[发明专利]一种利用臭氧去除麻纤维木质素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用臭氧去除麻纤维木质素的方法，属于纤维素技术领域。

背景技术

在纺织造纸行业中的纤维素用量每年达800万吨，用于纺织浆料，再生纤维等。纤维素也加工成膳食纤维素药物，用于润肠通便，排除体内积毒，分解脂肪，有助于人体正常的生理活动。同时纤维素加工产物如：硝酸酯，醋酸酯等酯类衍生物，甲基纤维素，乙基纤维素，羧甲基纤维素等醚类衍生物还广泛应用在石油，日化，合成洗涤，电子，涂料，建筑建材，塑料，炸药，科研等方面。

在麻纤维中，木质素作为一种有色杂质，其存在会严重影响麻产品的各项物理，化学性能。故在麻纤维的加工过程中，木质素通常会通过各种方式去除。

木质素是复杂和芳香族聚合物，其结构复杂，一般认为木质素由香豆醇，松柏醇，5-羟基松柏醇，芥子醇这四种醇单体形成。由于不同植物中组成木质素的四种醇单体含量的差异，又可以将木质素分为三大类：紫丁香基木质素，愈创木基木质素，对羟基-苯基木质素。

麻纤维木质素的去除方式有浓碱去除、氧化剂去除、萃取去除、酶法去除。其中浓碱去除是利用浓碱液和其他助剂的作用，使纤维溶胀膨化，在机械振动下木质素得以脱落。但因为木质素本身的疏水性，和它与其他杂质处于一种紧密的共生状态，浓碱对木质素去除效果较差。已有报道的氧化去除是利用次氯酸钠、亚氯酸钠和双氧水。萃取去除指利用醇或某些超临界物质做反应萃取溶剂而达到萃取，去除木质素的目的。酶法去除指利用微生物合成的某些氧化酶类处理麻纤维，在适宜的处理条件下，能够一定程度上去除木质素。

目前的氧化剂去除，主要使用亚氯酸钠，次氯酸和过氧化氢来对麻纤维进行脱木质素处理。对于不同麻纤维，处理工艺有所不同，下面以亚麻纤维处理工艺为例。使用次氯酸钠的去除工艺：浸轧漂液(含1-3g/L有效率)——室温堆置40-60min——水洗——酸洗(硫酸1-3g/L)——堆置15-30min——充分水洗。使用亚氯酸钠去除工艺：浸轧漂液(亚氯酸钠溶度为12-25g/L，pH值为4-5)——气蒸(100℃，45-60min)——充分水洗——烘干。使用双氧水去除工艺：浸轧漂液(过氧化氢溶度2-3g/L，pH值为10-11)——气蒸(95-100℃，60-90min)——充分水洗——烘干。然而，这些方法存在需要强酸强碱、高温等缺陷，而且处理过程中易易分解产生二氧化氯或氯气、严重损害工作人员健康，试剂对设备腐蚀严重，能耗高，需大量助剂和水等问题。

发明内容

为了解决现有麻纤维的木质素去除工艺存在的高能耗、高用水量、高污染、高排放以及人员、设备保护问题，本发明提供了一种更合适的麻纤维的木质素去除方法。

本发明的麻纤维的木质素去除方法，可以用于包括黄麻、大麻、亚麻、苎麻、罗布麻等麻纤维，通过将麻纤维浸泡于含臭氧的水溶液中，并不断向其中补充臭氧，麻纤维上的木质素会被臭氧氧化降解，生成小分子物质而溶解去除。反应后的麻纤维再经过充分水洗和机械搅动，麻纤维上未稳定结合的木质素进一步被洗脱下来，达到良好的去除木质素的效果。

本发明的利用臭氧对麻纤维进行处理以去除麻纤维木质素的方法，包括如下步骤：

(1)臭氧控制：控制臭氧混合气体进气速率为1-200L/min，臭氧产率为5-1000g/h；并将其通入水中产生含臭氧浓度为1-10mg/L的水溶液；

(2)润湿过程：将待麻纤维浸没水中，彻底润湿；

(3)去除过程：将润湿后的麻纤维浸没于含臭氧的水溶液中，不断搅拌，反应pH＝3-4.5，反应时间120-180min，反应温度10-20℃，浴比1:5-1:20；

(4)后处理过程：处理完成后取出麻纤维，在搅拌下充分处理，烘干。

在本发明的一种实施方式中，所述麻纤维包括亚麻，大麻，苎麻，黄麻等麻类纤维。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(3)的去除过程可以是连续进布或者间歇进布。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)是先用50-60℃热水洗，再用冷水洗，烘干。

在本发明的一种实施方式中，所述步骤(4)是先将经过臭氧处理的麻纤维浸渍到自由基清除剂溶液中处理一段时间，然后将经过净洗的麻纤维浸渍到热水中处理一段时间，最后再冷水洗，烘干。

利用自由基清除剂对经臭氧处理的麻纤维进行净洗处理，去除麻纤维上残留的羟基自由基、活性氧原子等，防止了麻纤维上残留的羟基自由基、活性氧原子等导致纤维在以后存储过程中发生脆损和泛黄和纤维力学性能降低。