[發(fā)明專利]一種用菠蘿葉制取粘膠纖維的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810037071.3
• 申請日: 2008-05-07
• 公開（公告）號: CN101575740A
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郁崇文;吳蘇明;張元明;章倩;章悅庭
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學(xué);江西東亞芭纖股份有限公司
• 主分類號: D01D1/02
• 分類號: D01D1/02;D01D1/10;D01D5/06;D01B1/10;D01C1/00;D01F2/06;C08B9/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司
• 代理人: 翁若瑩;俞宗耀

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合成纖維制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及利用菠蘿葉提取纖維素制造粘膠纖維的方法。

背景技術(shù)

菠蘿(我國亦稱鳳梨)，為多年生草本植物，原產(chǎn)地為南美洲的巴西，是熱帶區(qū)域的三大名果之一。我國的主要產(chǎn)地在廣東、廣西、海南、云南、福建、臺灣等地，產(chǎn)量達(dá)100多萬噸，菠蘿葉的數(shù)量更是巨大。但由于尚未得到充分利用而大部分成為農(nóng)業(yè)廢料。這些廢料就撂在田地中腐化，造成土質(zhì)退化等不良作用。合理開發(fā)和利用菠蘿葉纖維，可謂變廢為寶，符合可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的政策。菠蘿葉的纖維含有纖維素達(dá)：58.5％～76％。但由于菠蘿葉中的纖維素原纖維較短、較粗，同時半纖維素和木質(zhì)素含量偏高，因此直接從菠蘿葉中提取其中纖維素纖維要達(dá)到紡織用途，工藝要求高。

從植物中直接提取的作紡織品用的纖維素纖維都含有數(shù)量不等的膠質(zhì)，以使較短的纖維素原纖維粘成一定長度的可紡織的纖維。而用作粘膠纖維生產(chǎn)的纖維素漿粕對纖維素的純度要求較高。粘膠用的纖維素漿粕大多數(shù)是用濃堿及亞硫酸鈉來分解植物纖維中的木質(zhì)素，半纖維素和果膠以獲得纖維素，環(huán)境污染嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是用環(huán)保的方法從菠蘿葉片中提取可用于粘膠纖維生產(chǎn)的高純度α纖維素，并用濕法紡絲的方法獲得性能優(yōu)良的菠蘿葉粘膠纖維。

為達(dá)到上述目的，采用的技術(shù)方案是：一種用菠蘿葉制取粘膠纖維的方法，包括以下步驟：

(1)菠蘿葉經(jīng)分揀并去除菠蘿葉片邊緣的刺；

(2)采用機(jī)械敲擊或軋壓，經(jīng)梳理方法分絲將菠蘿葉的葉肉膠質(zhì)刮除，水洗取得粗菠蘿葉纖維素纖維；

(3)微生物和過氧化氫處理脫除殘留膠質(zhì)；

(4)堿纖維素制取；

(5)堿纖維素黃化、溶解制紡絲漿液；

(6)紡絲漿液脫泡；

(7)濕法紡絲。

步驟(3)所述微生物處理脫除殘留膠質(zhì)是把經(jīng)步驟(2)分絲、水洗后的粗纖維，放入含有白腐霉菌或芽孢桿菌的霉菌溶液中發(fā)酵處理，讓所述霉菌分泌的多種酶分解膠質(zhì)。所述的發(fā)酵處理的工藝是：霉菌溶液是活干菌重量百分含量為1％-4％的水溶液，粗纖維與霉菌溶液的重量比為1∶5-1∶10，發(fā)酵時間7-30天，溫度30-40℃。所述的過氧化氫處理脫除殘留膠質(zhì)是：把發(fā)酵后經(jīng)清洗的菠蘿葉纖維素纖維浸入重量百分比為2％-4％的過氧化氫的水溶液中煮煉，菠蘿葉纖維素纖維和過氧化氫水溶液的重量比為1∶7-1∶10，煮煉溫度為80-100℃，時間為2-4小時，得到純菠蘿葉α纖維素。

步驟(4)所述堿纖維素制取是把純菠蘿葉α纖維素按質(zhì)量比1∶2-1∶4的比例浸入溫度為18-23℃的，濃度為240-250克/升的氫氧化鈉的水溶液中，浸漬60-120分鐘后，取出堿纖維素，壓榨多余的堿液，使帶液堿纖維素中堿纖維素的重量百分含量為30％-33％。

步驟(5)所述堿纖維素黃化、溶解制紡絲漿液是將上述步驟(4)堿纖維素和堿纖維素重量28％的二硫化碳進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)初始溫度為22℃，最終溫度為16℃，反應(yīng)時間50分鐘，制得纖維素黃酸酯，把制得的纖維素黃酸酯冷卻至10-14℃，在快速攪拌下，加入溫度2-4℃的水，配成紡絲漿液，水的加入量由紡絲漿液的粘度來決定，紡絲漿液的落球粘度為30-50秒。

所述紡絲漿液脫泡是讓紡絲漿液在650-700mmHg的真空條件下，靜置3小時脫去紡絲漿液內(nèi)的空氣泡。

最后再用常規(guī)的粘膠生產(chǎn)方法制取菠蘿葉纖維素的粘膠纖維。粘膠纖維的濕法紡絲是用常規(guī)的濕法紡絲機(jī)紡制成長絲，其工藝是用氮?dú)鈱⒓徑z漿液壓入過濾器過濾后進(jìn)入計量泵，經(jīng)20-75孔，孔徑為0.08-0.20mm的噴絲頭擠入凝固浴凝固成型，凝固浴成分為下述物質(zhì)的水溶液，硫酸90-120克/升，硫酸鈉290-310克/升，硫酸鋅13-15克/升，凝固浴溫度為45-50℃，拉伸倍數(shù)為25-50％；接著經(jīng)60-70℃的水洗；3-6克/升的氫氧化鈉的水溶液的堿洗；再經(jīng)2-3克/升的鹽酸水溶液的酸洗、上油、干燥、卷繞成筒后得菠蘿葉纖維素的粘膠纖維。

本發(fā)明先采用物理機(jī)械的方法對菠蘿葉進(jìn)行預(yù)處理，再把預(yù)處理過的粗纖維用微生物來消化分解大部分膠質(zhì)(膠質(zhì)是木質(zhì)素、半纖維素和果膠的統(tǒng)稱)，制得菠蘿葉纖維素。這部分處理后的廢水，含有大量果膠、多糖和礦物質(zhì)可用作植物的有機(jī)肥料。