本發(fā)明屬于羅布麻韌皮纖維脫膠，具體涉及一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法。

背景技術(shù)：

1、羅布麻(apocynum?venetum)，被譽(yù)為“野生纖維之王”，其韌皮纖維具有天然纖維素紡織纖維的潛力，類似于黃麻和苧麻。羅布麻韌皮纖維的脫膠是一復(fù)雜過程，旨在提取純凈纖維以供進(jìn)一步處理和應(yīng)用。傳統(tǒng)化學(xué)脫膠方法(fiber-c)涉及酸預(yù)處理和長(zhǎng)時(shí)間高溫蒸煮，這不僅對(duì)纖維造成嚴(yán)重破壞，還可能對(duì)環(huán)境造成危害。因此，研究者們嘗試了新的化學(xué)脫膠方法(fiber-n)；在新的脫膠方法中，與fiber-c相比，2小時(shí)fiber-n處理的殘留膠含量降低了15.15％，斷裂強(qiáng)度提高了48.5％，斷裂伸長(zhǎng)率提高了22.15％，纖維產(chǎn)量提高了27.27％。同時(shí)，新方法在水和能源的節(jié)省方面也表現(xiàn)出顯著效果，分別為22.22％和60.75％。掃描電子顯微鏡(sem)圖像顯示，fiber-n工藝得到的纖維表面光滑，無(wú)雜質(zhì)，表明該工藝更簡(jiǎn)單、高效；此外，羅布麻纖維的平均長(zhǎng)度為29.68毫米，主要集中在10-50毫米范圍內(nèi)，適合與棉、毛等混紡。纖維的細(xì)度為4673.25nm，呈紅黃色。傅里葉變換紅外光譜分析表明，化學(xué)脫膠能有效減少果膠、半纖維素和木質(zhì)素的含量。脫膠后的av纖維顯示出更強(qiáng)的吸水吸濕能力，且機(jī)械性能與苧麻纖維相似。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)化學(xué)脫膠方法中，化工原料的消耗量巨大，不僅導(dǎo)致成本上升，還伴隨著資源的浪費(fèi)；同時(shí)，強(qiáng)烈的化學(xué)處理容易造成纖維結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重?fù)p傷，影響纖維的強(qiáng)度和柔軟度；此外，由于脫膠效率低下，導(dǎo)致最終的纖維產(chǎn)出率不高，限制了其在高端紡織品市場(chǎng)的應(yīng)用潛力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)化學(xué)脫膠方法中，化工原料的消耗量巨大，不僅導(dǎo)致成本上升，還伴隨著資源的浪費(fèi)；同時(shí)，強(qiáng)烈的化學(xué)處理容易造成纖維結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重?fù)p傷，影響纖維的強(qiáng)度和柔軟度；此外，由于脫膠效率低下，導(dǎo)致最終的纖維產(chǎn)出率不高，限制了其在高端紡織品市場(chǎng)的應(yīng)用潛力的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，包括如下步驟：

4、s1、超臨界二氧化碳狀態(tài)處理：首先將羅布麻韌皮纖維置于超臨界二氧化碳狀態(tài)下；

5、s2、化學(xué)藥液脫膠處理：然后使用化學(xué)藥液進(jìn)行脫膠處理，化學(xué)藥液的成分包括草酸、草酸銨、硫酸和硫酸鎂，其余為水；

6、s3、生物酶溶液脫膠處理：接著使用生物酶溶液進(jìn)行脫膠處理，生物酶溶液包含果膠酶、木聚糖酶和漆酶，其余為水；

7、s4、比例和工藝條件：羅布麻韌皮纖維與化學(xué)藥液、生物酶溶液的質(zhì)量比為1∶2～4∶1.5～2.5，化學(xué)藥液處理的工藝條件為40～70℃，20～30mpa條件下，處理30～60分鐘；生物酶溶液處理的工藝條件為40～70℃，10～25mpa條件下，處理60～90分鐘。

8、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，在超臨界二氧化碳狀態(tài)處理步驟s1中，超臨界二氧化碳的壓力為31.1mpa至70mpa，溫度為31.2℃至150℃，處理時(shí)間為10至30分鐘，以提高纖維的脫膠效率。

9、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述化學(xué)藥液中的草酸濃度優(yōu)選為1.2％，草酸銨濃度優(yōu)選為1.0％，硫酸濃度優(yōu)選為0.8％，硫酸鎂濃度優(yōu)選為0.6％，這些優(yōu)化濃度能更有效地去除纖維中的膠質(zhì)而不損害纖維結(jié)構(gòu)。

10、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述生物酶溶液中果膠酶含量?jī)?yōu)選為3.5％，木聚糖酶含量?jī)?yōu)選為2.0％，漆酶含量?jī)?yōu)選為2.5％，此配方能最大化地促進(jìn)纖維的生物化學(xué)脫膠過程。

11、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，羅布麻韌皮纖維與化學(xué)藥液的質(zhì)量比優(yōu)選為1:3，與生物酶溶液的質(zhì)量比優(yōu)選為1:2，以確保脫膠效果的同時(shí)保持纖維的機(jī)械強(qiáng)度。

12、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，化學(xué)藥液處理的工藝條件優(yōu)選為60℃，25mpa條件下，處理45分鐘；生物酶溶液處理的工藝條件優(yōu)選為60℃，20mpa條件下，處理75分鐘，這些條件能有效平衡脫膠效率與能源消耗。

13、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，還包括一個(gè)后處理步驟s5，即在脫膠處理后，將纖維在40至60℃下用清水洗滌15至30分鐘，以去除殘留的化學(xué)藥液和生物酶溶液，確保纖維的清潔度。

14、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述化學(xué)藥液處理和生物酶溶液處理之間，還包含一個(gè)中間清洗步驟s3.5，使用ph值調(diào)節(jié)至中性的水溶液對(duì)纖維進(jìn)行清洗，防止化學(xué)殘留影響后續(xù)的生物酶脫膠效果。

15、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述生物酶溶液處理之后，還包括一個(gè)干燥步驟s4.5，采用熱風(fēng)循環(huán)烘干機(jī)在60至80℃下干燥纖維，直至纖維含水量降至5％以下，以確保纖維的穩(wěn)定性和后續(xù)加工性能。

16、作為本發(fā)明一種優(yōu)選的方案，所述方法能夠使羅布麻韌皮纖維的脫膠率提升至95％以上，且纖維斷裂強(qiáng)度損失控制在10％以內(nèi)，顯著提高了纖維的品質(zhì)和應(yīng)用范圍。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

18、1、本發(fā)明中，通過使用本方案，結(jié)合超臨界二氧化碳、化學(xué)藥液和生物酶溶液對(duì)羅布麻韌皮纖維進(jìn)行高效、環(huán)保的脫膠處理，整個(gè)過程既保證了纖維的脫膠效率，又維護(hù)了纖維的物理特性，不會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

19、2、本發(fā)明中，初步的超臨界二氧化碳處理步驟不僅去除了部分易于溶解的膠質(zhì)，還為后續(xù)更為復(fù)雜的化學(xué)和生物酶脫膠創(chuàng)造了有利條件，有助于整體脫膠過程的效率提升和成本節(jié)約；實(shí)現(xiàn)對(duì)羅布麻韌皮纖維的預(yù)處理。

20、3、本發(fā)明中，清洗后，纖維需進(jìn)行干燥處理，以便進(jìn)行下一步的生物酶溶液脫膠處理；實(shí)現(xiàn)對(duì)羅布麻韌皮纖維高效且溫和的化學(xué)脫膠，為后續(xù)的纖維加工提供了高質(zhì)量的原料。

技術(shù)特征：

1.一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：在超臨界二氧化碳狀態(tài)處理步驟s1中，超臨界二氧化碳的壓力為31.1mpa至70mpa，溫度為31.2℃至150℃，處理時(shí)間為10至30分鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：所述化學(xué)藥液中的草酸濃度為1.2％，草酸銨濃度為1.0％，硫酸濃度為0.8％，硫酸鎂濃度為0.6％。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：所述生物酶溶液中果膠酶含量為3.5％，木聚糖酶含量為2.0％，漆酶含量為2.5％。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：羅布麻韌皮纖維與化學(xué)藥液的質(zhì)量比為1:3，與生物酶溶液的質(zhì)量比為1:2。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：化學(xué)藥液處理的工藝條件為60℃，25mpa條件下，處理45分鐘；生物酶溶液處理的工藝條件為60℃，20mpa條件下，處理75分鐘。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：還包括一個(gè)后處理步驟s5，即在脫膠處理后，將纖維在40至60℃下用清水洗滌15至30分鐘。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：所述化學(xué)藥液處理和生物酶溶液處理之間，還包含一個(gè)中間清洗步驟s3.5，使用ph值調(diào)節(jié)至中性的水溶液對(duì)纖維進(jìn)行清洗。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：所述生物酶溶液處理之后，還包括一個(gè)干燥步驟s4.5，采用熱風(fēng)循環(huán)烘干機(jī)在60至80℃下干燥纖維，直至纖維含水量降至5％以下。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，其特征在于：所述羅布麻韌皮纖維在超臨界二氧化碳狀態(tài)下預(yù)處理，通過31.1至70mpa的壓力和31.2℃至150℃的溫度，處理10至30分鐘。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法，屬于羅布麻韌皮纖維脫膠技術(shù)領(lǐng)域，該羅布麻韌皮纖維超臨界二氧化碳生物化學(xué)脫膠方法包括如下步驟S1、超臨界二氧化碳狀態(tài)處理：首先將羅布麻韌皮纖維置于超臨界二氧化碳狀態(tài)下；S2、化學(xué)藥液脫膠處理：然后使用化學(xué)藥液進(jìn)行脫膠處理，化學(xué)藥液的成分包括草酸0.5～2％、草酸銨0.5～1.5％、硫酸0.5～1％和硫酸鎂0.5～1％，其余為水；通過使用本方案，結(jié)合超臨界二氧化碳、化學(xué)藥液和生物酶溶液對(duì)羅布麻韌皮纖維進(jìn)行高效、環(huán)保的脫膠處理，整個(gè)過程既保證了纖維的脫膠效率，又維護(hù)了纖維的物理特性，不會(huì)產(chǎn)生資源浪費(fèi)，適合大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：于榮榮,韓鳳波
受保護(hù)的技術(shù)使用者：新疆星博絲路服飾有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/29