[發明專利]一種基于氧化還原電位調控的制備苧麻纖維的方法

有效

• 申請號: 201410156559.3
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103938281A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 李召嶺;劉鳳明;孟超然;郁崇文;白洋;臧英明
• 申請（專利權）人: 東華大學;大連東原紡織有限公司
• 主分類號: D01C1/02
• 分類號: D01C1/02
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

技術領域

本發明涉及一種基于氧化還原電位調控的制備苧麻纖維的方法，屬于紡織領域的麻類纖維的氧化脫膠與電化學中氧化還原電位應用技術領域。

背景技術

苧麻是中國特有的以紡織為主要用途的農作物。苧麻纖維細長，強力大，外觀顏色潔白，有光澤，且纖維構造中的空隙大，透氣性好，吸水多而散濕快，可織成夏布、飛機翼布、漁網、地毯、麻袋等，與羊毛、棉花混紡可制作高檔衣料，也可以用作高級紙張、火藥、人造絲的原料。苧麻纖維主要成分是纖維素，包裹在纖維素表面的非纖維素物質，統稱為膠質。紡紗之前將苧麻原麻中的半纖維素、果膠、木質素等非纖維素物質去掉，使單纖維相互分離的過程稱為脫膠。苧麻工廠目前常用的燒堿脫膠方法流程長，污染大，能耗高，迫切需要尋找新型高效的脫膠試劑來代替氫氧化鈉的使用。利用過氧化物的氧化性進行脫膠，可以大大縮短流程時間，節約成本，減少污染，提高效率。但是過氧化物的氧化性比較強，如果操作條件控制不當，氧化脫膠可能造成纖維損傷，導致精干麻品質和物理機械性能的下降。

氧化還原電位(Oxidation-Reduction?Potential)，英文簡稱ORP，反映水溶液中所有物質表現出來的宏觀氧化還原性，是氧化還原反應定量分析的基本依據。電位為正表示溶液顯示出一定的氧化性，電位為負則說明溶液顯示出還原性。氧化還原電位越高，氧化性越強，電位越低，氧化性越弱。氧化還原電位已廣泛適應于工業污水處理、礦泉水及自來水消毒，土壤酸堿度動態變化監測及其海洋勘探、生物工程、環境保護、釀酒工業等各個部門。氧化還原電位應用于調控苧麻纖維制備及氧化脫膠過程，在專利或其他文獻中報道比較少。

氧化還原電位受溶液溫度、化學試劑濃度、pH及化學反應可逆性等多種因素影響。溶液中的氧化還原電位是多種氧化態物質和還原態物質共同作用的結果。隨著反應的進行，電化學力(電位)和化學力(氧化力或還原力)是不斷變化的，溶液的ORP值將隨其氧化能力的大小而呈比例的增減。ORP電位計是測試溶液氧化還原電位的專用儀器。苧麻原麻與過氧化物發生氧化還原反應，有一個合適的ORP范圍，在這個范圍內，脫膠效率最高，制備的精干麻品質最好。極有必要探究ORP變化與各種操作條件的關系，用氧化還原電位的變化規律控制脫膠反應的進行程度，實現氧化脫膠及苧麻纖維制備過程的最優化控制。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于氧化還原電位調控的制備苧麻纖維的方法，通過研究氧化還原電位與苧麻原麻中的膠質以及氧化物之間的關系，達到全面合理控制反應進程及取得最優脫膠效果的目的，為優化氧化脫膠反應提供定量分析的理論依據。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是提供一種基于氧化還原電位調控的制備苧麻纖維的方法，其特征在于：該方法由以下3個步驟組成：

步驟1：脫膠溶液配置及反應裝置搭建

將過氧化物、表面活性劑、纖維膨脹劑、過氧化物穩定劑和蒸餾水配成脫膠溶液；在反應器中將苧麻原麻和脫膠溶液混合，用NaOH溶液調節脫膠溶液的初始pH值，將反應器放入恒溫水浴鍋中，用磁力攪拌器連續攪拌反應器內的混合物，調節水浴鍋的溫度使其升到設定溫度，同時保溫一定時間，利用過氧化物的氧化性充分去掉苧麻原麻中的膠質；

步驟2：氧化還原電位ORP值在線測試及反應條件調控

將鉑電極和氧化還原電極與ORP電位計的正負極相連，將鉑電極和氧化還原電極固定好插入到反應器的中間位置，不能觸及反應器底；將OPR電位計旋鈕轉至mV檔，隨著反應的進行，分別取不同的時間點，記錄ORP值；實時調控反應器中過氧化物初始濃度和反應器中反應體系的溫度、pH值、反應時間，使其ORP值在+320mV～+360mV區域內波動變化區域內波動變化；

步驟3：脫膠效果及纖維性能測試

將脫膠后的精干麻從反應體系中移出，用清水洗滌，再用油劑給油后軋干，放入烘箱中干燥，用絹紡開松機開松并梳理，得到分散的精干麻纖維；然后對分散的精干麻纖維進行殘膠率、聚合度、強度及斷裂伸長率物理機械性能測試。

優選地，所述步驟1中的脫膠溶液組分為：

過氧化物的重量百分濃度為3％～9％，

表面活性劑的重量百分濃度為0.5％～6％，

纖維膨脹劑的重量百分濃度為1％～4％，

過氧化物穩定劑的重量百分濃度為0.5％～4％，

加水至100％。

優選地，所述過氧化物包括過氧化氫，過氧化鈣，過氧化鈉，過氧化鉀，過氧化鎂，過氧化鋅，過二硫酸，過碳酸鈉，過硼酸鈉中的一種或多種。