棉稈皮纖維提取方式對(duì)棉桿皮纖維性能的影響

康玉萍

摘要：棉稈皮是一種優(yōu)良的長(zhǎng)韌皮纖維，富含纖維素、木質(zhì)素和多縮戊糖等。本文以廢棄的棉稈為原料，借鑒麻類化學(xué)脫膠經(jīng)驗(yàn)，對(duì)棉稈皮進(jìn)行脫膠得到棉稈皮纖維。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出工藝參數(shù)為（1）酸洗：硫酸溶液濃度3mL/L，溫度60℃，浴比1∶30，浸泡時(shí)間2.5h；（2）一次堿煮： 濃度8g/L， 濃度8mL/L，乳化劑1g，浴比為1∶30，溫度80℃，時(shí)間30min；（3）二次堿煮： 濃度12g/L， 濃度16mL/L，乳化劑1g，浴比1∶30，溫度80℃，時(shí)間1 h；（4）酸洗：硫酸溶液濃度0.5ml/L，浴比為1∶30，常溫，浸泡10min。

關(guān)鍵詞：棉稈皮纖維；快速脫膠；殘膠率

我國(guó)是世界上的產(chǎn)棉大國(guó)，2014年僅新疆地區(qū)棉花種植面積為3804萬(wàn)畝，且我國(guó)棉花種植面積逐年增加。當(dāng)今社會(huì)能源需求日益緊張，因此充分利用好棉稈皮資源對(duì)緩解我國(guó)天然纖維的嚴(yán)重不足具有重大的意義。脫膠是韌皮纖維制取過(guò)程中最重要的工序，對(duì)穩(wěn)定和提高后道工序的產(chǎn)品質(zhì)量起著重要的作用，因此尋求高效低耗的短流程脫膠工藝也勢(shì)在必行。本文將采用棉稈皮化學(xué)及化學(xué)-生物聯(lián)合脫膠法對(duì)棉稈皮進(jìn)行脫膠，得出棉稈皮脫膠的最佳方案。棉稈皮的化學(xué)成分主要為纖維素（46.74%）、半纖維素（13.54%）、木質(zhì)素（15.74）、果膠質(zhì)（9.21%）、脂臘質(zhì)（3.8%）等。

1 脫膠方案設(shè)計(jì)

2.2 工藝選擇

利用上述7種脫膠方式對(duì)棉稈皮進(jìn)行脫膠，然后測(cè)試脫膠后的棉稈皮纖維的殘膠率，其結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，用方式一和方式二提取的的棉稈皮纖維殘膠率大，色澤和分離狀況都不好，不適合用于纖維性能分析。其余五種工藝殘膠率差異不大。而用工藝四和工藝五脫膠后的纖維顏色差，若要用于實(shí)際生產(chǎn)，還需漂白。剩余三種工藝脫膠后纖維的各項(xiàng)指標(biāo)均差不多，下面對(duì)用這三種工藝脫膠后的纖維的斷裂強(qiáng)力進(jìn)行比較。

由表2可知，用方式三脫膠后的纖維強(qiáng)力為75.73cN，高于其它兩種脫膠方式脫膠后的纖維強(qiáng)力。此外，脫膠方式六和脫膠方式七用時(shí)較長(zhǎng)，而脫膠方式三不僅脫膠時(shí)間較短，且能在脫膠的同時(shí)完成漂白工藝。

綜上可知脫膠方式三脫膠效果最好。

3 棉稈皮纖維形態(tài)

為了更直觀地觀察棉稈皮纖維的表面，利用掃描電鏡對(duì)棉稈皮纖維表面進(jìn)行觀察。由圖1所示。

從圖1中可知，棉稈皮纖維表面粗糙，凹凸不平，并且存在明顯的溝槽。脫膠處理后，棉稈皮纖維呈束狀時(shí)，各單纖維平行排列，有縱向縫隙。纖維形態(tài)仍存在通過(guò)膠質(zhì)束縛的單細(xì)胞纖維的集束。這種結(jié)構(gòu)類似亞麻、黃麻纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)，同時(shí)棉稈皮單纖維長(zhǎng)度較短，不能單獨(dú)紡紗，只能依靠膠質(zhì)形成具有一定長(zhǎng)度的束纖維，表明棉稈皮纖維也屬工藝?yán)w維，因此棉稈皮纖維必須保持一定的殘膠率，進(jìn)一步研究堿煮處理的工藝條件，以便獲得具有一定長(zhǎng)度的棉稈皮纖維，增加其使用價(jià)值。

4 結(jié)論

經(jīng)測(cè)量，棉稈皮的工藝?yán)w維長(zhǎng)度為3-32mm。就目前情況看，棉稈皮纖維作為服裝用纖維尚有一定困難，但在裝飾品、家用紡織品、床上用品以及纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等方面很有探討價(jià)值。

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