一种高温碱煮制备香蕉纤维的方法

本发明创造属于纺织材料领域，具体涉及一种高温碱煮制备香蕉纤维的方法。

背景技术：

1、由于不可再生资源的匮乏，人们越来越重视绿色可持续发展。香蕉是世界上最受欢迎的健康水果之一，年总产量约1.2亿吨。然而香蕉果实被采摘后，假茎通常留在农场腐烂或焚烧，造成了严重的环境问题。香蕉纤维因其高抗拉强度、高拉伸模量、低密度、优异的抗菌性能和生物降解性等，在纺织工业、建筑、汽车和机械等领域具有巨大的潜力。但香蕉茎秆中含有胶质成分，限制其纤维生产。

2、香蕉茎秆的脱胶可借鉴麻类工艺纤维的脱胶工艺，主要有化学脱胶、生物脱胶以及机械脱胶等。机械脱胶符合现代环保发展理念，但脱胶效果受限。生物脱胶是利用生物酶或微生物来分解胶质，该方法脱胶时间长，成本较高。化学脱胶已大规模应用于工业中，其脱胶效率高，获得的纤维性能良好。对香蕉茎秆使用化学脱胶方法已有一定研究。例如：collins twebaze等人使用超声波细胞破碎仪提取香蕉纤维，超声波处理的香蕉纤维平均直径为19.36μm。虽然纤维直径很细，但是此方法不能大批量生产。盛占武等人对香蕉茎秆纤维化学脱胶二煮法工艺进行了优化，但整体脱胶工艺所需时间为4.5h，纤维的断裂强度仅有3.1cn/dtex，可能会对后续纺纱织造造成一定的困难。徐树英等人采用了化学脱胶法提取香蕉茎秆纤维，通过对脱胶工艺的优化，脱胶效果较好，但整体脱胶工艺所需时间为4.5h，耗时较长。杨春燕等人对香蕉纤维进行预氧处理，通过碱氧二煮法得到的纤维细度为30.1dtex，细度较粗。脱胶工艺所需时间为6.5h，耗时较长。

3、迄今为止，各种材料如棉秆皮、大麻纤维、以及黄麻纤维已经运用高温碱煮提取纤维。董震等人采用高温碱煮对棉秆皮进行脱胶，通过将温度升高到160℃，产生了细度为28.3dtex和断裂强度为1.8cn/dtex的纤维。付书玉等人采用高温碱煮结合预氧处理工艺，对黄麻纤维进行脱胶优化，处理后纤维断裂强度28cn/dtex。高温碱煮脱胶能有效去除麻类纤维中的半纤维素和木质素，缩短工艺时间，且脱胶纤维的性能较好，对于大批量生产纤维具有较大的应用潜力。因此开发一种香蕉纤维高温碱煮脱胶工艺，高效生产得到较好的纤维直径和强力，对批量化制备香蕉纤维具有重要意义。

4、本发明旨在克服现有工艺的不足，以废弃的香蕉茎秆为原料，提供一种成本低、制备方法高效、可大批量提取香蕉纤维的方法。本发明为开发利用香蕉茎秆，提高其附加值提供了可能性；利用高温碱煮提取的香蕉纤维可作为纺织新原料，提供更丰富多功能的纺织品。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明创造旨在提供一种能在纺织领域应用的香蕉纤维，采用高温碱煮法去除香蕉茎秆纤维的胶质，得到香蕉纤维。高温碱煮可高效生产，制备直径和强力合适的纤维去纺纱织造，适合批量化生产纤维。制备出的香蕉纤维可作为纺织原料应用于纺织品的生产。

2、为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

3、一种高温碱煮制备香蕉纤维的方法，该方法包括以下步骤：

4、步骤1是香蕉茎秆纤维预处理：

5、将香蕉茎秆纤维剪成适当长度，捆扎两端。

6、步骤2是低温碱煮：

7、将预处理过的香蕉茎秆纤维浸没在碱液中加热，结束后取出，温水洗净。

8、步骤3是高温碱煮：

9、将低温碱煮过的香蕉茎秆纤维浸没在碱液中加热，结束后取出，温水洗净并烘干。

10、上述技术方案中，进一步地，步骤1中，所述香蕉纤维预处理的提取方法为：将香蕉茎秆纤维剪为20cm的长度，捆扎纤维两端。

11、上述技术方案中，进一步地，步骤2中，香蕉茎秆纤维和碱液的浴比为1∶30(g/ml)，放入3％naoh的溶液中，在100℃、45min进行低温碱煮处理，结束后取出，温水洗净。

12、上述技术方案中，进一步地，步骤3中，香蕉茎秆纤维和碱液的浴比为1∶30(g/ml)，加入3％na2sio3和2％na5p3o10，氢氧化钠浓度为6-14％，加热时间为40-80min，加热温度为120-160℃，结束后取出，温水洗净并烘干。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

14、(1)本发明以废弃香蕉茎秆纤维作为原料制备香蕉纤维，不仅避免了环境污染与资源浪费，而且成本低廉，生态友好，增加了香蕉茎秆纤维的附加值，同时制备出的香蕉纤维可作为抗菌纺织原料应用于纺织品的生产。

15、(2)本发明将高温碱煮法应用在香蕉茎秆纤维脱胶，制备的香蕉纤维直径和强力较好。

16、(3)本发明的工艺流程耗时短，对设备要求低，可以扩大香蕉纤维的生产。

技术特征：

1.一种高温碱煮制备香蕉纤维的方法，其特征在于：以废弃香蕉茎秆作为原料，通过预处理、低温碱煮、高温碱煮提取香蕉纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

技术总结本发明创造提供了一种高温碱煮制备香蕉纤维的方法。以香蕉茎秆纤维为原料，采用高温碱煮方法制备香蕉纤维；通过预处理、低温碱煮和高温碱煮三个步骤制备香蕉纤维。研究香蕉纤维物理性能和结构，对香蕉纤维进行纺纱及纱线抗菌性的研究和织造。本发明创造所述的制备香蕉纤维的方法可高效批量生产，制备出直径和强力合适的纤维去纺纱织造，作为抗菌纺织原料广泛应用于纺织品的生产。为开发利用香蕉茎秆，提高其附加值提供了可能性。技术研发人员：张美玲,李敏,刘倩倩,叶健青,庄旭品,王好,郑广伟,杨耀文,王占刚受保护的技术使用者：天津工业大学技术研发日：技术公布日：2024/5/29