[发明专利]一种去除籽用汉麻浆粕中铁离子的方法

说明书

本发明涉及一种去除籽用汉麻浆粕中铁离子的方法，是分别以壳聚糖醋酸溶液作为络合剂，聚乙烯醇水溶液作为辅助剂，加入到籽用汉麻浆粕中对铁离子进行螯合处理，水洗后得到去除铁离子的纺丝用籽用汉麻浆粕。本发明处理后籽用汉麻浆粕中铁离子的残留量小于25ppm，铁离子去除效果显著，同时对籽用汉麻浆粕的聚合度无影响，可以广泛应用于生产(麻)粘胶和(麻)天丝纤维用浆粕的制备。

技术领域

本发明属于纺织技术领域，涉及一种纺丝用浆粕的处理方法，特别是涉及一种去除籽用汉麻浆粕中铁离子的方法。

背景技术

近年来，湿法纺丝已经成为开发高性能再生纤维素纤维(如天丝、莫代尔等)的一种主流纺丝工艺。而纺丝用浆粕的种类、品质，对于湿法纺丝工艺及再生纤维性能具有至关重要的影响。

依据纺织行业标准FZ/T 51001-2009 (粘胶纤维用浆粕)，与造纸用浆粕相比，一般来说纺丝用浆粕具有更高的标准，尤其是在浆粕中金属离子含量与浆粕的聚合度两方面，纺丝用浆粕更需要较低的金属离子含量与较高的聚合度。

在我国，籽用汉麻是一种常见的油料型经济作物，其主要经济部位是麻籽，被用于进行麻油的生产与加工，而麻皮和麻杆则通常被作为废弃物进行处理。

然而，麻皮和麻杆也是一种天然的纤维素基材，如果经过一系列的工艺处理，籽用汉麻的麻皮和麻杆也都可以被加工成纺丝用浆粕，应用于再生纤维素纤维的制备。比如，王向利(汉麻浆粘胶长丝的试纺[J]. 人造纤维, 2009, 5: 10-12.)、魏广信(汉麻粘胶长丝的纺制试验[J]. 人造纤维, 2017, 4: 12-18.)的研究中，系统的阐述了汉麻浆粕应用于粘胶长丝的制备工艺。

此外，相比纺丝用的棉浆粕和木浆粕，籽用汉麻浆粕不仅具有更低的生产成本，还有利于提高籽用汉麻的经济价值，避免了麻皮和麻杆焚烧、堆弃所带来的环境污染。

但是，由于麻皮和麻杆中的铁离子含量严重超标，容易导致再生纤维素纤维纺丝过程中出现浆粕聚合度解聚等问题。因此，脱除籽用汉麻浆粕中的铁离子，对于发展纺丝用汉麻浆粕尤为关键。

目前主要是通过采用酸辅助络合剂的处理方式去除纺丝用浆粕中的铁离子，其中酸的主要作用是将不溶性铁(氢氧化铁)转化为游离型铁离子(Fe²⁺)，以进一步促进游离铁离子与络合剂形成螯合物，最终通过多次清洗的方式从浆粕中去除。然而，这种方式主要面临以下三个问题：1）在酸处理过程中，虽然酸的加入量越大越有利于金属离子的去除，但是过量的酸容易导致纤维素聚合度的降低，从而不利于纺丝；2）在酸性条件下，络合剂易产生酸效应现象，从而降低络合剂的螯合效率；3）随着清洗过程中溶液pH值的升高，部分游离的铁离子容易再次沉积到浆粕表面，从而降低铁离子的去除效率。

CN 107419579A涉及回收废旧棉织物生物质纤维制造溶解浆的方法，其中使用的酸为盐酸，处理时间20-60min。由于盐酸处理的时间过长，容易导致纤维素聚合度的降解，而且盐酸易挥发，不利于生产的安全性。

CN 111636101A公开了一种去除废旧棉织物溶解浆中金属离子的方法，采用乙二胺四乙酸和六偏磷酸钠作为络合剂脱除金属离子，其主要不足体现为在清洗过程中，随着清洗液pH值的升高，部分游离的铁离子容易再次沉积到浆粕表面，降低铁离子的去除效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有纺丝用浆粕中铁离子去除方法的不足，提供一种适合于去除籽用汉麻浆粕中铁离子的方法。

本发明所述的去除籽用汉麻浆粕中铁离子的方法是分别以壳聚糖醋酸溶液作为络合剂，聚乙烯醇水溶液作为辅助剂，加入到籽用汉麻浆粕中对铁离子进行螯合处理，水洗后得到去除铁离子的纺丝用籽用汉麻浆粕。

本发明以天然高分子材料壳聚糖作为络合剂，主要是基于其分子结构上独特的氨基氮和羟基氧能够与铁离子形成配位键而具有极强的螯合作用。此外，由于壳聚糖只能溶于酸性体系中，所以在酸性条件下，其络合能力不受影响。