[發明專利]一種利用臭氧去除麻纖維木質素的方法

有效

• 申請號: 201610945119.5
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN106283794B
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 范雪榮;王強;張杰;余圓圓;王平;袁久剛;崔莉;張穎
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: D21C5/00
• 分類號: D21C5/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司23211
• 代理人: 張勇

技術領域

本發明涉及一種利用臭氧去除麻纖維木質素的方法，屬于纖維素技術領域。

背景技術

在紡織造紙行業中的纖維素用量每年達800萬噸，用于紡織漿料，再生纖維等。纖維素也加工成膳食纖維素藥物，用于潤腸通便，排除體內積毒，分解脂肪，有助于人體正常的生理活動。同時纖維素加工產物如：硝酸酯，醋酸酯等酯類衍生物，甲基纖維素，乙基纖維素，羧甲基纖維素等醚類衍生物還廣泛應用在石油，日化，合成洗滌，電子，涂料，建筑建材，塑料，炸藥，科研等方面。

在麻纖維中，木質素作為一種有色雜質，其存在會嚴重影響麻產品的各項物理，化學性能。故在麻纖維的加工過程中，木質素通常會通過各種方式去除。

木質素是復雜和芳香族聚合物，其結構復雜，一般認為木質素由香豆醇，松柏醇，5-羥基松柏醇，芥子醇這四種醇單體形成。由于不同植物中組成木質素的四種醇單體含量的差異，又可以將木質素分為三大類：紫丁香基木質素，愈創木基木質素，對羥基-苯基木質素。

麻纖維木質素的去除方式有濃堿去除、氧化劑去除、萃取去除、酶法去除。其中濃堿去除是利用濃堿液和其他助劑的作用，使纖維溶脹膨化，在機械振動下木質素得以脫落。但因為木質素本身的疏水性，和它與其他雜質處于一種緊密的共生狀態，濃堿對木質素去除效果較差。已有報道的氧化去除是利用次氯酸鈉、亞氯酸鈉和雙氧水。萃取去除指利用醇或某些超臨界物質做反應萃取溶劑而達到萃取，去除木質素的目的。酶法去除指利用微生物合成的某些氧化酶類處理麻纖維，在適宜的處理條件下，能夠一定程度上去除木質素。

目前的氧化劑去除，主要使用亞氯酸鈉，次氯酸和過氧化氫來對麻纖維進行脫木質素處理。對于不同麻纖維，處理工藝有所不同，下面以亞麻纖維處理工藝為例。使用次氯酸鈉的去除工藝：浸軋漂液(含1-3g/L有效率)——室溫堆置40-60min——水洗——酸洗(硫酸1-3g/L)——堆置15-30min——充分水洗。使用亞氯酸鈉去除工藝：浸軋漂液(亞氯酸鈉溶度為12-25g/L，pH值為4-5)——氣蒸(100℃，45-60min)——充分水洗——烘干。使用雙氧水去除工藝：浸軋漂液(過氧化氫溶度2-3g/L，pH值為10-11)——氣蒸(95-100℃，60-90min)——充分水洗——烘干。然而，這些方法存在需要強酸強堿、高溫等缺陷，而且處理過程中易易分解產生二氧化氯或氯氣、嚴重損害工作人員健康，試劑對設備腐蝕嚴重，能耗高，需大量助劑和水等問題。

發明內容

為了解決現有麻纖維的木質素去除工藝存在的高能耗、高用水量、高污染、高排放以及人員、設備保護問題，本發明提供了一種更合適的麻纖維的木質素去除方法。

本發明的麻纖維的木質素去除方法，可以用于包括黃麻、大麻、亞麻、苧麻、羅布麻等麻纖維，通過將麻纖維浸泡于含臭氧的水溶液中，并不斷向其中補充臭氧，麻纖維上的木質素會被臭氧氧化降解，生成小分子物質而溶解去除。反應后的麻纖維再經過充分水洗和機械攪動，麻纖維上未穩定結合的木質素進一步被洗脫下來，達到良好的去除木質素的效果。

本發明的利用臭氧對麻纖維進行處理以去除麻纖維木質素的方法，包括如下步驟：

(1)臭氧控制：控制臭氧混合氣體進氣速率為1-200L/min，臭氧產率為5-1000g/h；并將其通入水中產生含臭氧濃度為1-10mg/L的水溶液；

(2)潤濕過程：將待麻纖維浸沒水中，徹底潤濕；

(3)去除過程：將潤濕后的麻纖維浸沒于含臭氧的水溶液中，不斷攪拌，反應pH＝3-4.5，反應時間120-180min，反應溫度10-20℃，浴比1:5-1:20；

(4)后處理過程：處理完成后取出麻纖維，在攪拌下充分處理，烘干。

在本發明的一種實施方式中，所述麻纖維包括亞麻，大麻，苧麻，黃麻等麻類纖維。

在本發明的一種實施方式中，所述步驟(3)的去除過程可以是連續進布或者間歇進布。

在本發明的一種實施方式中，所述步驟(4)是先用50-60℃熱水洗，再用冷水洗，烘干。

在本發明的一種實施方式中，所述步驟(4)是先將經過臭氧處理的麻纖維浸漬到自由基清除劑溶液中處理一段時間，然后將經過凈洗的麻纖維浸漬到熱水中處理一段時間，最后再冷水洗，烘干。

利用自由基清除劑對經臭氧處理的麻纖維進行凈洗處理，去除麻纖維上殘留的羥基自由基、活性氧原子等，防止了麻纖維上殘留的羥基自由基、活性氧原子等導致纖維在以后存儲過程中發生脆損和泛黃和纖維力學性能降低。