一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法

本发明涉及脱胶工艺方法，尤其涉及一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法。

背景技术：

1、工业大麻又称汉麻，因其透气性抗菌性优异，被认为是一种性能优越的纤维材料。未经处理的工业大麻纤维，化学成分复杂，由纤维素成分和果胶、半纤维素及木质素等非纤维素成分构成，这些非纤维素成分统称为胶质。因工业大麻纤维的果胶、脂蜡质等物质含量相对不高，所以木质素和半纤维素为脱胶处理的重点。胶质的含量对工业大麻后续纺织加工环节的进行有很大影响。因此，为了后续纺织环节的顺利进行，去除这些非纤维素的胶质成分得到较为纯净的纤维素纤维是至关重要的一步。

2、脱胶是从韧皮复合结构中去除胶质的过程。目前麻纤维脱胶的方法主要分三种，生物脱胶法，物理脱胶法，化学脱胶法。生物脱胶法主要分为微生物脱胶和生物酶脱胶。生物脱胶法对环境污染较小，但是反应时间一般较长，且生物酶的价格昂贵。物理脱胶是仅使用机械加工设备出去纤维胶质的过程，处理后的纤维断裂导致分离不良和纤维长度短，且因为脱胶效果并不明显，通常作为纤维脱胶预处理的一种方法，一般会与其他脱胶方法一起使用。化学脱胶法是目前一种比较有发展的脱胶方法，传统碱脱胶是化学脱胶法的一种是比较早被利用于脱胶的方法，但其用碱量大，反应时间长，耗能大，对环境污染很大。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，为此，本发明提供了一种化学试剂用量少，步骤简单，反应时间短，对环境污染小且成本更低的高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法。

2、本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：

3、本发明实施例提供了一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，包括如下步骤：

4、s1:将工业大麻置于氢氧化钠碱性溶液中，进行预处理使纤维充分溶胀；然后水洗至中性；

5、s2:在ph＝5～6酸性条件下，高碘酸盐与金属离子组成高级氧化反应体系，对工业大麻纤维进一步脱胶，所述金属离子为fe2+、fe3+、cu2+或mn2+，金属离子的浓度为1.5～3.5wt％，io4-浓度为2.0～2.5wt％，温度50～60℃处理50～60分钟，然后水洗；

6、s3:氧漂液对工业大麻纤维进行深入脱胶漂白处理，水洗，烘干。

7、本发明的麻纤维脱胶工艺流程：碱性溶液预处理—高碘酸盐+金属离子体系氧化脱胶处理—氧漂—水洗—烘干。具有成本低、高效益、环保性高等特点，高碘酸盐对于胶质成分的c2-c3可以发生特异性氧化，产生两个相邻的醛基，而醛基则可以更加容易发生转化成其他官能团，完成大分子链的断裂降解。而加入的金属离子则能对该碘酸盐的氧化体系产生活化作用，并且对于脱胶废液也有很好的降解作用。

8、本发明实施例中，fe2+、fe3+、cu2+、mn2+浓度为1.5～3.5wt％g/l，io4-浓度为2.0-2.5wt％。如果fe2+、fe3+、cu2+、mn2+、io4-浓度过低，则产生的氧化基团过少，脱胶效果不明显。如果fe2+、fe3+、cu2+、mn2+、io4-浓度过高，则产生的氧化基团过多，会使纤维造成损伤，此外还会产生大量沉淀，尤其是mn2+会产生大量红色沉淀，这些沉淀会附着在纤维表面，很难洗去。ph值需要维持在酸性条件下来减少沉淀的产生。因此，本申请控制fe2+、fe3+、cu2+、mn2+浓度为1.5～3.5wt％g/l，io4-浓度为2.0～2.5wt％，ph＝5-6。

9、在一些实施例中，步骤s1中，创造碱性条件所用的试剂为naoh，浓度为2～4g/l，水浴50℃-60℃处理60分钟，浴比1：20～30，水洗净至洗涤溶液ph值为中性。通过步骤s1的预处理，使得在后续处理中，化学试剂更易于进入纤维中，利于步骤s2的脱胶处理。

10、优选地，步骤s1中，工业大麻按浴比1:20加入水，naoh浓度为2g/l下，60℃处理60分钟，水洗净至洗涤溶液ph值为中性。

11、在一些实施例中，步骤s2中，工业大麻按浴比1:10～30加入水，fe2+的来源为硫酸亚铁(feso4.7h2o)，fe3+来源为氯化铁(fecl3·6h2o)，cu2+的来源为硫酸铜(cuso4·5h2o)，mn2+的来源为氯化锰(mncl2·4h2o)，io4-来源为高碘酸钾(kio4)。

12、优选地，步骤s2中，金属离子的浓度为1.5wt％，io4-浓度为2.0wt％。

13、优选地，步骤s2中，所述金属离子为fe2+。

14、在一些实施例中，步骤s3中，工业大麻按浴比1:30加入漂白液，所述漂白液中，过氧化氢浓度为14g/l，na2co3浓度为2g/l，硅酸钠浓度为2g/l，亚硫酸钠浓度为1g/l，90℃处理100分钟，水洗至ph值为中性，烘干到纤维干燥状态。

15、本发明的有益效果是：

16、(1)本发明的麻纤维脱胶工艺流程：预处理—高碘酸盐+金属离子体系氧化脱胶处理—氧漂—水洗—烘干。具有成本低、高效益、环保性高等特点，高碘酸盐对于胶质成分的c2-c3可以发生特异性氧化，产生两个相邻的醛基，而醛基则可以更加容易发生转化成其他官能团，完成大分子链的断裂降解。而加入的金属离子则能对该碘酸盐的氧化体系产生活化作用，并且对于脱胶废液也有很好的降解作用。

17、(2)高碘酸盐+金属离子体系作为一种高级氧化反应，该体系产生的氧化基团主要是o2-和1o2，这两种氧化基团能够与预处理后的工业大麻纤维迅速结合，将大分子的胶质链断裂开来，生成小分子的分子链，并进一步氧化，生成h2o和co2。且该脱胶体系对于脱胶液也有很好的降解作用。该方法脱胶时间短，脱胶过程中无需添加碱，废水中碱液浓度很低，减少了环境污染，并且脱胶仅需一步，流程简单，有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，其特征在于，步骤s1中，创造碱性条件所用的试剂为naoh，浓度为2～4g/l，水浴50℃-60℃处理60分钟，浴比1：20～30，水洗净至洗涤溶液ph值为中性。

3.根据权利要求2所述的一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，其特征在于，步骤s1中，工业大麻按浴比1:20加入水，naoh浓度为2g/l下，60℃处理60分钟，水洗净至洗涤溶液ph值为中性。

4.根据权利要求1所述的一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，其特征在于，步骤s2中，工业大麻按浴比1:10～30加入水，fe2+的来源为硫酸亚铁，fe3+的来源为氯化铁，cu2+的来源为硫酸铜，mn2+的来源为氯化锰，io4-的来源为高碘酸钾。

5.根据权利要求1或4所述的一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，其特征在于，金属离子的浓度为1.5wt％，io4-浓度为2.0wt％。

6.根据权利要求5所述的一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，其特征在于，所述金属离子为fe2+。

7.根据权利要求1所述的一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，其特征在于，步骤s3中，工业大麻按浴比1:30加入漂白液，所述漂白液中，过氧化氢浓度为14g/l，na2co3浓度为2g/l，硅酸钠浓度为2g/l，亚硫酸钠浓度为1g/l，90℃处理100分钟，水洗至ph值为中性，烘干到纤维干燥状态。

技术总结本发明公开了一种高碘酸盐对工业大麻纤维的脱胶方法，包括如下步骤：将工业大麻置于氢氧化钠碱性溶液中，进行预处理使纤维充分溶胀；然后水洗至中性；在pH＝5～6酸性条件下，高碘酸盐与金属离子组成高级氧化反应体系，对工业大麻纤维进一步脱胶，所述金属离子为Fe<supgt;2+</supgt;、Fe<supgt;3+</supgt;、Cu<supgt;2+</supgt;或Mn<supgt;2+</supgt;，金属离子的浓度为1.5～3.5wt％，IO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;浓度为2.0～2.5wt％，温度50～60℃处理50～60分钟，然后水洗；氧漂液对工业大麻纤维进行深入脱胶漂白处理，水洗，烘干。本发明工艺流程为具有化学试剂用量少，步骤简单，反应时间短，对环境污染小且成本更低等优点。技术研发人员：郑永杰,于春雨,孙颖,王佳怡,李端鑫受保护的技术使用者：齐齐哈尔大学技术研发日：技术公布日：2024/4/17