本发明涉及一种苎麻氧化脱胶过程中自由基生成的调控方法，属于纺织领域的天然纤维制备与自由基调控技术领域。
背景技术：
天然高分子材料具有来源广泛、安全无毒、价格低廉、可循环再生、可生物降解、绿色环保等特点，受到人们的特别关注。在各类麻类纤维中，苎麻是一种性能非常优异的天然高分子材料，其纤维细长坚韧，透气性好，传热快，耐虫蛀，为一种重要的纺织原料。苎麻原麻的主要成分的纤维素，其他非纤维素成分统称为胶质，利用物理(机械)、化学或生物的方法，把原麻中的木质素，果胶，半纤维素等胶质成分去除的工艺过程称为“脱胶”。
苎麻氧化脱胶属于化学脱胶的一种，其原理是利用过氧化氢，过碳酸钠等过氧化物，把苎麻原麻中的胶质分子切断，氧化降解成小分子，同时保留纤维素成分的脱胶方法。氧化脱胶具有反应时间快，成本低，易操作，污染小，能耗少，效率高等诸多优点。过氧化物在碱性条件下，会发生分解产生HOO-，O2-，HO·，HOO·等多种离子和自由基。其中，HOO-和O2-是强亲核试剂，可以消除木素中的共轭羰基达到漂白的作用；HO·和HOO·是具有强氧化性的自由基，可以氧化去除苎麻原麻中的胶质成分，所以氧化脱胶是一种可以把漂白和脱胶同时完成的脱胶方法。
但是，HO·和HOO·的氧化能力很强，如果脱胶过程的操作条件控制不当，过氧化物在碱性条件下迅速分解，在短时间内产生大量自由基，会使纤维素发生β-消除反应而引起糖苷键断开，导致纤维素的聚合度下降，影响精干麻的物理机械性能，造成其强度、断裂伸长率、柔软度和手感等性能变差，影响后续的可纺性和加工性。这就要求本领域技术人员要控制过氧化物的分解速度，调控自由基生成的浓度，抑制纤维素的过度氧化和降解，使氧化反应温和地进行，减少精干麻纤维的损伤。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种苎麻氧化脱胶过程中调控自由基生成的方法，在脱胶液中加入合适的自由基捕获剂，可以清除脱胶液中过剩的强氧化性自由基，良好的控制脱胶液的氧化性，防止由于脱胶液氧化性过强导致的纤维损伤，增强纤维的物理机械性能。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种苎麻氧化脱胶过程中自由基生成的调控方法，其特征在于：该方法由以下3个步骤组成：
步骤1：将过氧化物、过氧化物稳定剂、自由基捕获剂、纤维膨胀剂、表面活性剂和蒸馏水配成脱胶溶液；
步骤2：将苎麻原麻和脱胶溶液混合，升温后保温，充分去掉胶质；
步骤3：将脱胶后的精干麻从反应体系中移出，用清水反复洗涤，再用油剂给油后轧干，干燥，开松并梳理，得到分散的精干麻纤维。
优选地，所述步骤1中的脱胶溶液组分为：
过氧化物的重量百分浓度为4％～10％，
过氧化物稳定剂的重量百分浓度为1％～6％，
自由基捕获剂的重量百分浓度为1％～4％，
纤维膨胀剂的重量百分浓度为1％～5％，
表面活性剂的重量百分浓度为0.5％～2％，
加水至100％。
优选地，所述步骤1中，所述过氧化物为过氧化氢、过氧化钠、过氧化钾、过氧化镁、过氧化尿素、过碳酸钠、过硼酸钠、过硫酸钾、过碳酸钾中的一种或几种。
优选地，所述步骤1中，所述过氧化物稳定剂为水杨酸钠、苯甲酸钠、聚丙烯酰胺、间苯二酚、柠檬酸钠、乙酰苯胺或乙二胺四乙酸二钠的一种或几种。
优选地，所述步骤1中，所述自由基捕获剂为连二亚硫酸钠、氯化镁、硫脲、氨基磺酸钠、丁烯酸、蒽醌、对苯醌、四甲基苯醌、2-甲基-2-亚硝基甲烷、苯基-N-叔丁基硝酮中的一种或两种。
优选地，所述步骤1中，所述纤维膨胀剂为尿素、乙二胺、液氨、硫脲、4-甲基吗啉-N-氧化物、铜乙二胺、二甲基亚砜中的一种或两种。
优选地，所述步骤1中，所述表面活性剂为聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)、平平加中的一种或两种。
优选地，所述步骤2中，将苎麻原麻和脱胶溶液按质量比1∶10混合。
优选地，所述步骤2中，以1～5℃/min的速度升温到50～100℃，保温时间为60～150min。
优选地，所述步骤3中，用质量浓度为1.5％的油剂给油2h后轧干，放入100℃的烘箱中干燥4h。
氧化脱胶体系中需要适当的保留自由基，利用其强氧化性去除胶质。但是，自由基浓度太高，会导致纤维素大分子链的解聚以及纤维力学性能的下降。本发明提供的一种苎麻氧化脱胶过程中调控自由基生成的方法，通过加入一定量的自由基捕获剂，来消除脱胶过程中的部分自由基，抑制纤维素的过度降解，增强纤维的物理机械性能。
本发明提供的方法通过优化工艺配方和操作条件，能够充分去除苎麻原麻中的胶质成分，减少纤维素损伤和纤维素大分子降解，取得最优的脱胶效果，提高精干麻纤维的品质。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种苎麻氧化脱胶过程中自由基生成的调控方法如下：
过氧化氢1.0公斤，水杨酸钠0.4公斤，氨基磺酸钠0.2公斤，尿素0.3公斤，十二烷基苯磺酸钠0.1公斤，加98.0公斤水配成脱胶溶液。将10公斤苎麻原料浸入脱胶溶液中。从室温开始升温，半小时内升至70℃，在此温度下保温60min，充分去掉胶质。将脱胶后的精干麻从反应体系中移出，用清水反复洗涤，再用质量浓度为1.5％的油剂给油2h后轧干，放入100℃的烘箱中干燥4h，用绢纺开松机开松并梳理，得到分散的精干麻纤维。中端切断法测试纤维的细度，束纤维强力仪测试纤维强度，拉伸强力仪测试纤维的断裂伸长率，加捻法测试纤维的柔软度。夹持隔距为10cm，预加张力为20cN，手动匀速摇动捻度仪使纤维加捻，直到纤维断裂为止，所加的捻回数越多，纤维柔软度越好。测得精干麻纤维细度为1599Nm，断裂强度6.79cN/dtex，断裂伸长率3.42％，捻回数165个/10cm。
对比没加自由基捕获剂的脱胶工艺：过氧化氢1.0公斤，水杨酸钠0.4公斤，尿素0.3公斤，十二烷基苯磺酸钠0.1公斤，加98.2公斤水配成脱胶溶液。将10公斤苎麻原料浸入脱胶溶液中。从室温开始升温，半小时内升至70℃，在此温度下保温60min，充分去掉胶质。将脱胶后的精干麻从反应体系中移出，用清水反复洗涤，再用质量浓度为1.5％的油剂给油2h后轧干，放入100℃的烘箱中干燥4h，用绢纺开松机开松并梳理，得到分散的精干麻纤维。中端切断法测试纤维的细度，束纤维强力仪测试纤维强度，拉伸强力仪测试纤维的断裂伸长率，加捻法测试纤维的柔软度。夹持隔距为10cm，预加张力为20cN，手动匀速摇动捻度仪使纤维加捻，直到纤维断裂为止。测得精干麻纤维细度为1384Nm，断裂强度5.20cN/dtex，断裂伸长率2.82％，捻回数141个/10cm。
由此可见，相比没加自由基捕获剂的脱胶工艺，采用本发明提供的方法大大提高氧化脱胶苎麻精干麻物理机械性能，制得的苎麻纤维细度好，断裂强度大，断裂伸长率大，且柔软度好。
实施例2
一种苎麻氧化脱胶过程中自由基生成的调控方法如下：
过氧化尿素0.8公斤，柠檬酸钠0.3公斤，四甲基苯醌0.3公斤，硫脲0.2公斤，十二烷基硫酸钠0.1公斤，加98.3公斤水配成脱胶溶液。将10公斤苎麻原料浸入脱胶溶液中。从室温开始升温，半小时内升至80℃，在此温度下保温150min，充分去掉胶质。将脱胶后的精干麻从反应体系中移出，用清水反复洗涤，再用质量浓度为1.5％的油剂给油2h后轧干，放入100℃的烘箱中干燥4h，用绢纺开松机开松并梳理，得到分散的精干麻纤维。中端切断法测试纤维的细度，束纤维强力仪测试纤维强度，拉伸强力仪测试纤维的断裂伸长率，加捻法测试纤维的柔软度。夹持隔距为10cm，预加张力为20cN，手动匀速摇动捻度仪使纤维加捻，直到纤维断裂为止，所加的捻回数越多，纤维柔软度越好。测得精干麻纤维细度为1624Nm，断裂强度6.83cN/dtex，断裂伸长率3.38％，捻回数170个/10cm。
实施例3
一种苎麻氧化脱胶过程中自由基生成的调控方法如下：
过碳酸钠1.0公斤，苯甲酸钠0.3公斤，丁烯酸0.1公斤，二甲基亚砜0.2公斤，聚乙烯醇0.15公斤，加98.25公斤水配成脱胶溶液。将10公斤苎麻原料浸入脱胶溶液中。从室温开始升温，半小时内升至85℃，在此温度下保温90min，充分去掉胶质。将脱胶后的精干麻从反应体系中移出，用清水反复洗涤，再用质量浓度为1.5％的油剂给油2h后轧干，放入100℃的烘箱中干燥4h，用绢纺开松机开松并梳理，得到分散的精干麻纤维。中端切断法测试纤维的细度，束纤维强力仪测试纤维强度，拉伸强力仪测试纤维的断裂伸长率，加捻法测试纤维的柔软度。夹持隔距为10cm，预加张力为20cN，手动匀速摇动捻度仪使纤维加捻，直到纤维断裂为止，所加的捻回数越多，纤维柔软度越好。测得精干麻纤维细度为1592Nm，断裂强度6.77cN/dtex，断裂伸长率3.47％，捻回数168个/10cm。
实施例4
一种苎麻氧化脱胶过程中自由基生成的调控方法如下：
过硫酸钾0.4公斤，间苯二酚0.2公斤，蒽醌0.2公斤，4-甲基吗啉-N-氧化物0.2公斤，平平加0.1公斤，加98.9公斤水配成脱胶溶液。将10公斤苎麻原料浸入脱胶溶液中。从室温开始升温，半小时内升至70℃，在此温度下保温120min，充分去掉胶质。将脱胶后的精干麻从反应体系中移出，用清水反复洗涤，再用质量浓度为1.5％的油剂给油2h后轧干，放入100℃的烘箱中干燥4h，用绢纺开松机开松并梳理，得到分散的精干麻纤维。中端切断法测试纤维的细度，束纤维强力仪测试纤维强度，拉伸强力仪测试纤维的断裂伸长率，加捻法测试纤维的柔软度。夹持隔距为10cm，预加张力为20cN，手动匀速摇动捻度仪使纤维加捻，直到纤维断裂为止，所加的捻回数越多，纤维柔软度越好。测得精干麻纤维细度为1629Nm，断裂强度6.70cN/dtex，断裂伸长率3.45％，捻回数169个/10cm。