竹笋壳纤维的提取与其基本结构特性

将笋壳原料经稀酸浸渍预水解后,再由高温高压碱(NaOH)处理,用多聚磷酸钠、硅酸钠等作助练剂进行脱胶,提取出竹笋壳工艺纤维,并对其进行扫描电镜、X衍射和全反射红外分析.结果表明:提取物的结晶度达到68%,红外光谱图为纤维素特征;所得工艺纤维细度为1.98tex,纤维长度64mm,断裂强度2.00cN/dtex,具备了转杯纺的初步条件,有望成为一种新型的纺织纤维材料.

竹笋壳纤维的微观结构与热性能测定

[目的]了解自然脱落竹笋壳纤维的微观结构特征和热性能,为开发利用竹林资源竹笋壳提供理论依据.[方法]通过电子显微镜观察纤维的横截面和表面形态,用X射线衍射测定纤维的结晶度,用红外光谱测试分析纤维含有基团的种类,用差热—热重联用分析仪测定纤维的热性能.[结果]竹笋壳纤维表面粗糙,存在沟槽和裂缝,横向有枝节,且有轻微的天然转曲现象;纤维横截面有大量的小凹坑,纤维中腔呈圆形或扁平状孔洞;竹笋壳纤维具有典型的纤维素纤维结构,经X射线衍射测定,竹笋壳纤维结晶度为68.2％,高于棉纤维.天然竹笋壳纤维的热稳定性和热降解机理与棉纤维相似,竹笋壳纤维在345℃左右开始热分解,随着温度的升高,竹笋壳纤维在410～470℃呈现显著的失重现象.[结论]竹笋壳纤维属于典型的纤维素纤维,且具有良好的热性能,可在纺织领域应用.

竹笋壳纤维的吸湿性能

通过研究竹笋壳提取物竹笋壳纤维的吸湿性能,为竹笋壳资源的开发利用提供理论参考。测试了竹笋壳纤维的吸放湿特性和吸湿膨胀率,依据竹笋壳纤维在吸湿、放湿过程中回潮率随时间的变化,推导出竹笋壳纤维回潮率、时间回归方程和吸、放湿速率回归方程,对比分析竹笋壳纤维与苎麻纤维和棉纤维吸湿性的差异。结果表明:竹笋壳纤维具有较好的吸湿、放湿性能;其吸湿特征在开始阶段表现为吸湿速率较大,随着吸湿时间的延长,纤维的吸湿速率呈指数曲线衰减;3种纤维的放湿速率比较相近;竹笋壳纤维吸湿膨胀后横纵向湿膨胀率均最大,且横向膨胀率远大于纵向膨胀率。

竹笋壳纤维的力学性能

为了了解竹笋壳纤维的基本力学性能,为竹笋壳纤维的进一步开发利用提供理论依据,研究了竹笋壳纤维拉伸断裂性能、松弛性能和定伸长弹性性能等力学指标。结果表明,竹笋壳纤维断裂性能指标拉伸断裂强度、初始模量和断裂伸长率分别为3.21 cN/dtex、214.32 cN/dtex和2.01%,在湿态下竹笋壳纤维的拉伸断裂强度和初始模量下降较大,分别下降了38.6%和33.1%,断裂伸长率变化不大;比较干、湿态下竹笋壳纤维的抗应力松弛性能和定伸长抗伸回弹性,湿态下的抗应力松弛性能和弹性能力较优。

竹笋壳纤维组分的组合分离技术研究

对竹笋壳纤维中半纤维素、纤维素和木质素的组合分离技术进行了初步研究.实验结果表明:较好的稀酸水解条件为:纤维颗粒度80目,稀硫酸浓度3%,液固比100∶1(v/w),温度70℃,时间10h;酸处理竹笋纤维无水乙醇提取的较优条件为:先将酸处理竹笋纤维在-20℃反复冷冻-解冻2次,再按20∶1(液固比)的比例加入无水乙醇,在80℃下提取10 h.在确定的酸解和醇提条件下,能较好地实现半纤维素、木质素和纤维素的分离.

竹笋壳纤维热湿性能研究

分析自然脱落竹笋壳提取物竹笋壳纤维的热湿性能,为开发利用竹林资源竹笋壳提供理论依据。主要研究了竹笋壳纤维在不同热处理温度条件下的吸湿性能和放湿性能,分析热湿条件对纤维断裂强度、断裂伸长率以及纤维摩擦性能的影响。结果表明:随着温度的升高和热处理时间的增加,竹笋壳纤维的断裂强度和断裂伸长率逐渐下降;温度对竹笋壳纤维的摩擦性能影响不大;随着环境相对湿度的提高,竹笋壳纤维的断裂强度不断下降,断裂伸长率变化平缓;湿度的增大,竹笋壳纤维的动摩擦系数和静摩擦系数都呈增大的趋势,且相对湿度越高,纤维的静动摩擦系数差值越大。

酸处理竹笋壳纤维糖化工艺的优化

以竹笋壳原纤维作对比,对稀酸预处理竹笋壳纤维的绿色木霉酸性纤维素酶糖化工艺进行了研究.正交试验实验结果表明,当酸性纤维素酶用量为酸处理竹笋壳纤维用量的14倍(v/w)时,调至pH为4.5,于40℃酶水解10 h后,水解液总糖度可达2.39 mg葡萄糖/mL,酸处理竹笋壳纤维酶解率为29.03%.

竹笋壳纤维碱氧一浴法短流程脱胶工艺优化

为了优化竹笋壳纤维脱胶工艺,采用碱氧一浴法对竹笋壳纤维进行脱胶,以脱胶率为评价指标,设计正交试验,得到了提取竹笋壳纤维脱胶的最优方案。即,氢氧化钠20 g/L,过氧化氢20 mL/L,浴比1∶40,90℃恒温水浴处理3.5 h,此时脱胶率为56.71%。红外光谱结果表明,处理后的竹笋壳纤维中的大部分胶质被去除,纤维素含量明显提高。此方法可为生产优质竹笋壳纤维,制造符合可持续发展理念的纺织工业原料提供参考。

竹笋壳纤维超声波辅助碱氧一浴法脱胶工艺

以竹笋壳为研究对象,采用超声波辅助碱氧一浴法提取竹笋壳纤维,以脱胶率、白度及断裂强度为指标,对碱氧一浴处理中氢氧化钠、过氧化氢用量及温度和时间等因素进行优化,并借助扫描电镜观察提取的竹笋壳纤维的微观结构。结果表明:温度为95℃、碱煮时间为2.5 h、氢氧化钠用量为18 g/L、过氧化氢用量为35 mL/L,此时纤维脱胶率为70.07%,白度为82.35%,断裂强度为2.84 cN/dtex。

竹笋壳纤维酸预处理脱胶工艺优化

以竹笋壳为研究对象,采用酸预处理结合碱氧-浴法脱胶工艺获取竹笋壳纤维,讨论脱胶工艺中氢氧化钠、过氧化氢用量及处理温度和时间对脱胶性能的影响。以残胶率为考查指标,通过正交实验得到碱氧-浴脱胶的最佳工艺参数为:氢氧化钠用量为24 g·L^(-1)、过氧化氢用量为35 mL·L^(-1)、煮练温度为95℃、碱煮时间为3 h,此时纤维残胶率为15.10%,并借助红外光谱分析仪测试提取的竹笋壳纤维的结构。所制备的竹笋壳纤维将被认为是一种有前途的、可持续发展的纺织工业原料,并具有广阔的应用前景。

竹笋壳纤维复合材料的降解特性研究

为研究不同环境中竹笋壳纤维复合材料的降解特性,采用自然曝露法、土壤掩埋法、水性培养液法和纤维素酶法4种方法对复合材料进行了降解处理,测定了复合材料降解过程中的质量损失率以及降解后的相对结晶度、化学组分和微观形貌.结果表明:竹笋壳纤维复合材料在自然环境、土壤、水性培养液和纤维素酶缓冲溶液中有良好的降解性能,降解后的质量损失率依次为11.4%,21.0%,31.2%和34.3%,相对结晶度由空白对照组的40.7%依次增大到46.8%,53.1%,55.1%和57.7%,特征吸收峰发生了不同程度的降低.SEM分析表明,水性培养液降解使竹笋壳纤维表面变得更加粗糙,沟槽增大,出现较多剥落的碎片和较大的孔洞.土壤和纤维素酶缓冲溶液降解使竹笋壳纤维依次发生竹笋壳纤维表面胶质大量破坏和竹笋壳纤维内部剥离分层破坏,暴露出纤维单丝.

全细胞生物催化竹笋壳制备燃料乙醇的研究

以竹笋壳为原料,采用白腐菌(TST-01)对其进行预处理后,选择纤维素酶和木聚糖酶进行酶解,并在酶解产物中添加固定化混合菌种(嗜单宁管囊酵母和酿酒酵母)进行乙醇发酵。结果表明:白腐菌表现出优良的木质素降解性能,经过24d,木质素的降解率达到62.1%;6%木聚糖酶和10%纤维素酶混合,在初始pH值为4.5的条件下酶解6h,总糖转化率可达到67.54%;固定化混合菌种在发酵48h的酒精质量浓度可达到19.84g/L,高于游离混合菌种,也远高于单一菌种。

竹笋壳过碳酸钠脱胶工艺研究

采用环保型氧化剂——过碳酸钠对竹笋壳进行脱胶处理,以脱胶率为指标,对脱胶处理中过碳酸钠、过氧化氢的用量以及煮练温度和时间等因素进行优化探讨,最后借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪等仪器对所得竹笋壳纤维的结构与性能进行了分析。优化后脱胶工艺为:煮练温度为90℃、煮练时间为120 min、过碳酸钠用量为24 g/L、过氧化氢用量为40 mL/L,此时脱胶率较高为69.17%。本方法所制备的竹笋壳纤维被认为是一种具有广阔应用前景的、符合可持续发展理念的纺织工业原料。