棉秆皮成分及其纤维性能研究.doc

棉秆皮成分及其纤维性能研究2011-11-28 17:41:19摘要：按照枟苎麻化学成分定量分析方法枠对棉秆皮成分进行测定，得出棉秆皮中含脂腊质，水溶物，果胶，半纤维素，木质素，纤维素借鉴麻类的脱胶工艺制定了提取棉秆皮纤维的工艺及条件；同时测试了纤维的基本性能如长度、细度等采用扫描电镜观测了提取的棉秆皮纤维外观形态，得到棉杆皮纤维表面不光滑，并具有明显沟槽棉秆是指棉花的秆基，是一种优良的长韧皮纤维，富含纤维素、木质素和多缩戊糖等棉秆是棉花的副产品，在过去，一般丢弃在田里或是焚烧，造成资源的浪费近年来，人们开始加大了对棉秆开发利用的研究，如聂勋载等人研究本色棉皮、去皮棉秆和全棉秆造纸工艺流程；庞捷对用棉秆制备活性炭进行初步研究；张金梅等人对用棉秆、花生壳纤维素制备再生纤维素膜进行研究；国外将棉秆用化学法和生物法提取的葡萄糖做原料，发展精细化工业，生产酒精、干冰、冷冰剂、维生素、香草醛，用于食品香精及电镀光亮剂但棉秆在纺织领域的应用研究很少，本文将通过测定棉秆皮的成分并与其他的植物纤维的成分进行比较，同时借鉴麻类纤维脱胶方法制定棉秆皮纤维的提取方法，最后对棉秆皮纤维的基本性能及纤维的形态进行研究，为棉秆皮在纺织领域的应用奠定基础实验原料及化学药品（）原料棉秆皮（）化学药品氢氧化钠、硫酸、草酸铵、苯、无水乙醇、氯化钡，均为化学纯仪器（）玻璃仪器脂肪提取器（球型）、玻璃真空管、三角烧瓶（）、抽滤瓶（）、球型冷凝管（）、-玻璃砂芯滤器、有塞三角烧瓶（）、玻璃干燥器、高型称量瓶（碬）、量筒（，）（）称量仪器精密电子天平、托盘天平、铝盒、白瓷坩埚（）（）其他分样筛（目）、-电热恒温水浴锅、电热恒温烘箱实验方法棉秆皮成分测定按照枟苎麻回潮率、含水率试样方法枠测定棉秆皮的回潮率与含水率按照枟苎麻化学成分定量分析方法枠测定棉秆皮的成分回潮率、含水率将棉秆皮做成单个重约的试样，共个，分别放于已知质量的称量瓶中并在精密分析天平上精确称重，置于的电热恒温干燥箱中烘至恒重（先后次质量差不超过后一次质量的），取出放于干燥器中冷却，分别精确称取棉秆皮与称量瓶总质量并记录脂蜡质含量将测过含水率的试样，分别放入脂肪提取器内，试样高度低于溢流口约烧瓶中加入苯乙醇（体积比）溶液，在恒温下进行提取，控制回流速度为次从提取液开始低落起计时，提取取出试样，在通风橱内风干然后放入已知质量的称量瓶中，在下烘至恒重（先后次质量差不超过后一次质量的下同）取出放于干燥器中冷却，分别精确称取试样与称量瓶总质量并记录按式（）计算W（GG）G，（）式中W为试样的脂蜡质含量（）；G为试样抽取脂蜡质前（或测含水率后）的干重（）；G为试样抽取脂蜡质后的干重（）水溶物含量将提取脂蜡质后的试样，分别放入加有蒸馏水的三角烧瓶中，装好球型冷凝管，沸煮，更换蒸馏水，重新沸煮，取出试样，在分样筛中洗净放入已知质量的称量瓶中，烘至恒重取出，迅速放于干燥器中冷却，称重并记录果胶物质含量将提取水溶物后的试样，分别放入加有，浓度为的草酸铵溶液的三角烧瓶中，装好球型冷凝管，沸煮取出，在分样筛中洗净，放入已知质量的称量瓶中，烘至恒重取出迅速放于干燥器中冷却，称重并记录半纤维素含量将提取果胶物质后的试样，分别放入加有，浓度为氢氧化钠溶液的三角烧瓶中，装好球型冷凝管，沸煮取出，于分样筛中洗净，放入已知质量的称量瓶中，烘至恒重，取出迅速放于干燥器中冷却，称重并记录木质素含量从试样中，随机选点，取重约的样品，提取脂蜡质后风干剪碎（长度不超过），称取每个重约的试样，共个分别放于已知质量的有塞三角烧瓶中，烘至恒重取出迅速放于干燥器中冷却，称重，记录然后缓缓加入的硫酸溶液在下放置然后，移至三角烧瓶中，用蒸馏水稀释至，装好球型冷凝管沸煮，稍冷，用已知质量的玻璃砂芯滤器反复抽滤、洗剂，直至滤液中不含硫酸根离子时为止（用氯化钡溶液检验）取下玻璃砂芯滤器烘至恒重，取出迅速放于干燥器中冷却，称重并记录按式（）计算木质素含量W（GG）（GG），（）式中W为试样的木质素含量（）；G为玻璃砂芯滤器总干重（）；G为试样的木质素与玻璃砂芯滤器总干重（）；G为有塞三角烧瓶干重（）；G为试样与有塞三角烧瓶总重量（）纤维素含量根据以上各成分含量的测定值，按式（）计算纤维素含量W（WWWWW），（）式中W为原棉秆皮纤维素含量（）；W，W，W，W，W分别为试样的脂蜡质含量（），木质素含量（），水溶物含量（），果胶含量（），半纤维素含量（）灰分含量做成每个重约的试样共个，分别放入已知质量的白瓷干锅中，烘至恒重取出迅速放于干燥器中冷却，称重并记录然后将其放入高温电炉中，在下灼烧待灰烬呈白色或淡灰色时（一般约）停炉当炉温降至以下时，取出放于石棉网上冷却后移入干燥器中冷却，称量并记录按式（）计算W（GG）（GG），（）式中W为试样的灰分含量（）；G为白瓷干锅干重（）；G为试样的灰分与白瓷干锅的总质量（）；g为试样与白瓷干锅的总干重（g）棉秆皮纤维的制取及条件参考麻类（主要是亚麻）纤维的脱胶工艺流程，制定棉秆皮纤维的制取方法为：试样准备浸酸碱煮水洗打纤水洗酸洗水洗抖松给油烘干条件：浸酸：浓度，温度，时间，浴比碱煮：浓度，温度，时间，浴比酸洗：浓度，常温，时间，浴比棉秆皮纤维性能测试用羊毛纤维长度分析仪测定棉秆皮工艺纤维，用直尺测棉秆皮单纤维；用型纤维切断器并采用中段切断称重法测定经半脱胶棉秆皮纤维的细度；用电子单纤维强力仪测试纤维的强力；按照枟苎麻化学成分定量分析方法枠测定纤维残胶率；纤维的提取率按照纤维的质量原棉秆皮质量求得结果与讨论棉秆皮成分按照棉秆皮成分测试方法得出棉秆皮的回潮率与含水率如表，各成分的含量如表从表得出棉秆皮回潮率的平均值为，含水率的平均值为从表得出棉秆皮成分含量，其中半纤维素成分占，木质素占，水溶物占，三者之和占棉秆皮成分的绝大部分因此，在棉秆皮纤维的制取过程中对半纤维素、木质素、水溶物的去除是重点为更好研究棉秆皮的性能，将棉秆皮与其他一些植物纤维原料（如亚麻、苎麻、黄麻、大麻、竹子）成份含量进行比较，如表所示由表得出，在水溶物和纤维素含量上，棉秆皮与上述几种植物纤维存在大的差异棉秆皮的水溶物含量比上述几种原料高很多，说明在提取棉秆皮纤维的方法上与其他纤维的方法不同棉秆皮纤维素含量比竹子和桑皮纤维还要低，这会影响棉秆皮纤维的提取率棉秆皮半纤维素和木质素含量与龙须草差不多，比上述其他植物纤维含量要高因此，在去除半纤维素和木质素方面可以参考龙须草的去除方法棉秆皮纤维形态测得棉秆皮纤维的长度、细度如表，为了便于比较，表中列出了其他几种麻纤维的性能指标数据由表可知，棉秆皮单纤维的长度比其他种纤维都要短，宽度相差不大；棉秆皮工艺纤维的长度比亚麻纤维短，比大麻、黄麻纤维长；棉秆皮工艺纤维的细度与亚麻、黄麻纤维接近，比大麻纤维粗采用日本扫描电镜观察提取的棉杆皮纤维形态结构（如图）由图可以看出，棉杆皮纤维表面粗糙，凹凸不平，并且存在明显的沟槽棉秆皮纤维性能棉秆皮纤维性能测试结果见表，为了便于比较，表中列出了其他几种麻纤维的性能指标由表可知，棉秆皮纤维的断裂强力比其他种纤维低，但其断裂伸长率比亚麻、黄麻等纤维高结论（）按照枟苎麻化学成分定量分析方法枠测定棉秆皮成分，得出棉秆皮中含脂腊质，水溶物，果胶，半纤维素，木质素，纤维素（）棉秆