本发明涉及一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，属于纺织加工
技术领域：
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背景技术：
：苎麻是一种重要的纤维作物，俗称“中国草”，是一种中国特有的纺织材料，它对气候和土壤的适应性强，收获期短，具有很高的经济价值。苎麻纤维长，强力高，色泽洁白有丝光。在服用领域中，其织物有挺括、凉爽、吸湿散热快、穿着不贴身等特点，可以加工成精细或粗犷的面料。在产业用领域中，由于其具有耐腐蚀、绝缘和抗菌性，可以用作飞机翼布、渔网、高级纸张、火药、人造丝的原料。苎麻的主要成分为纤维素，此外还含有半纤维素、果胶和木质素等非纤维素物质，纺织工业将这些非纤维素物质统称胶质。把纤维素从胶质中提取分离出来，即可得到苎麻单纤维，这一过程称为脱胶。目前，苎麻纤维生产企业所采用脱胶方法有传统化学脱胶和生物脱胶。传统化学脱胶需要高温煮练8小时才可完成，耗时长，耗能大；生物脱胶生产流程长，需要的设备复杂。与上述两种脱胶方法相比，用氧化剂进行氧化脱胶速度更快，能耗更小。研究者们采用碱性过氧化物体系进行苎麻脱胶，取得了良好的脱胶效果。本发明则采用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基(TEMPO)体系对苎麻进行氧化脱胶，进一步缩短了脱胶时间，降低脱胶能耗和脱胶废水COD值。TEMPO是一种哌啶类氮氧自由基，具有弱氧化性。使用低浓度的TEMPO与共氧化剂或酶可组合成的TEMPO体系，可以在不对纤维素造成过多损伤的条件下，有效去除苎麻原麻中的胶质。这是因为TEMPO体系只选择性氧化纤维素分子中的伯醇基，而对仲醇基无作用，反应过程简单缓和，对纤维素造成的损伤小。技术实现要素：本发明所要解决的是现有脱胶工艺耗时长，耗能大或生产流程长，需要的设备复杂的技术问题。为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是提供了一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)：将脱胶助剂与2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系的试剂配成氧化脱胶液，加入原麻，在室温下浸泡，期间使用氢氧化钠溶液和盐酸控制脱胶液的pH值；步骤2)：向脱胶液中加入乙醇终止氧化反应；步骤3)：向脱胶液中加入氢氧化钠并加热，升至100℃后保温；步骤4)：取出脱胶液中的纤维，用还原剂处理，然后经上油、干燥，得到苎麻纤维。优选地，所述步骤1)中的脱胶助剂采用质量浓度为1％～2％的醌类纤维素保护剂、质量浓度为2％～4％的镁盐、质量浓度为2％～4％的多聚磷酸盐或质量浓度为1％～2％的金属离子螯合剂。更优选地，所述醌类纤维素保护剂为蒽醌；所述镁盐为硫酸镁；所述多聚磷酸盐为三聚磷酸钠；所述金属离子螯合剂为HEDP。优选地，所述步骤1)中2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系为TEMPO/NaBr/NaClO体系或TEMPO/漆酶体系。更优选地，所述TEMPO/NaBr/NaClO体系内含有以质量百分比计的TEMPO0.040％～0.045％，NaBr0.440％～0.445％，NaCIO7％～10％；所述TEMPO/漆酶体系内含有以质量百分比计的TEMPO0.040％～0.045％，漆酶2％～6％。更优选地，所述TEMPO/NaBr/NaClO体系的pH值控制在10.0～11.0；TEMPO/漆酶体系的pH值控制在4.0～5.0。优选地，所述步骤1)中浸泡时间为10min～15min。优选地，所述步骤1)中氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L；盐酸的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L。优选地，所述步骤2)中乙醇的用量为脱胶液体积的1％～2％。优选地，上述步骤(3)中氢氧化钠的用量为2％～2.5％。优选地，上述步骤(3)中，保温时间为60min～90min。优选地，上述步骤(4)中，还原剂包括亚硫酸氢钠、保险粉、二氧化硫脲等，用量3％～5％。还原温度为60℃～80℃。还原时间为40min～60min。本发明采用TEMPO体系对苎麻进行氧化脱胶，达到缩短脱胶时间，降低脱胶能耗，降低脱胶废水COD值的技术效果。具体实施方式为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。实施例1一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法：将8毫克TEMPO、88毫克溴化钠、0.2克蒽醌、0.3克三聚磷酸钠、0.4克三聚磷酸钠、20克原麻、20克11％的次氯酸钠，加入200mL水中配成氧化脱胶液，20℃下浸泡10分钟，期间用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将脱胶液的pH值调节至10.5；加入2mL乙醇终止氧化反应；反应后加入0.4克氢氧化钠，升温至100℃保温60分钟；取出纤维用清水冲洗，把清洗后的纤维浸入200mL含1克亚硫酸氢钠的溶液中，80℃下保温60分钟；上油、干燥，得到苎麻纤维。实施例2一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法：将16毫克TEMPO、176毫克溴化钠、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸钠、0.8克三聚磷酸钠、40克原麻、35克12％的次氯酸钠，加入400mL水中配成氧化脱胶液，20℃下浸泡10分钟，期间用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将脱胶液的pH值调节至10.5；加入2mL乙醇终止氧化反应；反应后加入0.75克氢氧化钠，升温至100℃保温70分钟；取出纤维用清水冲洗，把清洗后的纤维浸入400mL含2克保险粉的溶液中，80℃下保温60分钟；上油、干燥，得到苎麻纤维。实施例3一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法：将16毫克TEMPO、176毫克溴化钠、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸钠、0.8克三聚磷酸钠、40克原麻、35克12％的次氯酸钠，加入400mL水中配成氧化脱胶液，20℃下浸泡10分钟，期间用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将脱胶液的pH值调节至11.0；加入2mL乙醇终止氧化反应；反应后加入0.75克氢氧化钠，升温至100℃保温60分钟；取出纤维用清水冲洗，把清洗后的纤维浸入400mL含2.5克二氧化硫脲的溶液中，80℃下保温60分钟；上油、干燥，得到苎麻纤维。实施例4一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法：将16毫克TEMPO、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸钠、0.8克三聚磷酸钠、40克原麻、1克漆酶，加入400mL水中配成氧化脱胶液，20℃下浸泡10分钟，期间用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将脱胶液的pH值调节至11.0；加入2mL乙醇终止氧化反应；反应后加入0.75克氢氧化钠，升温至100℃保温60分钟；取出纤维用清水冲洗，把清洗后的纤维浸入400mL含2.5克二氧化硫脲的溶液中，80℃下保温60分钟；上油、干燥，得到苎麻纤维。实施例1-4制得的纤维性能见表1。表1纤维性能及脱胶效果测试结果实施例1实施例2实施例3实施例4细度(dtex)6.16.56.126.8断裂强度(cN/dtex)8.07.67.87.2聚合度2100200020501980制成率(％)80738078脱胶废水COD值14321142131410010001总脱胶时间(min)7080707080℃煮练时间(min)60706060从表1可知，用TEMPO氧化体系制得的纤维强度、细度、制成率可以满足纺纱要求。碱性过氧化物体系氧化脱胶所需要的时间为180min左右，100℃以上高温煮练时间为120mim左右。本发明提供的脱胶方法在缩短脱胶时间，节约能源上有很大的优势。本发明方法脱胶废水的COD值为14000左右，低于过氧化物脱胶的废水COD值(20000左右)和传统脱胶的废水COD值(28000)左右。当前第1页1 2 3