[发明专利]一种稻草秸秆为原料制备莱赛尔纤维的方法

说明书

本发明涉及一种稻草秸秆为原料制备莱赛尔纤维的方法，以稻草秸秆为原材料，通过脱除粗蛋白、无机盐、木质素和半纤维素等工艺方法从稻草秸秆中提取纤维素；然后将稻草秸秆纤维素溶于N‑甲基吗啉‑N‑氧化物水溶液制得纺丝液；纺丝液进入纺丝系统，喷出的丝线在空气中呈垂直拉伸，进入凝固浴槽，凝固成纤维；纤维再经过醇洗、漂白、水洗、上油和烘干工艺制备得到莱赛尔纤维。本发明以稻草秸秆为原料制备的莱赛尔纤维干断裂强度介于42～44cN/tex之间，其干断裂伸长率介于13％～14.5％之间；其湿断裂强度介于27～29cN/tex之间，其纤维湿断裂伸长率介于14.5％～16％之间。本发明全部制备工艺简单，价格低廉，生产过程对环境污染小。

技术领域

本发明属于莱赛尔纤维的技术领域，具体是一种稻草秸秆为原料制备莱赛尔纤维的方法。

背景技术

稻草秸秆由于木质素含量低、营养价值低和热值低等原因不适于主要的再利用途径，被大量焚烧或者丢弃，不仅浪费大量生物质能源，也污染了环境，稻草秸秆的高效利用成为研究的热点。稻草秸秆含有大量的纤维素、半纤维素、木质素和少量的粗蛋白、无机盐等，其中，纤维素的含量达到40％～50％。目前，有学者对稻草秸秆中的成分进行了提取，如：中国专利申请号201210483986.3公布了一种采用离子液体从稻草秸秆中提取纤维素的方法，该方法采用氨水低压爆破处理稻草秸秆，然后采用离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑醋酸盐提取纤维素；中国专利申请号200910055752.7公布了一种稻草秸秆半纤维素B的制备方法，该方法采用NaOH溶液和乙醇溶剂处理得到稻草秸秆半纤维素B。由此可见，化学的方法可以有效地将稻草秸秆中的各种成分分离。纤维素是纺织材料的重要原料，如果能将稻草秸秆的纤维素应用到纺织材料，其意义重大。

为了更好地利用再生纤维素纤维，一种新溶剂法再生纤维素纤维生产技术已经成功实施，即利用N-甲基吗啉-N-氧化物(简称：NMMO)为溶剂直接溶解纺丝浆粕，经干喷-湿纺纺丝工艺制备得到莱赛尔纤维。该莱赛尔纤维具有优良的强力性能、棉纤维的舒适性、粘胶纤维的悬垂性、色彩鲜艳性、真丝的柔软手感和优雅光泽等优点。与粘胶纤维的制备方法相比，莱赛尔纤维的制备方法具有明显优点：天然纤维素原料直接溶解在NMMO水溶液中制成纺丝液，工艺过程的工序相对简单。稻草秸秆中含有大量的再生纤维素，其在纺织材料领域的应用有待进一步开发。

发明内容

本发明的目的是克服以往技术的不足，提供一种稻草秸秆为原料制备莱赛尔纤维的方法。本发明首先将稻草秸秆中的纤维素提取出来，然后将其用NMMO水溶液溶解，并进行纺丝。

本发明所述的一种稻草秸秆为原料制备莱赛尔纤维的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：

(1)粗蛋白和无机盐的脱除：常温下，将稻草秸秆用1～5g/L的盐酸溶液浸泡2～3小时，稻草秸秆质量(g)与盐酸水溶液体积(mL)的浴比为1︰30～40；然后，常温下将稻草秸秆用5～10g/L的氢氧化钠溶液浸泡5～8小时，浴比为1︰20～30；将用清水清洗至中性；将清洗后的稻草秸秆粉烘干、备用；将清洗后的稻草秸秆用粉碎机打碎至50～100目数；下一步，将稻草秸秆浸入质量分数为80～90％的N，N-二甲基甲酰胺水溶液，浴比为1︰10～20，温度为90～95℃，浸入时间为3～4小时；将稻草秸秆粉用自来水清洗、烘干、备用；

(2)木质素的脱除：将步骤(1)处理后的稻草秸秆浸入3～6g/L的次氯酸钠溶液，设定溶液温度为45～55℃，浸入时间为3～4小时，溶液pH值为10～11；浸入结束后，将其浸入50～100g/L的氢氧化钠溶液，浴比1︰20～25，处理温度95～100℃，处理时间3～4小时；浸泡结束后，稻草秸秆浸泡在质量浓度为3～5g/L漆酶溶液中，控制pH值为6～8，温度为50℃～60℃，浸泡时间为4～5h，浴比为1︰25～30；浸泡结束后，用自来水反复冲洗至中性；

(3)半纤维素的脱除：将步骤(2)处理后的稻草秸秆放入高温高压的密闭水溶液中，处理温度为180～220℃，压强为6～12atm，处理时间为2～3小时；