内蒙古胡麻纤维沤麻与脱胶工艺研究

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胡麻作为内蒙古地区的一种主要种植作物,其秸秆是一种天然绿色的生态纤维,在纺织领域拥有广阔的市场开发前景,对胡麻纤维进行研究和开发有着非常重要的学术意义和经济应用价值。本文以胡麻纤维为研究对象,采用温水沤麻、酶剂沤麻对胡麻秸秆进行沤麻处理,对沤麻得到的胡麻原麻纤维进行不同脱胶工艺的正交实验设计,并对脱胶前后胡麻纤维的微观结构及性能进行表征,旨在探究一种或几种胡麻纤维脱胶工艺。具体研究内容如下:  采用温水沤麻、酶剂沤麻两种方式获取胡麻原麻纤维,通过对胡麻原麻纤维化学成分及含胶率的测定,分析对比两种沤麻方法的优劣。结果表明:两种沤麻方法相比,酶剂沤麻脱胶效果较好,含胶率为30.07%,比温水沤麻得到的胡麻纤维含胶率降低26.78%,且大大缩短了沤麻时间。  采用化学脱胶、生物酶-化学联合脱胶以及超声波-化学联合脱胶等不同工艺对胡麻原麻纤维进行脱胶处理,通过单因素实验、正交实验对脱胶后胡麻纤维的残胶率、断裂强度、白度等指标进行测定,分析不同因素对胡麻纤维脱胶效果的影响。最终确定出三种脱胶方法的最优工艺,即:化学脱胶最优工艺为NaOH浓度(一煮)12g/L, NaOH浓度(二煮)5g/L、时间1h,时间(一煮)2.5h,硅酸钠浓度1%(o.w.f);生物酶-化学脱胶最优工艺为处理时间2h,纤维素酶与木聚糖酶配比7∶3,酶剂浓度3g/L,氯化钙0.5%o.w.f,NaOH浓度10g/L,时间3h,助剂(Na2SiO3)1%(o.w.f);超声波-化学脱胶最优工艺为温度为55℃,处理时间为60min,NaOH浓度为10g/L,助剂(Na2SiO3)为2%(o.w.f)。  使用FTIR傅里叶红外光谱仪、SEM扫描电镜等仪器对脱胶前后胡麻纤维的化学成分、外观形貌、微观结构进行测试,分析化学脱胶、生物酶-化学联合脱胶以及超声波-化学联合脱胶前后胡麻纤维的组织结构以及理化性能的变化。结果表明:胡麻纤维横截面呈多边形,脱胶前纤维分离度较差,表面粗糙且附着着大量突出的非纤维素的胶质,脱胶后纤维表面光滑,纤维束没有被分散;胡麻纤维脱胶前后红外光谱图特征区及指纹区各吸收峰的吸收强度、位置变化不大;通过综合对比分析脱胶后纤维的各项指标,确定出不同脱胶工艺的优劣顺序为:超声波-化学方法脱胶>生物酶-化学脱胶>传统化学脱胶。
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