng)度為2.7～3.5cN/dtex。
上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，脫膠效果好、劍麻纖維分散效果好，纖維損傷程度小，適于不同產(chǎn)地的各類劍麻的精細(xì)加工處理。
綜上，不難看出上述技術(shù)方案的劍麻纖維的精細(xì)化加工方法，整個(gè)生產(chǎn)過程中，化學(xué)品消耗量小、環(huán)保壓力減輕，工藝控制難度大幅降低；水電汽等公用工程消耗量小、生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低。
為更好地理解本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)，現(xiàn)詳細(xì)分析與說明如下：
上述技術(shù)方案中，采用軋棍式壓榨機(jī)對劍麻葉片進(jìn)行壓榨，去除劍麻葉片中的水分，在水分去除的同時(shí)，將部分膠質(zhì)去除，減輕后續(xù)工序難度，降低化學(xué)品消耗。更為重要的是，采用軋棍式壓榨機(jī)對劍麻葉片進(jìn)行壓榨，可在一定程度上對劍麻葉片進(jìn)行松解，增強(qiáng)后續(xù)蒸煮除雜效果和效率，同時(shí)亦有軟化劍麻葉片的作用，利于后續(xù)蒸汽閃爆裝機(jī)和后續(xù)打餅。
上述技術(shù)方案中，將經(jīng)機(jī)械壓榨的劍麻葉片原料進(jìn)行蒸煮除雜，在蒸煮除雜過程中可去除劍麻葉片中的大部分水溶物和部分半纖維素(劍麻葉片上的部分半纖維素，在高溫下，可發(fā)生水解反應(yīng)而被去除)，進(jìn)而減少后續(xù)化學(xué)試劑的消耗和用量。
同時(shí)，蒸煮除雜過程中，在高溫和表面活性劑的滲透、潤濕作用下，可軟化劍麻葉片表層的硬皮，利于后續(xù)加工去除。
更為重要的是，蒸煮除雜步驟中，在表面活性劑滲透、潤濕、分散和乳化作用下，可快速地去除劍麻葉片原料中原有的大部分無機(jī)物，尤其是可去除易吸附、絡(luò)合或螯合Fe2+離子的雜質(zhì)，防止后續(xù)定向催化氧化步驟中所添加的Fe2+離子“失活”。
另外，在表面活性劑滲透、潤濕、分散和乳化作用下，可快速去除劍麻葉片原料中原有的大部分油性物質(zhì)，增強(qiáng)劍麻葉片的浸潤性，提高后續(xù)定向催化氧化步驟中劍麻葉片對Fe2+離子的吸附效率。
同時(shí)，在金屬離子螯合劑的螯合作用下，蒸煮除雜步驟，可有效去除劍麻葉片所含有的金屬離子成分，從而有效避免這些金屬離子成分可能造成的活化劑的催化分解反應(yīng)。即，更好地保證后續(xù)定向催化氧化的效果。
上述技術(shù)方案中，將經(jīng)過蒸煮除雜處理后的劍麻葉片進(jìn)行蒸汽閃爆活化處理，在此過程中，高溫高壓狀態(tài)的水蒸氣和液態(tài)水作用于劍麻原料，對原料進(jìn)行充分溶脹；然后，在瞬間泄壓的作用下，使劍麻葉片松解或分散，實(shí)現(xiàn)劍麻葉片的活化處理。
上述技術(shù)方案中，閃爆活化處理步驟的水洗步驟，可直接去除蒸汽閃爆過程中膠質(zhì)降解所生成的小分子和部分降聚的大分子膠質(zhì)，降低后續(xù)處理步驟化學(xué)品的消耗；更為重要的是，水洗步驟可有效去除劍麻葉片蒸煮過程中所帶入劍麻葉片的金屬離子螯合劑，防止定向催化氧化步驟中的Fe2+離子“失活”。
上述技術(shù)方案中，打餅過程中采用邊打餅、邊溫水噴淋的方法，對經(jīng)閃爆活化處理的劍麻葉片進(jìn)行打餅，可使劍麻葉片中的膠質(zhì)在溫水的浸泡作用下進(jìn)一步軟化，并在機(jī)械力的作用下部分去除；尤其是，打餅過程中由于機(jī)械外力作用和溫水處理作用，可有效去除后續(xù)工序所難于去除的部分劍麻葉片表層硬皮，進(jìn)而可大幅降低后續(xù)加工處理強(qiáng)度，以及化學(xué)試劑的消耗。
需要特別指出的是，上述技術(shù)方案中，在定向催化氧化過程中，經(jīng)閃爆活化后松解或分散的劍麻葉片表面的半纖維素和木質(zhì)素在含氧基團(tuán)的作用下吸附Fe2+。
加入活化劑后，吸附有Fe2+的半纖維素和木質(zhì)素率先被氧化降解，部分被氧化降解為小分子有機(jī)物直接溶解去除，部分被氧化為后續(xù)化學(xué)脫膠更易去除的物質(zhì)。
定向催化氧化步驟中，吸附Fe2+的劍麻葉片，不經(jīng)水洗，即直接置于含有活化劑的溶液中，目的是保護(hù)Fe2+定向催化活化劑分解，進(jìn)而氧化木質(zhì)素和半纖維素，增強(qiáng)催化氧化效果。
上述技術(shù)方案中，化學(xué)脫膠步驟中，脫膠液是采用蒸煮除雜廢液通過加入氫氧化鈉配制的堿性脫膠液，可減少新鮮水的使用量，降低污水排放量。
另外，蒸煮除雜廢液本身為熱水，再次用于化學(xué)脫膠步驟可減少整個(gè)工藝過程的能耗。更為重要的是，由于蒸煮除雜廢液自身含有表面活性劑，直接對其利用，可避免化學(xué)脫膠步驟中表面活性劑的再次加入，減少整個(gè)工藝過程化學(xué)品的消耗量，增加化學(xué)品的使用效率。
其中，采用蒸汽閃爆活化以及Fe2+離子和雙氧水(或過氧乙酸或過氧化尿素溶液)浸泡對劍麻葉片進(jìn)行定向催化氧化處理是本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)之一，對最終的劍麻纖維處理效果起到了十分關(guān)鍵的作用。原因如下：
在劍麻葉片部，劍麻纖維素纖維在果膠、半纖維素和木質(zhì)素等膠質(zhì)的粘結(jié)作用下成束(工藝)纖維，劍麻束纖維截面由50～150根單纖維組成，單纖維排列整齊、緊密，其中單纖維長度為2.7～4.4mm，直徑則為20～32μm，膠質(zhì)(果膠、半纖維素、木質(zhì)素等)與纖維素依靠氫鍵、共價(jià)鍵、范德華力作用相互連接，這些膠質(zhì)分散在纖維中間或包圍在纖維外，形成了致密的網(wǎng)絡(luò)三維空間結(jié)構(gòu)，使得纖維素部分不易分散。傳統(tǒng)的脫膠方法都是借助化學(xué)試劑或生物酶的作用，從外至內(nèi)逐層將束纖維中的膠質(zhì)剝離下來，致使原料內(nèi)外脫膠程度不一致，外層脫膠程度強(qiáng)于內(nèi)層，導(dǎo)致最終制品品質(zhì)下降，同時(shí)此過程反應(yīng)條件不易控制，若是脫膠作用劇烈，會(huì)導(dǎo)致纖維強(qiáng)度嚴(yán)重?fù)p失；若脫膠效果不好、殘膠率偏高，將導(dǎo)致纖維粗、硬、糙，同樣不利于后續(xù)加工使用。
因此，若要改變從外到內(nèi)逐層剝離膠質(zhì)的脫膠方式，以更溫和的條件合理匹配劍麻工藝?yán)w維強(qiáng)度、細(xì)度、長度間的關(guān)系，需要對原料進(jìn)行部分非纖維素物質(zhì)的定向去除。
而上述技術(shù)方案的蒸汽閃爆活化處理，因蒸汽閃爆處理強(qiáng)度低，所以，可在不破壞劍麻纖維主體成分纖維素聚合度的情況下，破壞原料中木質(zhì)素、半纖維素等成分分子內(nèi)及分子間以及木質(zhì)素、半纖維素與纖維素分子間的氫鍵，弱化膠質(zhì)與膠質(zhì)以及膠質(zhì)與纖維素的結(jié)合力，同時(shí)增加原料的潤脹程度，部分脫除半纖維素和木質(zhì)素，利于后續(xù)化學(xué)試劑的滲透并進(jìn)一步發(fā)生作用。
同時(shí)，上述技術(shù)方案的蒸汽閃爆活化處理過程中，高溫、高壓狀態(tài)的水蒸氣和液態(tài)水作用于劍麻原料，對原料進(jìn)行充分潤脹，隨后的瞬間泄壓過程中，在類機(jī)械分裂作用、氫鍵破壞作用以及結(jié)構(gòu)重排的聯(lián)合作用下，半纖維素與半纖維素之間、半纖維素與木質(zhì)素之間、半纖維素與纖維素之間、木質(zhì)素與纖維素之間的連接斷裂或減弱，原料得到松解或分散，使劍麻葉片原料比表面積增大，可增強(qiáng)后續(xù)Fe2+離子的吸附。同時(shí)，在蒸汽閃爆過程中，在類酸性水解以及熱降解的作用下，可使部分半纖維素降解去除，降低后續(xù)加工處理強(qiáng)度和化學(xué)試劑用量。
更為重要的是，在蒸汽閃爆活化過程中，由于類機(jī)械分裂作用、氫鍵破壞作用以及結(jié)構(gòu)重排的聯(lián)合作用，致使半纖維素與半纖維素之間、半纖維素與木質(zhì)素之間、半纖維素與纖維素之間、木質(zhì)素與纖維素之間的連接斷裂或減弱，使劍麻原料得到松解或分散，使原料比表面積增大的同時(shí)，由于半纖維素和木質(zhì)素等膠質(zhì)包裹于纖維外層，因此處于原料表面的半纖維素和木質(zhì)素含量增加，使更多含O基團(tuán)暴露于原料表面，在半纖維素和木質(zhì)素含O供電子基團(tuán)的作用下，可有效吸附更多Fe2+離子，增強(qiáng)了劍麻葉片原料Fe2+離子吸附的活性，利于后續(xù)定向活化過程中Fe2+離子的吸附，進(jìn)而有利于后續(xù)定向催化氧化的進(jìn)行。
另外，在閃爆活化過程中，高溫高壓狀態(tài)的水蒸氣和液態(tài)水，可很好的對不易去除的劍麻葉片外皮進(jìn)行有效潤脹，在隨后的瞬間泄壓過程中類機(jī)械分裂作用下，將其與劍麻葉片內(nèi)層分離并去除，降低后續(xù)定向催化氧化和堿煮處理的難度和強(qiáng)度，減少后續(xù)化學(xué)試劑的使用量。
同時(shí)，在閃爆活化過程中，在類機(jī)械分裂作用、氫鍵破壞作用以及結(jié)構(gòu)重排的聯(lián)合作用下，劍麻葉片原料已得到了有效松解或分散，與現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)脫膠方法和生物脫膠方法相比，可省去堿煮脫膠后的拷麻步驟，降低了能耗和水耗。
在定向催化氧化過程中，經(jīng)閃爆活化處理的劍麻原料，由于半纖維素和木質(zhì)素表面含氧基團(tuán)的增多，在FeSO4、FeCl2或(NH4)Fe(SO4)2溶液的浸泡下，劍麻原料表面大量吸附Fe2+，然后在雙氧水或過氧乙酸或過氧化尿素溶液處理中，半纖維素和木質(zhì)素吸附的Fe2+在半纖維素和木質(zhì)素表面催化直接添加的H2O2或過氧乙酸或過氧化尿素溶液水解生成的H2O2分解，在酸性條件下，F(xiàn)e2+催化H2O2分解產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的HO·，由于產(chǎn)生的氧化能力極強(qiáng)的HO·主要位于半纖維素和木質(zhì)素表面，因此可將部分半纖維素氧化降解為可水溶的小分子有機(jī)物而溶解于水中；同時(shí)由于HO·氧化能力極強(qiáng)，可將結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難以去除的木質(zhì)素側(cè)鏈C-C鍵斷裂或發(fā)生開環(huán)反應(yīng)，生成后續(xù)化學(xué)脫膠更易去除的結(jié)構(gòu)，易于后續(xù)脫膠去除。同時(shí)HO·氧化作用半徑很小，且由于纖維素包裹于半纖維素和木質(zhì)素中，因此HO·的氧化作用難于使纖維素氧化降解。
在化學(xué)脫膠過程中，高溫堿液可以水解去除剩余大部分的非纖維素物質(zhì)，尤其可使經(jīng)氧化后側(cè)鏈C-C鍵斷裂或發(fā)生開環(huán)反應(yīng)的木質(zhì)素發(fā)生水解反應(yīng)而去除，使得纖維進(jìn)一步分散，同時(shí)纖維素在堿液下發(fā)生消晶作用，降低結(jié)晶度，提高纖維的親水性，軟化纖維。
上述技術(shù)方案中，之所以將經(jīng)過定向催化氧化的劍麻葉片原料，無需水洗，即在排空反應(yīng)液后，直接泵入堿液進(jìn)行脫膠處理，目的在于，一是，其中剩余、未分解的活化劑可以增加堿煮脫膠過程中的脫膠效果和漂白效果，二是，剩余的Fe2+可對脫膠液進(jìn)行混凝脫色，減輕后續(xù)廢水處理難度。
當(dāng)然，相應(yīng)地，與現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)酸處理、預(yù)堿處理、預(yù)尿氧處理化學(xué)脫膠方法對比，在化學(xué)脫膠前，省略了一個(gè)水洗步驟，降低了水耗。
另外，與現(xiàn)有生物、化學(xué)脫膠技術(shù)相比，此技術(shù)由于剩余的Fe2+離子在化學(xué)脫膠過程中具有混凝脫色作用，可脫掉部分廢水中的有色物質(zhì)。因此，對后續(xù)生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水脫色處理難度相應(yīng)降低。
同時(shí)，與現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)脫膠方法比，上述技術(shù)方案無需經(jīng)過大量化學(xué)試劑的長時(shí)間蒸煮，借助蒸汽閃爆和酸性條件下Fe2+離子催化活化劑產(chǎn)生的HO·的定向氧化降解作用進(jìn)行劍麻纖維脫膠具有效率高、污染小等顯著優(yōu)勢。
上述技術(shù)方案中，酸洗則為了中和化學(xué)脫膠的堿性試劑，防止堿對纖維素的進(jìn)一步降解；上油用以改善纖維的表面狀態(tài)，增加纖維的松散性及柔軟程度，便于后續(xù)紡紗。
總之，正是由于上述系列技術(shù)手段的有機(jī)結(jié)合，使得在劍麻纖維粗品堿蒸煮時(shí)，較現(xiàn)有技術(shù)的蒸煮處理，在化學(xué)試劑用量、蒸煮所需時(shí)間方面均大幅減少或節(jié)約，這對于有效減輕堿煮練過程對纖維物理指標(biāo)的損傷，降低廢水處理難度、緩解環(huán)保壓力、提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本均具有明顯的積極意義。
補(bǔ)充說明：上述技術(shù)方案中，經(jīng)過堿煮練處理后的劍麻纖維，纖維中殘余的膠質(zhì)和色素，被進(jìn)一步脫除，從而達(dá)到較為理想的纖維分裂度和白度指標(biāo)。
綜上所述，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：
1、在獲得較現(xiàn)有技術(shù)更好的脫膠效果的基礎(chǔ)上，所獲得的劍麻纖維成品細(xì)度細(xì)、纖維強(qiáng)度指標(biāo)好。
2、化學(xué)品消耗量小、環(huán)保壓力減輕，工藝控制難度大幅降低；
3、水、電、汽等公用工程消耗量小、提高了生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1
劍麻葉片原料產(chǎn)地：廣東
加工方法如下：
將劍麻葉片經(jīng)軋輥式壓榨機(jī)進(jìn)行機(jī)械壓榨后，置于蒸球或蒸煮鍋或蒸煮罐內(nèi)，浸沒在蒸煮液中，加熱至沸騰狀態(tài)，蒸煮0.5小時(shí)，進(jìn)行劍麻葉片除雜。
將蒸煮除雜后的劍麻原料直接放入蒸汽閃爆裝置中，加熱使蒸汽閃爆裝置內(nèi)的水蒸氣壓力為1.0MPa，保持此壓力1分鐘；然后打開閥門，迅速泄壓。
收集從蒸汽閃爆設(shè)備中噴出的劍麻纖維，然后進(jìn)行打餅，將打餅所得劍麻葉片和麻籠一同置于脫膠罐內(nèi)，泵入質(zhì)量百分比濃度為0.05％的FeSO4溶液，至沒過劍麻葉片，在室溫下，采用高壓泵使FeSO4溶液內(nèi)外循環(huán)15分鐘，排空FeSO4溶液后，泵入質(zhì)量百分比濃度為0.5％的雙氧水溶液，于30℃循環(huán)處理1小時(shí)，排空雙氧水溶液后，泵入質(zhì)量百分比濃度為0.1％的氫氧化鈉溶液，沸煮1小時(shí)。
然后，對蒸煮后的纖維在室溫下進(jìn)行酸洗，酸洗液是質(zhì)量百分比濃度為0.1％的硫酸溶液(酸洗過程，選擇浴比為1:20)，酸洗時(shí)間為5分鐘。
將纖維水洗至pH值為中性，最后，依次經(jīng)脫水、上油、烘干后，即得精細(xì)劍麻纖維。
上述蒸煮液為表面活性劑和金屬離子螯合劑的混合水溶液，其中，表面活性劑的質(zhì)量百分比濃度為0.1～2％，金屬離子螯合劑的質(zhì)量百分比濃度為0.3～0.5％；
上述的表面活性劑為硫酸化蓖麻油；
上述的金屬離子螯合劑為三聚磷酸鈉。
產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測結(jié)果：
所制得的劍麻纖維殘膠率為5.22％，纖維平均長度大于70mm，纖維強(qiáng)度為3.5cN/dtex，纖維細(xì)度為5.9tex。
實(shí)施例2
劍麻葉片原料產(chǎn)地：廣西
加工方法如下：
將劍麻葉片經(jīng)軋輥式壓榨機(jī)進(jìn)行機(jī)械壓榨后，置于蒸球或蒸煮鍋或蒸煮罐內(nèi)，浸沒在蒸煮液中，加熱至沸騰狀態(tài)，蒸煮0.5小時(shí)，進(jìn)行劍麻葉片除雜。
將蒸煮除雜后的劍麻原料直接放入蒸汽閃爆裝置中，加熱使蒸汽閃爆裝置內(nèi)的水蒸氣壓力為1.5MPa，保持此壓力5分鐘；然后打開閥門，迅速泄壓。
收集從蒸汽閃爆設(shè)備中噴出的劍麻纖維，然后進(jìn)行打餅，將打餅所得劍麻葉片和麻籠一同置于脫膠罐內(nèi)，泵入質(zhì)量百分比濃度為0.1％的FeCl2溶液，至沒過劍麻葉片，在室溫下，采用高壓泵使FeCl2溶液內(nèi)外循環(huán)30分鐘，排空FeCl2溶液后，泵入質(zhì)量百分比濃度為2.5％的過氧乙酸溶液，于50℃循環(huán)處理1小時(shí)，排空過氧乙酸溶液后，泵入質(zhì)量百分比濃度為0.1％的氫氧化鈉溶液，沸煮0.5小時(shí)。
然后，對蒸煮后的纖維在室溫下進(jìn)行酸洗，酸洗液是質(zhì)量百分比濃度為0.1％的鹽酸溶液(酸洗過程，選擇浴比為1:20)，酸洗時(shí)間為5分鐘。
將纖維水洗至pH值為中性，最后，依次經(jīng)脫水、上油、烘干后，即得精細(xì)劍麻纖維。
上述蒸煮液為表面活性劑和金屬離子螯合劑的混合水溶液，其中，表面活性劑的質(zhì)量百分比濃度為0.1～2％，金屬離子螯合劑的質(zhì)量百分比濃度為0.3～0.5％；
上述的表面活性劑為十二烷基磺酸鈉；
上述的金屬離子螯合劑為六偏磷酸鈉。
產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測結(jié)果：
所制得的劍麻纖維殘膠率為3.88％，纖維平均長度大于70mm，纖維強(qiáng)度為2.7cN/dtex，纖維細(xì)度為4.1tex。
實(shí)施例3
劍麻葉片原料產(chǎn)地：福建
加工方法：
除FeSO4溶液質(zhì)量百分比濃度為1％、堿性脫膠液連續(xù)蒸煮的時(shí)間為2小時(shí)、采用過氧化尿素溶液替代雙氧水，過氧化尿素溶液溶液的質(zhì)量百分比濃度為1.5％之外；
其余，均同實(shí)施例1。
產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測結(jié)果：
所制得的劍麻纖維殘膠率為4.62％，纖維平均長度大于70mm，纖維強(qiáng)度為3.1cN/dtex，纖維細(xì)度為5.2tex。
實(shí)施例4
劍麻葉片原料產(chǎn)地：巴西
加工方法與實(shí)施例1相同。
產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測結(jié)果：
所制得的劍麻纖維殘膠率為5.22％，纖維平均長度大于85mm，纖維強(qiáng)度為7.3cN/dtex，纖維細(xì)度為8.9tex。
實(shí)施例5
劍麻葉片原料產(chǎn)地：巴西
加工方法與實(shí)施例2相同。
產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測結(jié)果：
所制得的劍麻纖維殘膠率為3.88％，纖維平均長度大于85mm，纖維強(qiáng)度為5.7cN/dtex，纖維細(xì)度為7.2tex。
實(shí)施例6
劍麻葉片原料產(chǎn)地：巴西
加工方法與實(shí)施例3相同。
產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測結(jié)果：
所制得的劍麻纖維殘膠率為4.62％，纖維平均長度大于85mm，纖維強(qiáng)度為6.6cN/dtex，纖維細(xì)度為8.5tex。
可以看出，本發(fā)明的劍麻纖維精加工方法可以適應(yīng)不同產(chǎn)地的各類劍麻原料，并且，均可達(dá)到良好的脫膠效果，良好的纖維分散效果；處理過程中，對劍麻纖維的損傷小。
需要指出的是，上述的表面活性劑還可以是，如：十二烷基磺酸鈉、十二烷基硫酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉、琥珀酸二辛酯磺酸鈉、月桂醇硫酸酯MA24F、仲烷基磺酸鈉SAS60、拉開粉、快速滲透劑T、滲透劑JFC、平平加O、烷基酚聚氧乙烯醚TX-10、N-乙基吡咯烷酮NEP-100；
或者是，包括硫酸化蓖麻油、十二烷基磺酸鈉和以上這些表面活性劑的任意兩種以上成分的混合物(混合比例沒有特殊要求，可綜合成本等因素進(jìn)行合理選擇)。
上述金屬離子螯合劑還可以是，如：六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、硅酸鈉、檸檬酸鈉、苯甲酸鈉、聚丙烯酰胺、水楊酸鈉、乙二胺四乙酸四鈉；
或者是，包括三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉和以上這些金屬離子螯合劑的任意兩種以上成分的混合物(混合比例沒有特殊要求，可綜合成本等因素進(jìn)行合理選擇)。