小麥秸稈縱向剖片的漂白與染色

王宗乾, 李長龍, 楊海偉, 張 婷, 李游亞

(安徽工程大學(xué) 安徽省紡織面料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 安徽 蕪湖 241000)

小麥秸稈縱向剖片的漂白與染色

王宗乾, 李長龍, 楊海偉, 張 婷, 李游亞

(安徽工程大學(xué) 安徽省紡織面料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 安徽 蕪湖 241000)

沿小麥秸稈縱向剖開制備麥秸剖片, 測試了剖片的成分組成；麥秸剖片經(jīng)堿預(yù)處理后, 再經(jīng)雙氧水漂白, 優(yōu)化了漂白工藝參數(shù), 采用活性染料三原色對漂白麥秸剖片進(jìn)行染色, 測試了其染色性能.結(jié)果表明: 秸稈剖片主體成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到小依次為纖維素、木質(zhì)素、半纖維素, 三者質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和超過90%；麥秸剖片原樣的潤濕與親水性能差, 經(jīng)堿預(yù)處理后, 剖片的潤濕與親水性能有所提升；優(yōu)化后的雙氧水漂白工藝參數(shù), 即30%雙氧水質(zhì)量濃度為60 g/L, 硅酸鈉質(zhì)量濃度為0.5 g/L, 漂白溫度為98 ℃, 漂白時間為90 min, 浴比為200∶1；相比麥秸剖片原樣, 染料三原色對漂白麥秸剖片染色的上染率顯著提升, 染色后剖片的飽和度、顏色深度增加, 其耐洗和干濕摩擦牢度均高于3級；測試表明經(jīng)堿預(yù)處理與漂白工藝后, 秸稈表面蠟質(zhì)層去除, 原纖形貌清晰, 麥秸表面溝槽明顯, 比表面積增加, 有助于染液的滲透與擴(kuò)散.

麥秸剖片；漂白；堿處理；染色；潤濕

我國小麥秸稈資源豐富, 對其加以利用可取得重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保效益[1].小麥秸稈作為重要的生物質(zhì)資源, 可利用生物技術(shù)開發(fā)纖維素乙醇, 用于替代日益枯竭的不可再生資源, 當(dāng)前已取得較高的經(jīng)濟(jì)價值；采用化學(xué)方法將小麥秸稈纖維進(jìn)行處理, 用于水體中Cu、Cr等重金屬離子的去除[2-3], 發(fā)揮了良好的環(huán)保效益；同時, 也可將小麥秸稈纖維提取與分類, 用于板材、功能性復(fù)合材料及造紙領(lǐng)域[4-5]；基于磷酸活化技術(shù), 亦可將小麥秸稈資源開發(fā)成活性炭材料.伴隨當(dāng)前消費(fèi)品市場呈現(xiàn)的原生態(tài)潮流, 利用小麥秸稈等材料開發(fā)新型包裝與表面裝飾材料、秸稈工藝品、家居裝飾品等具有廣闊的市場前景.

因小麥秸稈生長環(huán)境和秸稈成分的不同, 導(dǎo)致秸稈整體色澤均一性較差、局部霉變發(fā)黑, 采用簡易的清洗方法難以將麥秸均勻處理干凈.同時, 因包裝材料具有顏色豐富性的需求, 現(xiàn)有的工藝與方法對小麥秸稈進(jìn)行染色, 普遍存在顏色飽和度低、色牢度差等問題[6], 致使秸稈的利用受到極大局限.在秸稈類包裝與表面裝飾材料、工藝品、家居裝飾品的開發(fā)中, 秸稈需加以篩選, 并多以秸稈剖片的形式進(jìn)行應(yīng)用.目前, 尚缺乏針對小麥秸稈剖片整套預(yù)處理、漂白與染色工藝研究的文獻(xiàn)報道, 但對小麥秸稈漿粕的漂白已有不少研究報道, 其中, 文獻(xiàn)[7]選擇雙氧水應(yīng)用于秸稈漿粕的漂白, 文獻(xiàn)[8]闡述了堿預(yù)處理在麥秸漿粕漂白中的作用與影響機(jī)制, 文獻(xiàn)[9]研究了堿性雙氧水預(yù)處理對軟木酶解進(jìn)程的影響.為此, 本文基于對小麥秸稈剖片成分的分析, 參考秸稈漿粕的漂白技術(shù), 設(shè)置了堿預(yù)處理和氧化漂白的綜合處理工藝, 并對氧化漂白工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化, 考察了各處理工藝對秸稈形貌、結(jié)構(gòu)的影響, 同時對比考察了漂白處理后秸稈剖片的染色性能.本文的研究對提升小麥秸稈資源的利用價值具有重要意義, 將為小麥秸稈在新型包裝與表面裝飾材料、秸稈工藝品、家居裝飾品的開發(fā)提供研究基礎(chǔ).

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料、藥劑

小麥秸稈(簡稱麥秸), 取自蕪湖當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶, 去除麥秸葉、節(jié)、鞘等, 僅保留秸稈, 自然曬干；沿秸稈縱向剖開, 再經(jīng)刮(刮除秸稈內(nèi)層柔軟組分)、壓、燙等工序處理, 可將秸稈制備成平整的剖片, 待用.

30%雙氧水、硅酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉等, 均為分析純；活性染料三原色(雷馬素RGB紅、雷馬素RGB黃、KN-B芷青)、滲透劑JFC, 均為商品.

1.2 主要試驗(yàn)儀器

S-4800型掃描電子顯微鏡(日本日立公司), UV2600型紫外可見光分光光度計(上海天美公司), D8系列X射線衍射儀(德國布魯克公司), Datacolor 650TM型測色配色儀(美國Datacolor公司), DSA-25型光學(xué)接觸角測量儀(大昌華嘉商業(yè)(中國)有限公司), DCAT-11型表面張力儀(德國Dataphysics儀器公司), LB-48B型熒光白度儀(深圳藍(lán)博儀器公司).

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 麥秸成分分析

水分測試參照GB 5009.3—2010《食品中水分的測定》, 對脂蠟質(zhì)、水溶物、果膠、木質(zhì)素、半纖維素、纖維素成分的測試參照GB 5889—86《苧麻化學(xué)成分定量分析方法》；灰分測試參照GB 5009.4—2010《食品中灰分的測定》.

1.3.2 麥秸剖片的堿預(yù)處理

堿預(yù)處理工藝: 氫氧化鈉質(zhì)量濃度為1 g/L、溫度為60 ℃、時間為60 min、浴比為200∶1；處理后, 麥秸剖片自然晾干, 待用.

1.3.3 麥秸剖片的漂白與工藝參數(shù)優(yōu)化

采用雙氧水對麥秸剖片進(jìn)行漂白試驗(yàn), 依次優(yōu)化了雙氧水質(zhì)量濃度、漂白溫度、時間、浴比、穩(wěn)定劑硅酸鈉及助劑質(zhì)量濃度等工藝參數(shù), 具體如下所述.

(1) 雙氧水質(zhì)量濃度優(yōu)化.設(shè)置6檔雙氧水質(zhì)量濃度梯度, 分別為10、20、30、40、50、60 g/L, 其他工藝參數(shù): 硅酸鈉質(zhì)量濃度為0.5 g/L、溫度為80 ℃、時間為60 min、浴比為200∶1、漂白體系pH值為10.5(漂白pH值的設(shè)置以下均相同)；漂白結(jié)束, 麥秸剖片冷水漂洗后, 自然晾干(漂白后處理工藝以下均相同).

(2) 漂白溫度優(yōu)化.在最優(yōu)雙氧水質(zhì)量濃度下, 持續(xù)優(yōu)化漂白溫度, 設(shè)置5檔溫度梯度, 分別為60、70、80、90、98 ℃, 其他工藝參數(shù): 硅酸鈉質(zhì)量濃度為0.5 g/L、時間為60 min、浴比為200∶1.

(3) 漂白時間優(yōu)化.在最優(yōu)雙氧水質(zhì)量濃度、漂白溫度參數(shù)下, 持續(xù)優(yōu)化漂白時間, 設(shè)置7檔時間梯度, 分別為30、45、60、75、90、110、130 min, 其他工藝參數(shù): 硅酸鈉質(zhì)量濃度為0.5 g/L、浴比為 200∶1.

(4) 漂白浴比優(yōu)化.在最優(yōu)雙氧水質(zhì)量濃度、漂白溫度、時間參數(shù)下, 持續(xù)優(yōu)化漂白浴比, 設(shè)置3檔浴比梯度, 分別為80∶1、100∶1、200∶1, 其他工藝參數(shù): 硅酸鈉質(zhì)量濃度為0.5 g/L.

(5) 穩(wěn)定劑硅酸鈉質(zhì)量濃度、滲透劑用量優(yōu)化.在最優(yōu)雙氧水質(zhì)量濃度、漂白溫度、時間、浴比參數(shù)下, 探討了不同硅酸鈉質(zhì)量濃度對麥秸剖片漂白白度的影響, 設(shè)置3檔硅酸鈉質(zhì)量濃度梯度，分別為0、0.5、1 g/L；在此基礎(chǔ)上, 還探討了向漂白體系中添加滲透劑JFC對麥秸白度的影響.

1.3.4 麥秸剖片的染色

采用相同的染色工藝對麥秸剖片原樣、漂白樣進(jìn)行染色試驗(yàn).麥秸剖片樣品在60 ℃入染, 15 min后加入氯化鈉, 在60 ℃下續(xù)染30 min, 升溫至90 ℃ 后加入碳酸鈉, 在90 ℃固色30 min, 染色完畢后降溫冷卻, 取出麥秸剖片, 冷水沖洗后, 自然晾干.具體工藝配方與參數(shù)如下: 染料用量為2%(owf, on the weight of the fabric)、氯化鈉質(zhì)量濃度為10 g/L、染色浴比為80∶1、固色碳酸鈉質(zhì)量濃度為10 g/L.

1.4 測試方法

1.4.1 白度測試

分別將不同工藝漂白的麥秸剖片整齊緊密排列, 并黏附在潔凈硬紙白板上, 制作麥秸測試樣本, 每個測試樣本尺寸不小于6 cm×6 cm.采用熒光白度儀對每個測試樣本的藍(lán)光白度值(以下簡稱白度)進(jìn)行測試, 每個樣本的白度測量點(diǎn)不少于8處, 記錄各點(diǎn)的白度, 并取其平均值.

1.4.2 顏色反射光譜測試

采用1.4.1節(jié)相同方法, 完成染色及漂白麥秸測試樣本的制作.在測色配色儀器上測試各麥秸剖片樣本的反射光譜, 測試光學(xué)參數(shù)設(shè)定如下: D65光源, 2°, 采樣孔徑為5 mm, 波段范圍為400～700 nm.

1.4.3 麥秸剖片微觀形貌測試

采用S-4800型掃描電子顯微鏡分別對麥秸原樣、預(yù)堿處理樣、漂白樣的微觀形貌進(jìn)行測試.首先將待測麥秸試樣黏附于樣品臺上, 后放入SBC-12型離子濺射儀中對待測試樣進(jìn)行鍍金, 將鍍金試樣放置于掃描電鏡置物臺上, 抽真空后即可開始測試.

1.4.4 麥秸剖片的親水、潤濕性能測試

采用DSA-25型光學(xué)接觸角測量儀對不同麥秸剖片的靜態(tài)水接觸角進(jìn)行測試, 每個試樣測3次, 取平均值.采用DCAT-11型表面張力儀對不同麥秸剖片的潤濕性能與表面接觸角進(jìn)行測試, 在室溫條件下, 采用Wilhelmy吊片法[10]測試不同待測樣品的潤濕性能, 設(shè)置試樣前進(jìn)和后退速度均為0.05 mm/s, 樣品浸入的深度為3.00 mm, 并通過系統(tǒng)自帶分析軟件記錄試樣與液體的動態(tài)接觸角, 每個試樣測3次, 取平均值.上述2項(xiàng)測試溶液選用蒸餾水, 其表面張力為72.8 mN/m.

1.4.5 麥秸剖片聚集態(tài)結(jié)構(gòu)測試

將待測試麥秸剖片(麥秸原樣、堿預(yù)處理樣、漂白樣)機(jī)械磨碎, 采用粉末法測試各試樣的聚集態(tài)結(jié)構(gòu), 具體測試參數(shù): Cukα靶(λ=0.154 nm), 電壓為40 kV, 電流為30 mA, 角度衍射掃描范圍(2θ)為5°～60°, 掃描步長為0.02°/s, 掃描速度為2°/min.

1.4.6 色牢度測試

制作染色麥秸剖片的測試樣本, 參照GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》和GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》, 對染色麥秸剖片的耐洗色牢度和干、濕摩擦牢度進(jìn)行測試, 并對其評級.

2 結(jié)果與討論

2.1 麥秸剖片成分分析

麥秸剖片的各項(xiàng)成分測試結(jié)果如表1所示.

表1 麥秸剖片成分組成

注：除水分外, 各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均相對于烘干后的秸稈質(zhì)量計算.

由表1可知, 本文采用的麥秸剖片主體成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由大到小依次為纖維素、木質(zhì)素、半纖維素, 三者質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和超過90%.該測試結(jié)果與文獻(xiàn)[11]表述的各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及其排序有所不同, 可能在于不同地域的麥秸成分存有差異[12], 同時本文制作的麥秸剖片系麥秸整體上的一部分, 并去除了節(jié)、鞘等部位, 同時經(jīng)刮除內(nèi)層組織等操作, 與文獻(xiàn)[11]的測試對象有明顯不同.麥秸剖片中3種主體成分的協(xié)同作用致使其具有較高的力學(xué)強(qiáng)度, 同時具備一定的柔韌性能, 因此, 可滿足新型包裝與表面裝飾材料、秸稈工藝品、家居裝飾品等對其力學(xué)性能的需要.而麥秸剖片中蠟質(zhì)成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于普通的纖維原料, 造成剖片表現(xiàn)出較高的疏水性能, 難以被水浸濕, 這一特性影響麥秸預(yù)處理工藝的設(shè)計.

2.2 麥秸剖片的堿處理

對麥秸剖片進(jìn)行堿預(yù)處理, 對比測試堿處理前后剖片的親水與潤濕性能, 結(jié)果如表2所示.

表2 麥秸剖片的潤濕與親水性能

由表2可知, 經(jīng)堿預(yù)處理后, 麥秸剖片的表面潤濕性能與親水性能明顯提升.由于堿預(yù)處理后, 剖片表面的蠟質(zhì)類成分將被去除, 同時促使剖片中纖維素、半纖維素等成分的膨化[13], 增加后續(xù)漂白與染色工作液對剖片的滲透作用.為此, 在對秸稈剖片進(jìn)行漂白與染色前, 對其進(jìn)行堿預(yù)處理顯得尤為重要.

2.3 麥秸剖片漂白工藝優(yōu)化

采用雙氧水對麥秸剖片進(jìn)行漂白處理, 通過測試剖片的白度、反射率曲線[14], 依次優(yōu)化漂白工藝的雙氧水質(zhì)量濃度、漂白溫度、時間、浴比、穩(wěn)定劑與滲透劑質(zhì)量濃度等參數(shù).不同雙氧水質(zhì)量濃度對麥秸剖片白度、反射率的影響分別如表3和圖1所示.

表3 雙氧水質(zhì)量濃度對剖片白度的影響

圖1 不同質(zhì)量濃度雙氧水漂白的剖片反射光譜Fig.1 Reflectance spectra of slice bleached by different mass concentration of hydrogen peroxide

由表3可知, 隨著漂白工作液中雙氧水質(zhì)量濃度的增加, 漂白麥秸剖片的白度逐步提升, 但當(dāng)雙氧水質(zhì)量濃度不高于30 g/L時, 漂白秸稈的白度一直處于較低的水平, 即相比其他纖維的漂白, 若要獲取相同的白度, 麥秸剖片則需要更高濃度的雙氧水.這應(yīng)與秸稈成分及自身原有色澤有關(guān), 首先, 秸稈自身白度較低, 其次, 麥秸中含有K、Na、Ca、Mg和Fe等金屬元素[11], 依據(jù)雙氧水漂白機(jī)理, 金屬離子可促使雙氧水的分解, 將會降低相同用量下雙氧水的漂白功效.由圖1可知, 隨著雙氧水質(zhì)量濃度的增加, 漂白秸稈在可見光區(qū)間的反射率整體呈上升趨勢, 且漂白秸稈色澤均勻, 為此, 麥秸剖片漂白選擇在雙氧水質(zhì)量濃度為60 g/L條件下進(jìn)行, 該濃度下漂白剖片仍可保留秸稈自身帶有的柔和淺黃色調(diào).

在確定漂白工作液中雙氧水質(zhì)量濃度的基礎(chǔ)上, 通過單因素對比試驗(yàn)的方法, 考察了不同漂白溫度對麥秸剖片白度、反射率的影響, 如表4和圖2所示.

表4 漂白溫度對剖片白度的影響

圖2 不同溫度漂白的剖片反射光譜Fig.2 Reflectance spectra of slice bleached at different temperature

由表4和圖2可知, 隨著漂白溫度的升高, 麥秸剖片的白度、反射率逐漸提升, 98 ℃條件下漂白秸稈的白度最高.考慮秸稈自身帶液率較低以及生產(chǎn)加工的成本問題, 本文沒有測試高溫氣蒸、高溫油浴等漂白工藝對麥秸白度的影響, 由此秸稈的漂白溫度選擇為98 ℃.

漂白時間對麥秸剖片白度、反射率的影響如表5和圖3所示.

表5 漂白時間對剖片白度的影響

圖3 不同時間漂白的剖片反射光譜Fig.3 Reflectance spectra of slice bleached with different time

由表5和圖3可知, 隨著漂白時間的延長, 白度逐漸提升, 但當(dāng)漂白時間延長至90 min后, 再持續(xù)延長時間, 白度不再明顯提升, 綜合工藝能耗考慮, 設(shè)置剖片的漂白時間為90 min, 該條件下漂白秸稈的反射率在500～700 nm的可見光波段極為平穩(wěn), 反射率接近75%.

試驗(yàn)同時考察了浴比、穩(wěn)定劑硅酸鈉和滲透劑JFC質(zhì)量濃度對漂白秸稈白度、反射率的影響, 如圖4和表6所示.

綜合圖4和表6可知: 高浴比有利于提高秸稈漂白的均勻性；穩(wěn)定劑硅酸鈉明顯提升漂白效果, 但持續(xù)增加穩(wěn)定劑的質(zhì)量濃度, 對白度提升無明顯效果；滲透劑JFC在秸稈漂白中作用并不顯著, 原因可能在于秸稈已經(jīng)過堿預(yù)處理, 打破了秸稈自身的親水與潤濕屏障, 致使JFC效能不再明顯.因秸稈剖片為長條狀, 質(zhì)輕, 易漂浮于工作液之上, 難以發(fā)生作用, 為此, 對秸稈剖片的漂白處理需在長條狀的染杯中進(jìn)行, 同時需依據(jù)剖片的長度選擇不同口徑的染杯.

圖4 不同浴比漂白的剖片反射光譜Fig.4 Reflectance spectra of slice bleached with different ratio

表6 不同助劑用量對剖片白度的影響

注：工藝1中不添加穩(wěn)定劑硅酸鈉及滲透劑JFC；工藝2中僅添加穩(wěn)定劑硅酸鈉, 設(shè)置其質(zhì)量濃度為0.5 g/L；工藝3中亦僅添加穩(wěn)定劑硅酸鈉, 設(shè)置其質(zhì)量濃度為1 g/L；工藝4中添加穩(wěn)定劑硅酸鈉和滲透劑JFC, 兩者質(zhì)量濃度均設(shè)置為0.5g/L.

2.4 麥秸剖片表征與染色性能

麥秸剖片處理前后的外觀形貌如圖5所示.

圖5 麥秸剖片處理前后的微觀形貌Fig.5 Microstructure of wheat straw slice with and without treatment

由圖5可知: 麥秸剖片原樣表面覆蓋有蠟質(zhì)層, 表面光滑, 秸稈原纖融為一體, 紋路不可辨, 整體表現(xiàn)出較高的拒水性能；經(jīng)堿預(yù)處理后的秸稈, 表面蠟質(zhì)去除明顯, 原纖紋路可辨；再經(jīng)漂白處理后, 氧化劑直接作用于秸稈表面成分, 蠟質(zhì)與果膠等成分溶解直至去除, 秸稈原纖形貌清晰, 表面拒水屏障消除, 麥秸表面溝槽明顯, 有利于秸稈后續(xù)染色等加工.

麥秸剖片處理前后的XRD譜圖如圖6所示.

圖6 麥秸剖片處理前后的XRD譜圖Fig.6 XRD spectra of wheat straw slice with and without treatment

由圖6可知, 麥秸剖片的衍射峰位置分別在2θ為22.58°、15.77°、16.69°處, 其晶型屬于纖維素Ⅰ, 是典型的天然纖維素的特征峰[15].經(jīng)堿預(yù)處理與漂白處理后, 麥秸剖片的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)未發(fā)生明顯變化, 但隨著蠟質(zhì)和秸稈原纖間融物的溶解去除, 無定型區(qū)比率降低, 麥秸剖片的衍射信號強(qiáng)度有所加強(qiáng), 且隨著處理工藝的遞進(jìn), 衍射信號強(qiáng)度遞增, 處理后麥秸剖片的結(jié)晶度稍有提高.

選用活性染料三原色對麥秸剖片原樣和漂白處理的秸稈剖片進(jìn)行染色, 對比測試了漂白處理對染色秸稈剖片上染率、染色反射光譜的影響, 結(jié)果分別見表7和圖7所示, 麥秸染色各項(xiàng)指標(biāo)如表8所示.

表7 染料三原色對麥秸剖片的上染率

(a)RGB紅

(b)RGB黃

(c)KN-B芷青圖7 染色麥秸剖片的反射光譜Fig.7 Reflectance spectra of dyed slice by reactive trichromatic

由表7可知, 相同染色工藝下, 相比麥秸原樣, 漂白后麥秸染色的上染率顯著提升, 其中三原色中RGB紅染料對漂白麥秸的上染率最高, 達(dá)到58.2%, 該數(shù)值已達(dá)到該染料對麥秸原樣上染率的4.4倍；三原色中KN-B芷青對兩種麥秸的染色上染率差別最大, 漂白麥秸的上染率已達(dá)麥秸原樣的5.4倍, 而RGB黃染料對漂白麥秸的上染率也提升了3.4倍.綜合三原色染料的上染率數(shù)據(jù)可知, 對麥秸進(jìn)行漂白處理, 一方面破壞了秸稈表面的蠟質(zhì)層, 消除了染液的潤濕與擴(kuò)散屏障, 另一方面, 堿預(yù)處理與漂白處理對麥秸原纖的膨化作用, 有助于染液在秸稈內(nèi)部的擴(kuò)散, 提升了上染率.

上染率的提升即可滿足較高染色深度麥秸剖片的加工, 還可以節(jié)省染料的使用量, 降低染色成本.由圖7可知: RGB紅染色后的漂白麥秸在600～700 nm波段的反射率提升, 反射光譜具有明顯特征峰, 而染色的麥秸原樣, 反射率曲線無明顯特征峰, 反射率曲線較為平坦, 因此染色后的漂白麥秸色光更為飽和鮮艷；RGB黃染色漂白麥秸反射率高于麥秸原樣, 得色濃厚、色光飽和度更高；KN-B芷青染色漂白麥秸的反射光譜曲線在450～550 nm區(qū)間具有明顯的特征峰, 顏色飽和度較高, 而KN-B芷青染料難以對麥秸原樣進(jìn)行染色, 上染率極低, 該染料染色后的麥秸原樣反射光譜曲線與未染色麥秸原樣幾乎相同, 上染秸稈的KN-B芷青染料尚不能遮蓋住麥秸原有的黃色調(diào).綜上分析可知, 漂白后的麥秸染色后, 色光飽和, 染色表面深度增加, 有效遮蓋了麥秸原樣黃色調(diào)對染色色光的影響, 提升了染色的鮮艷度.

本文同時參照染色織物的色牢度測試方法, 對染色的麥秸色牢度進(jìn)行了對比測試, 結(jié)果如表8所示.

表8 染色麥秸剖片的色牢度

由表8可知: 三原色染料對漂白麥秸染色的耐洗和耐摩擦色牢度普遍高于或等同于麥秸原樣；三原色染料對漂白麥秸染色的干、濕摩擦牢度均高于3級, 滿足了紡織類產(chǎn)品摩擦色牢度的基本要求, 為麥秸/紡織品復(fù)合類裝飾品的開發(fā)提供了基礎(chǔ).

3 結(jié) 論

(1) 麥秸剖片主體成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由大到小依次為纖維素、木質(zhì)素、半纖維素, 三者質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和超過90%；未處理的麥秸潤濕與親水性能差, 經(jīng)堿預(yù)處理后, 其潤濕與親水性能有所提升.

(2) 優(yōu)化了麥秸剖片的漂白工藝, 相比麥秸剖片原樣, 經(jīng)活性染料三原色染色, 漂白麥秸剖片的上染率顯著提升, 染色飽和度、顏色深度提高, 其耐洗和干濕摩擦牢度均高于3級.

(3) SEM測試表明, 漂白處理后麥秸表面蠟質(zhì)層被去除, 原纖形貌清晰, 麥秸表面溝槽明顯, 比表面積增加, 有利于秸稈后續(xù)染色等加工.

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(責(zé)任編輯: 徐惠華)

Bleaching and Dyeing of Longitudinal Slice of Wheat Straw

WANGZongqian,LIChanglong,YANGHaiwei,ZHANGTing,LIYouya

(Anhui Key Laboratory of Textile Materials, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China)

Slice of wheat straw which was prepared from cutting along the longitudinal direction of wheat straw, and its component was measured firstly. Then, the slice was treated by alkali pretreatment followed by hydrogen peroxide bleaching, and the bleaching process was optimized. Meanwhile, the dyeing performance of the slice dyed by reactive trichromatic was analyzed. Results show that the main components are cellulose, lignin and hemicellulose from large to small in order, and the sum of three components is more than 90% of mass fraction. The wetting and hydrophilicity of the original wheat straw slice are poor, but both the properties of slice are improved after alkali pretreatment. The optimized bleaching of wheat straw slice is containing 30% hydrogen peroxide and sodium silicate with the mass concentration of 60 g/L and 0.5 g/L respectively, and the bleaching is kept at 98 ℃ for 90 min with the liquor-to-goods ratio of 200∶1. Compared with original wheat straw slices, when the bleached slice is dyed by trichromatic reactive dyes, the dyeing rate is significantly improved, the saturation and color depth increase, and the color fastness including washing and dry and wet rubbing fastness are both higher than 3 grade. Results also show that the wax layer coated on the surface of wheat straw is removed after the alkali treatment and bleaching process, the fibril morphology is clear, the surface groove of the wheat straw is obvious and the specific surface area is increased, which will be help to dye penetration and diffusion.

wheat straw slice; bleaching; alkali treatment; dyeing; wetting

1671-0444 (2017)03-0393-07

2017-03-24

安徽工程大學(xué)中青年拔尖人才資助項(xiàng)目(2016BJRC007)；國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練資助項(xiàng)目(2016103630036)

王宗乾(1982—)，男，山東濟(jì)寧人，副教授，博士，研究方向?yàn)楣δ芑w維的結(jié)構(gòu)調(diào)控與成型技術(shù).E-mail: wzqian@ahpu.edu.cn

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