罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶方法
【技术领域】
[0001]本发明属于罗布麻韧皮纤维脱胶技术领域，具体为罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶方法，是在超临界二氧化碳状态下利用化学药液进行罗布麻韧皮纤维脱胶的方法。
【背景技术】
[0002]罗布麻纤维被誉为“野生纤维之王”，有丝的光泽，麻的挺括，并且有药用价值，这是其它纺织原料不能比拟的。而且它可与棉、丝、毛及化纤进行混纺，也可进行纯纺，所得纺织品具有水晶般的光泽和丝的柔韧性，吸湿散湿快，兼有透气性、抗静电性等特点。
[0003]收割后的罗布麻要成为具有可纺性的纤维，一般要经历两个主要的加工过程一一剥麻和脱胶。通过剥麻得到的是麻皮，即韧皮纤维，不能直接用来纺纱，因为麻皮中含有许多胶质，纤维被包围在其内。脱胶就是脱去原麻中的胶质，制取适于纺织加工的纤维的过程。目前，罗布麻韧皮纤维脱胶方法一般采用天然水怄麻微生物脱胶法和化学脱胶法。天然水怄麻微生物脱胶法耗资少，但怄麻不彻底，而且牲畜和家禽喝了这种水后也会造成瘟疫泛滥。此外，怄麻过程中还产生一些有害气体，如H2S及014等，对空气环境造成了一定的污染。常规的化学脱胶方法是采用强酸浸泡和强碱高温高压煮炼使果胶和木质素分解，然后进行冲洗捶打，由于经过强酸和强碱的浸泡煮炼和冲洗捶打，对应保留的纤维素破坏极大，很多纤维素损毁被冲洗流失，对纤维的质感和光润度也有一定程度的破坏。同时化学脱胶也存在耗能较大，成本高，废水排放量大，易污染环境，设备投资费用较大等缺点。近几年虽有生物脱胶技术的出现，但由于罗布麻本身具有一定的拟菌性，很难发现适合罗布麻脱胶的菌种，另外生物脱胶生产周期长，并且脱胶效果还不甚理想。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于解决存在的问题和缺陷，提供一种利用超临界二氧化碳流体为介质的罗布麻韧皮纤维化学脱胶方法，具有脱胶效率高和对环境无污染的显著特点。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶方法，将罗布麻韧皮纤维在超临界二氧化碳状态下，采用化学药液进行脱胶；以质量浓度计，所述化学药液为含有NaOH 5g/L、H2O22g/L,NaS13 3g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3g/L的水溶液，以质量比计，所述罗布麻韧皮纤维与所述化学药液的比例为1: 4?6。
[0007]作为优选的技术方案，所述化学药液处理的工艺条件为80?120°C，10?25MPa条件下，处理60?120min。
[0008]本发明还提供超临界二氧化碳脱胶反应釜，包括:筒体，所述筒体上设有凸肩平盖，其特征在于:筒体内部设有仓笼，所述仓笼中部设有仓笼中心柱，所述仓笼中心柱为顶部密封、无底的中空带孔结构，所述仓笼中心柱内设有螺纹套筒；所述筒体底部中心处分别设有二氧化碳进口，反应剂溶液进口，电动机传动轴进口，电动机传动轴进口处设有磁力密封装置，电动机传动轴通过电动机传动轴进口伸入到筒体内部，电动机传动轴的前端带有螺纹；电动机传动轴的前端螺纹与仓笼中心柱内螺纹套筒螺纹连接，所述二氧化碳进口和反应剂溶液进口通入仓笼中心柱内部；所述的仓笼在仓笼中心柱的带动下可以转动；所述筒体外设有夹套；所述筒体上设有二氧化碳出口和反应剂溶液出口 ；电动机传动轴外部设有支撑管，所述支撑管固定设置在釜体底部，并延伸至仓笼中心管内部；所述支撑管与仓笼中心柱长度比为3:8?9 ;所述螺纹套筒上固定有定位螺母；所述仓笼中心柱管壁孔的孔径为5?10mm，孔间间距3?5mm ;所述仓笼上设有仓笼盖。
[0009]本发明还提供罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶方法，采用上述超临界二氧化碳脱胶反应釜和上述的脱胶方法进行脱胶处理，工艺包括:将罗布麻韧皮纤维放置到所述超临界二氧化碳脱胶反应釜中的仓笼内，并平行卷绕到仓笼中心轴上；在80?120°C，10?25MPa条件下，以0.3?0.5kg/min的速度注入所述化学药液，以30?60r/min转动仓笼，处理60?120min，然后降温泄压至常温常压。
[0010]现有技术中，化学脱胶方法生产一公斤麻通常需要100?400公斤水，需要10?20g的酸，需要200?300g的碱，脱胶时间需要4?6h。
[0011]采用本发明脱胶方法生产一公斤麻需要10-20公斤水，需要70?130g的碱，脱胶时间2ho
[0012]采用本发明脱胶方法，残胶率在5%左右，制成率比现有化学脱胶提高10%，制成率是指产品占原料的比例。罗布麻单纤维纤维断裂强度11?13cN/dteX。
【附图说明】
[0013]图1本发明脱胶反应釜结构示意图；
[0014]图2图1中A部分放大图；
[0015]图3本发明罗布麻韧皮纤维脱胶处理过程示意图；
[0016]图4本发明罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶系统示意图；
[0017]图中，1、筒体；2、仓笼；3、仓笼中心柱；4、二氧化碳进口 ；5、电动机传动轴；6、反应剂溶液进口 ；7、磁力密封装置；8、支撑管；9、夹套；10、二氧化碳出口 ；11、螺纹套筒；12、仓笼盖；13、凸肩平盖；14、密封圈；15、反应剂溶液出口 ；16、防爆电机；17、罗布麻韧皮纤维。
【具体实施方式】
[0018]本发明残剂率按照GB 5889-86《苎麻化学成分定量分析方法》测定。
[0019]本发明单纤维纤维断裂强度按照GB/T5886-86《苎麻单纤维断裂强度实验方法》测定。
[0020]实施例1
[0021]⑴化学药液的配制
[0022]将NaOH、H202、NaS13、脂肪醇聚氧乙烯醚L依次置于水中，搅拌均匀，配制含有质量浓度Na0H5g/L、H2022g/L的、NaSi033g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3g/L的水溶液。
[0023]⑵将6kg罗布麻韧皮纤维放置到所述超临界二氧化碳脱胶反应釜中的仓笼内，并平行卷绕到仓笼中心轴上；在90°C，20MPa条件下，以0.3kg/min的速度注入步骤⑴配制的化学药液，以60r/min转动仓笼，处理lOOmin，共注入化学药液30kg，然后降温泄压至常温常压；
[0024]释压并使压力与温度保持在3.3?5.4MPa、24?46°C下，对二氧化碳进行回收，释压、降温至常态得罗布麻纤维2.5kg，制成率41.7%。残胶率4.6%，断裂强力11.2cN/dtex，耗水 72kg，碱 400g。
[0025]实施例2
[0026]⑴化学药液的配制
[0027]将NaOH、H202、NaS13、脂肪醇聚氧乙烯醚L依次置于水中，配制含有质量浓度Na0H8g/L、H2024g/L的、NaSi036g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2g/L的水溶液。
[0028]⑵将1kg罗布麻韧皮纤维放置到所述超临界二氧化碳脱胶反应釜中的仓笼内，并平行卷绕到仓笼中心轴上；在100°C，25MPa条件下，以0.5kg/min的速度注入步骤⑴配制的化学药液，以60r/min转动仓笼，处理120min，共注入化学药液60kg，然后降温泄压至常温常压；
[0029]释压并使压力与温度保持在3.3?5.4MPa、24?46°C下，对二氧化碳进行回收，释压、降温至常态得罗布麻纤维4.2kg，制成率42%。残胶率3.8%，断裂强力10.6cN/dtex，耗水 145kg，碱 IlOOg0
[0030]罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶系统包括以下流程:
[0031]⑴将罗布麻韧皮纤维放入脱胶反应釜内，将二氧化碳冷凝器、高压栗、加热器打开；将液态二氧化碳加压至临界压力以上，再通过加热器将高压液态二氧化碳加热至临界点温度以上，形成超临界二氧化碳，注入到脱胶反应釜内；
[0032]⑵将化学药液放置到反应剂容器内，打开高压栗、加热器；然后将化学脱胶剂溶液注入到超临界二氧化碳脱胶反应釜中，在40?60°C，20?30MPa，仓笼的转速为30?60r/min条件下处理?60min ；
[0033]⑶释压并使压力与温度保持在3.3?5.4MPa、24?46°C下，对二氧化碳进行回收，释压、降温至常态，清水洗涤，得罗布麻纤维。
【主权项】
1.罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶方法，将罗布麻韧皮纤维在超临界二氧化碳状态下，采用化学药液进行脱胶； 以质量浓度计，所述化学药液为含有NaOH 5g/L、H202 2g/L、NaSi033g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3g/L的水溶液； 以质量比计，所述罗布麻韧皮纤维与所述化学药液的比例为1: 4?6。2.根据权利要求1所述的脱胶方法，其特征在于，所述化学药液处理的工艺条件为80 ?120°C，10 ?25MPa 条件下，处理 60 ?120min。3.超临界二氧化碳脱胶反应釜，包括:筒体，所述筒体上设有凸肩平盖，其特征在于:筒体内部设有仓笼，所述仓笼中部设有仓笼中心柱，所述仓笼中心柱为顶部密封、无底的中空带孔结构，所述仓笼中心柱内设有螺纹套筒；所述筒体底部中心处分别设有二氧化碳进口，反应剂溶液进口，电动机传动轴进口，电动机传动轴进口处设有磁力密封装置，电动机传动轴通过电动机传动轴进口伸入到筒体内部，电动机传动轴的前端带有螺纹；电动机传动轴的前端螺纹与仓笼中心柱内螺纹套筒螺纹连接，所述二氧化碳进口和反应剂溶液进口通入仓笼中心柱内部；所述的仓笼在仓笼中心柱的带动下可以转动；所述筒体外设有夹套；所述筒体上设有二氧化碳出口和反应剂溶液出口 ；电动机传动轴外部设有支撑管，所述支撑管固定设置在釜体底部，并延伸至仓笼中心管内部；所述支撑管与仓笼中心柱长度比为3:8?9 ;所述螺纹套筒上固定有定位螺母；所述仓笼中心柱管壁孔的孔径为5?10mm，孔间间距3?5mm ;所述仓笼上设有仓笼盖。4.罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶方法，采用权利要求3所述的超临界二氧化碳脱胶反应釜和权利要求1所述的脱胶方法处理，工艺包括:将罗布麻韧皮纤维放置到所述超临界二氧化碳脱胶反应釜中的仓笼内，并平行卷绕到仓笼中心轴上；在80?120°C，10?25MPa条件下，以0.3?0.5kg/min的速度注入所述化学药液，以30?60r/min转动仓笼，处理60?120min，然后降温泄压至常温常压。
【专利摘要】本发明提供了罗布麻韧皮纤维超临界二氧化碳化学脱胶方法，在超临界二氧化碳状态下利用化学试剂对其进行脱胶，以质量浓度计，所述化学药液为含有NaOH5g/L、H2O22g/L、NaSiO33g/L、脂肪醇聚氧乙烯醚0.3g/L的水溶液，以质量比计，所述罗布麻韧皮纤维与所述化学药液的比例为1∶4～6。所述化学药液处理的工艺条件为80～120℃，10～25MPa条件下，处理60～120min。本发明工艺简单，利用超临界二氧化碳处理解决了常规化学脱胶化工原料消耗大、对纤维损伤大和纤维产出率低等问题，具有脱胶时间短、对纤维损伤小和无污水排放的显著效果。
【IPC分类】D01C1/02
【公开号】CN105154995
【申请号】CN201510500775
【发明人】高世会, 荆友水, 毕万新, 郑发忠, 郑来久, 郁崇文
【申请人】辽宁轻工职业学院
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月14日