Analysis of Ethylene Glycol Degumming Process and Characterization of Hemp Fibers

To overcome the shortcomings of traditional degumming process,an efficient and environmentally friendly ethylene glycol(EG) degumming process was adopted to degum hemp fibers.The surface morphology,chemical composition,chemical structures,and mechanical properties of the fiber samples were analyzed to explore the mechanism of the degumming process.It was found that the EG degumming process could be divided into the main degumming stage(heating) and the supplementary degumming stage(insulation).The removal rates of hemicellulose and lignin in the main degumming stage were 70.56% and 60.17%,respectively.In the supplementary degumming stage,9.95% hemicellulose and 25.39% lignin were removed.It is confirmed that EG can separate hemp fibers effectively with less damage,which holds great potential for the biomass fiber separation technology.

汉麻纤维脱胶技术研究进展

汉麻纤维是近年来备受关注的具有较高比刚度和强度的天然纤维,其韧皮纤维具有生物可降解性,且在汽车工业、结构复合材料、制浆和纺织等领域具有广阔的应用前景。文章对汉麻纤维的物理、化学、生物和综合脱胶工艺的优缺点,以及汉麻纤维脱胶工艺的最新研究进展进行了梳理和分析。研究认为:物理脱胶法适用于预处理及后处理;化学脱胶法需要与其他方法联合以减少环境污染及能源损耗,其是目前工业化脱胶最主要的手段;有机溶剂、电化学及微波法等新型脱胶方法尚处于探究阶段,很难应用于生产实践;生物脱胶法可有效降低能耗和环境污染,且对纤维的损伤小,具有广阔的发展前景。

低VOC麻纤维增强复合材料制备技术

麻纤维增强热塑性复合材料具有轻质、环保、耐冲击等特点,是极具附加值与潜力的材料。但传统麻纤维复合材料存在纤维分散不均、挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOC)大量释放等问题,制约了麻纤维复合材料的规模化应用。介绍了麻纤维固相共混热致复合的材料制备方法、麻纤维表面处理技术、麻纤维复合材料一步法制备技术、麻纤维热塑性复合材料一体化成型等制备工艺,并对天然麻纤维增强复合材料的规模化应用进行了展望。

MnFe_(2)O_(4)的制备及在芬顿体系中的脱胶应用

传统的芬顿氧化体系对于pH值的要求较高,一般在pH=2~3,否则会产生大量铁泥,对此在传统芬顿氧化体系中添加MnFe_(2)O_(4)。研究并得出MnFe_(2)O_(4)的制备工艺,探讨环保高效的脱胶工艺。结果表明,当添加0.002mol FeCl_(3)·6H_(2)O、0.001mol MnCl·24H_(2)O,以30mL乙二醇为溶剂、2.7g醋酸钠调节pH、180℃反应10h时制得的MnFe_(2)O_(4),其催化性能较佳,并使改良后的芬顿体系可以在pH=5的条件下对汉麻纤维进行脱胶处理。

TEMPO/亚硝酸钠对工业大麻纤维脱胶的影响

为了使工业大麻二粗纤维脱胶过程中既减少能耗、绿色环保,又保证制得的工业大麻纤维质量符合要求,将探讨一种TEMPO/亚硝酸钠预处理实验的脱胶效果。新的脱胶思路结果表明:TEMPO/亚硝酸钠体系下的最佳方案:TEMPO质量浓度为0.35g/L、10mL(1mol/L)的亚硝酸钠,在浴比1:30、pH值为4.5、70℃条件下处理2h,此时得到的纤维为最佳。

汉麻纤维特点及其脱胶进展

汉麻纤维是天然纤维的一种,其织物具有清凉透气、抗紫外线、消除静电、天然抑菌及吸音消波等优良性能,被广泛用于医疗、军事及民用纺织领域。文章分析了汉麻纤维的形态结构和化学成分,总结了化学脱胶、生物脱胶、物理脱胶及联合脱胶方法制备汉麻纤维的优缺点,并提出采用新型氧化脱胶、有机溶剂脱胶与联合脱胶法可以在保证纤维质量的同时减轻环境污染。研究认为,汉麻脱胶技术应当在低能耗、高效率及绿色环保的方向上开展深入研究;以物理脱胶为辅,结合生物酶处理,并减少化学试剂的用量。

麻纤维厌氧连续流生物脱胶中试装置的性能研究

采用汉麻和苎麻原麻,对自主研发的脱胶能力为5.0 kg/d的麻纤维厌氧连续流生物脱胶中试装置进行相关验证性试验。结果表明:该装置各系统启动便捷,长时间运行稳定,工艺参数在一定范围内调整方便且准确;在脱胶过程中脱胶罐脱胶液的总进pH值始终高于总出pH值,总进COD(化学需氧量)始终低于总出COD,证明了中试装置脱胶的有效性。在内循环速率为100 mL/min、外循环速率为1.8 L/min、自循环速率为12~13 L/min、温度为38℃、脱胶周期为3 d时,汉麻脱胶麻的束纤维线密度为30.00~60.00 dtex,强度为1.00~2.00 cN/dtex,质量损失率为12%左右;当其他参数不变,脱胶周期为2 d时,苎麻脱胶麻的单纤维线密度为6.00~10.00 dtex,强度为4.00~5.50 cN/dtex,质量损失率为10%左右,脱胶作用显著。研发的中试装置具备产业化应用前景,相应脱胶工艺参数具备进一步优化的潜力。

高温脱胶对大麻纤维成分与结构的影响

研究了大麻纤维高温脱胶技术,讨论了脱胶温度和碱量对大麻纤维成分与结构的影响。用SEM、FT-IR、XRD对大麻纤维高温脱胶前后的表面形态结构、聚集态结构进行了表征。实验结果表明:高温脱胶后大麻纤维中的半纤维素和木质素含量分别下降了79.1%和83.5%,纤维素含量提高;大麻纤维的结晶度上升,其结晶度与NaOH的质量分数及反应温度有关。

大麻纤维性能及生物酶脱胶工艺的研究

针对麻纤维采用化学脱胶会对纤维造成损伤的问题,提出了大麻纤维生物酶脱胶的新方法,并且用正交试验方法确定了生物酶脱胶的最佳工艺,即作用时间2 h,果胶酶浓度5 g/L,pH值4.5,温度50 ℃,后处理氢氧化钠质量浓度0.6%.生物酶对大麻进行脱胶处理,其作用条件温和,对纤维损伤小,生产中容易掌握脱胶的程度,有利于提高出麻率,且耗水少、污染轻.

大麻加工技术现状及发展

针对大麻纤维正在引起普遍关注的现实 ,围绕大麻脱胶这一关键技术 ,综述了目前国内外的各种方法及其存在的缺点 ;同时介绍现有的纺纱、染整技术和产品开发现状 ,呼吁加强研究工作 ,以期能更好地解决大麻脱胶和分纤的问题 .

大麻纤维高温闪爆联合脱胶技术

研究大麻纤维高温闪爆联合脱胶工艺,讨论高温闪爆联合处理条件对大麻纤维性能及组分分离效果的影响。用FTIR、SEM对联合脱胶后大麻的表面形态结构和化学成分进行分析。研究发现:半纤维素和木质素的含量分别下降了81.52%和86.68%,纤维素比率明显提高,达到大麻纤维脱胶的目的;工艺中高温蒸煮温度、用碱量、闪爆前处理、闪爆压力及温度,保压时间及闪爆次数等是影响纤维分离的重要因素;高温蒸煮及预浸处理对纤维的溶胀作用有利于闪爆条件的降低。

大麻纤维高温-酶联合脱胶技术

为克服单一化学法脱胶对环境污染严重和单一的生物酶脱胶率低的缺点,研究了大麻纤维高温-酶联合脱胶技术,讨论了高温脱胶后3种不同酶处理的大麻纤维化学成分与断裂强度的变化,用SEM、FTIR对大麻纤维高温酶脱胶前后的表面形态结构、化学成分进行表征。实验结果表明:果胶酶可作为高温脱胶后大麻纤维的脱胶酶使用;高温-果胶酶脱胶后大麻纤维中的果胶和半纤维素、木质素含量分别下降了83.3%和79.2%。

大麻微生物-蒸汽爆破联合脱胶技术

为缩短大麻脱胶时间,提高纤维质量,研究了微生物和蒸汽爆破联合的脱胶技术。在现有的微生物脱胶工艺和预设蒸汽爆破参数条件下,确定了微生物-蒸汽爆破联合脱胶是较好的工艺顺序。对蒸汽爆破阶段的不同参数进行单因子和正交试验。脱胶后大麻纤维的组分测定和性能检测结果显示,微生物-蒸汽爆破联合脱胶技术的较好工艺参数为:脱胶微生物Dm111对大麻的处理温度35℃,180 r/min振荡培养6 h。蒸汽爆破的较好条件为:压力2.5 MPa,保压时间120 s。经此工艺处理后的大麻纤维素含量为77.01%,而且果胶、半纤维素和木质素的含量比原麻分别降低了89.15%,33.75%和30.64%,胶质去除效果较好,纤维分裂度和强力分别达到689 m/g和80 N。该工艺缩短了大麻脱胶时间,且最终纤维质量较好。

大麻碱氧一浴一步法短流程脱胶漂白工艺参数的优化

大麻碱氧一浴脱胶漂白工艺流程短,去除木质素效果好。通过三因子二次通用旋转组合回归优化设计方法进行了大麻碱氧一浴脱胶漂白工艺探索,讨论了各工艺因素对精干麻残胶率、残余木质素量、精干麻强力和白度的影响,经过优化实验、计算与分析,得到了最优工艺参数。

大麻纤维高温煮练时间与脱胶质量的关系

大麻纤维具有无刺痒感、吸湿透气、抗静电、抗菌、屏蔽紫外线等优良性能,但大麻的纺织加工仍存在很多问题,传统的化学脱胶方法仍存在一定的局限性。通过对高温煮练前后大麻组分分析、电镜照片观察及强力指标的测试,探讨在其它因素不变的情况下,高温煮练时间变化对大麻纤维脱胶质量的影响。结果表明,在一定条件下最适合大麻纤维高温煮练的时间为3 h左右。

大麻微生物脱胶特异放线菌菌株的筛选与鉴定

为探讨大麻根部土壤中是否存在具有脱胶功能的放线菌,采用高氏一号培养基分离纯化大麻根部土壤中的放线菌,利用平板透明圈法筛选具有脱胶功能的菌株,通过形态特征、生理生化特性及分子生物手段鉴定菌种。结果表明:共分离纯化得到41株放线菌,其中菌株DM182具有较强的脱胶能力,其透明圈直径可达3.78 cm,根据菌株DM182的形态、生理生化特性与16S rDNA序列分析将其初步鉴定为白色类诺卡氏菌(Nocardioides albus)。因此,类诺卡氏属(Nocardioides)放线菌具有广阔的应用前景,而白色类诺卡氏菌N.albus在本地区首次筛选得到,具有进一步研究开发的价值。

碱性果胶酶对大麻脱胶工艺的影响

采用碱性果胶酶对大麻脱胶工艺条件进行了研究,通过对脱胶后大麻纤维残胶率的比较得出,在50℃,pH9.0,浴比1∶10条件下,碱性果胶酶适宜的脱胶条件为:果胶酶适宜添加量为150U/mL,螯合剂草酸的添加量为5 mM/L,适宜作用时间为27 h,大麻纤维残胶率可降至17.54%;NaOH后处理的适宜浓度为1.2%,处理时间为2 h,处理后大麻纤维残胶率为2.58%,纤维断裂强度为4.52 cN/dtex,纤维分散良好。

等离子体氧化在大麻纤维脱胶中的应用

为获得大麻纤维节能环保型脱胶工艺,基于水溶液辉光放电的氧化性,以木质素磺酸盐为研究对象,设计正交试验,得到等离子体氧化降解大麻中木质素的最佳条件:大麻质量浓度为210 mg/L;放电功率为100 W;放电时间为20 min。自由基捕捉验证试验、酸碱度测试结果表明,等离子体放电处理水产生了氧化能力极强的羟基自由基和大量的氢离子,等离子体处理水呈酸性,这种酸性氧化水使大麻纤维中胶质去除,木质素氧化降解,半纤维素水解。采用扫描电子显微镜和大麻化学成分分析表征处理前后大麻纤维形态和成分的变化,并测试脱胶残液的化学需氧量、酸碱度。结果表明:经等离子体氧化处理的大麻纤维发生了分裂,木质素、胶质、半纤维素含量降低,纤维素成分提升为73.08%;残液水呈酸性,化学需氧量值为1 500~2 000 mg/L。

大麻纤维的蒸汽闪爆-化学联合脱胶工艺技术

为了克服化学法脱胶对环境污染严重和单一蒸汽闪爆法脱胶效果不太理想的弊端,探讨了蒸汽闪爆-化学联合脱胶技术.通过光学显微镜观察、化学成分分析、傅里叶红外光谱、X-射线衍射及不同温湿度下的吸湿回潮率测定等方法,对比分析了蒸汽闪爆-化学联合脱胶工艺与化学脱胶工艺这2种方法对大麻结构与性能的影响.测试结果表明:蒸汽闪爆-化学联合处理使大麻纤维表面变得洁净,纤维素含量比化学脱胶法的更高,达到88.587%;闪爆-化学联合脱胶后大麻纤维仍属纤维素Ⅰ结晶结构,结晶度降低;闪爆-化学联合脱胶提高了大麻纤维的吸湿性,其吸湿机理仍与其他纤维基本一致.

好氧菌脱胶大麻的研究

采用自培养的好氧菌对大麻进行脱胶处理实验,好氧菌被驯化7 d后用于处理大麻,处理4 d后,大麻中的果胶、脂蜡质、半纤维素等含量都大大降低,但木质素的含量还较高,需要后道工序继续处理。SEM观察表明,处理前纤维表面粗糙不平,纤维牢牢地被果胶、半纤维素包围;处理后纤维分离度好,纤维表面光滑。FTIR观察表明,未处理时,分别位于1 736,1 510 cm-1处的半纤维素和木质素峰突出明显,处理后此峰变弱,说明半纤维素、木质素含量降低。