本發(fā)明屬于麻材料的脫膠方法領(lǐng)域，特別涉及一種高效低排低溫過(guò)氧化麻脫膠方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)是世界大麻、苧麻、亞麻生產(chǎn)大國(guó)，其勞動(dòng)生產(chǎn)率位居世界前列。2011年我國(guó)亞麻、苧麻、漢麻單位產(chǎn)量分別為3856、1700、2629千克/公頃，遠(yuǎn)高于世界平均值。截至2012年，我國(guó)共有規(guī)模以上麻紡織企業(yè)282家，完成工業(yè)總產(chǎn)值430.74億元。

麻纖維生產(chǎn)工藝中最耗時(shí)、耗資源、污染最大的步驟是脫膠，該步驟已經(jīng)開(kāi)始制約麻纖維的使用與發(fā)展。最常用的脫膠方法為化學(xué)脫膠，又稱二煮法，該方法流程十分繁瑣，耗水大、耗時(shí)長(zhǎng)，約6小時(shí)(浸酸2h，一煮1.5h，二煮2.5h)。五鈉、表面活性劑、非酸浸制劑等新型助劑的發(fā)展提高了麻的脫膠效率，耗時(shí)90～150min，但仍需用化學(xué)制劑高溫高壓煮練，對(duì)麻纖維的質(zhì)量損失大，且會(huì)產(chǎn)生大量COD含量高、色度高的堿性廢水，造成環(huán)境污染。以苧麻為例，每生產(chǎn)一噸精干麻產(chǎn)生約60m³廢水，年排放的脫膠廢水量達(dá)300萬(wàn)噸左右，COD排放量約7500噸。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)研究工作者嘗試將酶與微生物等引入麻脫膠工藝，并取得一定進(jìn)展。其中化學(xué)、酶聯(lián)合脫膠法可減少煮練次數(shù)，省去耗時(shí)(約三小時(shí)：1h化學(xué)脫膠，2h酶脫膠)耗力的打麻工序，降低麻纖維的損害程度，但由于現(xiàn)用的脫膠酶類作用單一，而麻中膠質(zhì)成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，殘膠率不達(dá)標(biāo)，生產(chǎn)條件要求高，生產(chǎn)工藝難以掌握且設(shè)備投入大，生產(chǎn)成本高，目前也無(wú)法在工業(yè)條件下廣泛使用，故難以推廣。另外，化學(xué)、生物聯(lián)合脫膠法，微生物處理時(shí)間長(zhǎng)(24h微生物脫膠，2h化學(xué)脫膠)，雖具有一定可行性，但其脫膠后纖維品質(zhì)較差。因此，亟待開(kāi)發(fā)一種高效率、低污染、低成本、纖維品質(zhì)高的新型麻脫膠技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高效低排低溫過(guò)氧化麻脫膠方法，該方法提高脫膠步驟的效率，減少脫膠步驟的排污。

本發(fā)明所述脫膠方法效率高、工藝簡(jiǎn)單，處理液可循環(huán)使用、能耗水耗小、生產(chǎn)成本低、污水排放量少，脫膠副產(chǎn)物收集及時(shí)，可促進(jìn)麻紡工業(yè)向低碳環(huán)保型工業(yè)轉(zhuǎn)型。

本發(fā)明的一種高效低排低溫過(guò)氧化麻脫膠方法，包括：

(1)將堿金屬過(guò)氧化物，酰胺類物質(zhì)和水混合，得到脫膠處理液；其中，脫膠處理液中堿金屬過(guò)氧化物含量為0.5wt.％～20.0wt.％，酰胺類物質(zhì)含量為0.5wt.％～20.0wt.％，余量為水；

(2)將待脫膠麻材料經(jīng)過(guò)步驟(1)中的脫膠處理液進(jìn)行脫膠處理；其中，處理的方式為浸潤(rùn)、浸軋或噴淋，處理的條件為：在5～-80℃的條件下處理1～10道，每道10s～30min；

(3)使用步驟(1)中得到的處理液在5～-20℃環(huán)境下對(duì)步驟(2)中脫膠處理得到的材料進(jìn)行初道清洗，然后清洗(水洗或弱酸配合水洗)至中性，干燥，得到經(jīng)過(guò)高效低排低溫過(guò)氧化脫膠的麻材料。

所述步驟(1)中堿金屬過(guò)氧化物為過(guò)氧化鉀、過(guò)氧化鋰和過(guò)氧化鈉中的至少一種。

所述步驟(1)中酰胺類物質(zhì)為尿素、硫脲、乙酰胺、己內(nèi)酰胺和四乙基氯化銨中的至少一種。

所述步驟(2)中待脫膠麻材料為苧麻、漢麻、亞麻、劍麻、黃麻或羅布麻的原麻、麻纖維束或經(jīng)過(guò)初步脫膠處理的麻纖維。

所述步驟(2)中浸潤(rùn)的處理方式為：將待脫膠麻材料浸入達(dá)到處理溫度的脫膠處理液中，同時(shí)配合機(jī)械作用處理，處理結(jié)束后經(jīng)過(guò)軋輥脫去處理液。

所述步驟(2)中浸軋的處理方式為：將待脫膠麻材料經(jīng)過(guò)脫膠處理液，在處理?xiàng)l件下進(jìn)行浸軋，浸軋后配合輕微機(jī)械作用處理。

所述步驟(2)中噴淋的處理方式為：將脫膠處理液噴淋于待脫膠麻材料上，在處理?xiàng)l件下進(jìn)行脫膠，處理過(guò)程中配合輕微機(jī)械作用處理。

所述機(jī)械作用為機(jī)械敲打、機(jī)械振蕩或機(jī)械軋壓。

所述步驟(2)中干燥的條件為：10～105℃常壓或真空環(huán)境下干燥。

所述處理液的回收與再生：使用過(guò)的處理液經(jīng)升溫至10～50℃，沉淀并過(guò)濾移除析出的溶解成分，回收處理液可再次循環(huán)使用。

本發(fā)明中待脫膠麻材料經(jīng)過(guò)堿金屬過(guò)氧化物和酰胺類物質(zhì)的水溶液處理液中低溫處理后，材料中部分果膠、半纖維素、木質(zhì)素、蠟質(zhì)以及部分分子量較小的纖維素(分子量低于30×10⁴)被處理液高效溶解而脫離，分子量較大的纖維素纖維部分保留下來(lái)，其部分結(jié)晶區(qū)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為非結(jié)晶區(qū)，從而使得最終獲得的纖維白度、柔軟性和可染性提高。溶解出來(lái)的膠、半纖維素、木質(zhì)素、蠟質(zhì)以及部分分子量較小的纖維素在處理液溫度升高后析出，經(jīng)過(guò)過(guò)濾可被收集以作他用，凈化后的處理液可繼續(xù)使用。

有益效果

(1)本發(fā)明中的脫膠處理液體系具有選擇溶解性，對(duì)于結(jié)晶度和分子量較低的成分具有高效溶解能力，但是對(duì)結(jié)晶度和分子量較高的纖維素成分的溶解性較弱，因此可在避免給予纖維主體損傷的條件下，通過(guò)調(diào)節(jié)處理?xiàng)l件，對(duì)脫膠主要成分進(jìn)行可控移除；

(2)本發(fā)明中的低溫處理原理避免了水解反應(yīng)，而是直接溶解，不僅工藝的處理時(shí)間較短，從而縮短脫膠工藝時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)成本；同時(shí)，被溶解物質(zhì)可以在處理液溫度提升后析出而被收集，從而具有大分子結(jié)構(gòu)的被溶解物質(zhì)可以進(jìn)一步用于其它應(yīng)用；

(3)本發(fā)明通過(guò)低溫堿金屬過(guò)氧化物與酰胺類物質(zhì)水溶液體系的氧化作用，加速脫膠，同時(shí)還可以對(duì)纖維漂白并賦予其一定抑菌性；

(4)本發(fā)明中的處理可以一定程度上打開(kāi)纖維素體系的結(jié)晶區(qū)，將結(jié)晶區(qū)轉(zhuǎn)換為非晶區(qū)，從而提高纖維的柔軟性和可染性能；

(6)本發(fā)明中的處理液可以通過(guò)升溫過(guò)濾工序得到凈化，可以再次循環(huán)使用，因此大幅降低成本，還可以減少?gòu)U水排放，確保工藝的環(huán)保性。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明脫膠處理流程圖；

圖2實(shí)施例1中苧麻處理前后的形態(tài)：A為脫膠處理前苧麻原麻，B為脫膠處理后苧麻纖維；圖3為脫膠處理流程圖及纖維處理前后形態(tài)對(duì)比。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

實(shí)施例1

將過(guò)氧化鈉/尿素/水以質(zhì)量比10％/9％/81％的比例配制成處理液并預(yù)冷至-10℃，將苧麻原麻清洗凈后，鋪于處理網(wǎng)上，并浸沒(méi)于預(yù)冷處理液中1min，同時(shí)施加輕微機(jī)械拍打，處理后將纖維用-10℃處理液清洗，處理液回收。纖維使用25℃水洗至中性后在室溫下自然干燥。脫膠處理前的苧麻原麻和脫膠處理后的苧麻纖維如圖2A和2B所示。脫膠纖維的初始模量相對(duì)傳統(tǒng)工藝的19.9±5.9GPa降低到8.1±3.2GP，結(jié)晶度由傳統(tǒng)工藝獲得纖維的81.78％降低至50.02％，回潮率由8.83％提高到11.07％。染色性能顯著性提高，染色深度K/S值提高近33.46％。

實(shí)施例2

將過(guò)氧化鋰/硫脲/水質(zhì)量比為10％/12％/78％的比例配制成脫膠處理液，將亞麻原麻洗凈后，鋪陳于處理網(wǎng)上，噴淋處理液，將被處理液潤(rùn)濕的原麻放置于-5℃冷凍處理5min，同時(shí)配合機(jī)械拍打，隨后將纖維用-5℃處理液清洗，洗滌后處理液回收，纖維再使用20℃水洗至中性，而后在50℃快速烘干處理。通過(guò)對(duì)比低溫處理前后纖維的染色性能，得到處理后的亞麻纖維的染色深度K/S值提高了101.4％。處理后的亞麻纖維初始模量降低了40.4％，說(shuō)明低溫處理可提高亞麻纖維的柔軟度。

實(shí)施例3

將過(guò)氧化鉀/尿素/水質(zhì)量比為9％/12％/79％的比例配制成脫膠處理液并放入浸軋槽中，漢麻纖維束通過(guò)浸軋槽施加處理液，而后纖維束置于-25℃冷凍處理30s，重復(fù)浸軋冷凍過(guò)程2道，浸軋后配合機(jī)械拍打，處理使用-5℃處理液對(duì)纖維束進(jìn)行清洗，處理液回收，而后纖維經(jīng)過(guò)20℃水洗至中性，并在室溫下自然干燥。通過(guò)對(duì)比低溫處理前后纖維的染色性能，得到處理后的漢麻纖維的染色深度K/S值提高了66.1％，說(shuō)明處理后漢麻纖維的染色性能得到提升。處理后的漢麻纖維初始模量降低了24.1％，說(shuō)明低溫處理可提高亞麻纖維的柔軟度。