亚麻纤维的生物降解与低温漂浮工艺

亚麻纤维的生物降解与低温漂浮工艺

maltier是一种典型的纺织材料。就性质和化学组成而言，它与棉有许多相似之处。纤维的提取,称之为沤麻,是麻线(亚麻的纤维形式)工艺中较为繁琐的一步。随后的加工可在类似加工棉织物的生产线上进行。然而亚麻的湿加工预处理仍极具挑战性。纤维中存在的木质素是获得良好白度的主要障碍,最近就该问题发表了大量的研究报告。随后对煮练和漂白的传统工艺以及一些较新的技术也进行了研究,包括亚麻的一浴法工艺、超声波预处理、酶煮练以及络合剂生物预处理等。近几十年,合成纤维工业的迅猛发展,实际上已将亚麻挤出市场。但是追求无规则、随意外观的流行趋势又重新寻回了亚麻的市场地位。由于具有清新、舒适、美观等特性,亚麻获得普遍欢迎,并激发了研究者的兴趣。在研究中,基于降低能源成本的想法,尝试在低于常规处理温度条件下采用过氧化物对亚麻进行漂白。1实验1.1面密度、lr级化学品亚麻织物规格:平纹,经密165.4根/10cm,纬密157.7根/10cm,面密度210g/m2。不同LR级化学品:纯碱、氯化钠、磷酸三钠、过氧化氢(50%)和过硫酸钠。此外,还使用了贝克托索HTN溶液(淀粉酶)、LissapolD(非离子型洗涤剂)和稳定剂AWNI(克莱恩公司)。1.2方法1.2.1退浆及煮练织物首先将坯布在2g/L的贝克托索HTN溶液中退浆,浴中还含有氯化钠和LissapolD各1g。80℃处理1h后,用热水和冷水充分洗涤。退浆工艺的效果参照Tegewa标准评级。将经过退浆的织物在95℃下用10g/L纯碱和2g/L非离子洗涤剂煮练1h。经过煮练的织物用热水和冷水充分洗涤后用醋酸中和。织物局部烘干后,在80～85℃、pH为10～11的条件下,用H2O2按如下配方漂白:过氧化物漂白后进行简单的热洗涤和冷洗涤。1.2.2box-behnken正交法低温漂白工艺的研究需要关注3个变量:H2O2浓度、过硫酸钠浓度和温度。这些变量的效果通过CIE白度指数、明度指数和FTIR来表征。通过对这3个变量在3个不同水平下的BoxBehnken(正交)法推导出最有价值的信息。变量的3个水平和实验设计分别如表1和表2所示。低温过氧化物整理所需的其他化学品有稳定剂AWNI和浓度40%的H2O2,参数如下:漂白整理后进行简单热洗涤和冷洗涤。1.2.3盐片盐片lp和ftir研究白度指数和明度指数分别参照CIELAB公式和TAPPI(纸浆与造纸工业技术协会)452ISO2470公式测量。使用Macbeth电脑配色系统在D65光源和10°视场下测量。对于FTIR研究,先将样品置于无水KBr中形成盐片。JascoMicroFTIR仪通常与PerkinElmer(拉曼)光谱仪合用,以进行光谱研究。2温度值与面元值的相关性分析表3显示了过硫酸钠作为催化剂进行低温漂白的实验结果。白度(WI)的结果输入电脑,随后使用逐步回归程序获得计算白度的响应曲面方程。白度=-51.86-0.545×H2O2+8.188×过硫酸盐+2.997×温度+0.00763×H2O2×H2O2-0.090×H2O2×过硫酸盐+0.02135×H2O2×温度-0.889×过硫酸盐×过硫酸盐-0.029×过硫酸盐×温度-0.0561×温度×温度实验值与此方程计算值之间的相关系数为0.91,标准误差为0.48。这表明实验数据与响应曲面方程一致。3亚麻整理后织物结构表征从表3可以明显看出,利用催化剂进行低温过氧化物漂白所得白度与常规方法相当。整理温度为50℃和70℃时具有较好效果,这可能是热能和化学活化效果综合作用的结果。过氧化物浓度和温度的协同效应(图1a)表明在一定范围内白度随漂白浓度和温度的增加而增加。这应归因于氧化剂的量和温度的增加促进了漂白过程。从白度与H2O2和过硫酸钠浓度的关系图中(图1b)可以推断,过硫酸盐浓度增加到一定水平对白度具有增效作用。过硫酸钠浓度和温度的协同效应表明白度随过硫酸钠浓度和整理浴温度的增加而增加,但在达到某一点后逐渐停止。白度和明度的观测值清楚地表明催化剂的存在很好地补偿了整理温度的降低引起的不足。光谱研究中,亚麻织物的红外光谱如图2所示,特征吸收带在表4中给出。亚麻坯布的红外光谱显示了典型的木质素材料吸收带。在经过常规或低温漂白整理(样本L12为低温漂白的代表样品)后,分别在3400cm-1和2900cm-1处有吸收的—OH和—CH,其吸收带的类型和强度没有任何改变。这可能是由于纤维素在处理过的样品中被作为主要成分保留。亚麻坯布中自由或酯化的羧基在1639cm-1产生吸收带。在所有可能出现的官能团中,这些官能团或源自于果胶组分或源自于木质素羧酸酯或二者兼而有之。因此,它们在亚麻中的标志十分相似。在常规过程中,煮练整理使酯键断裂,自由羧基被中和。然而,木质素的含量非常低,官能团的变化很难明确表征。处理后样品在1425cm-1处仍然存在中等强度峰和低强度弱峰,这表明无论通过常规方法还是低温技术进行漂白,都没有造成主要结构的变化。据此可以推断,无论通过何种方法漂白,织物都不会有显