一种使用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用2，2，6，6‑四甲基哌啶‑1‑氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，先将脱胶助剂与2，2，6，6‑四甲基哌啶‑1‑氧化物自由基氧化体系的试剂配成氧化脱胶液，加入原麻，在室温下浸泡；然后向脱胶液中加入乙醇终止氧化反应；再向脱胶液中加入氢氧化钠并加热，升至100℃后保温；最后取出脱胶液中的纤维，用还原剂处理，然后经上油、干燥，得到苎麻纤维。本发明专利技术采用TEMPO体系对苎麻进行氧化脱胶，达到缩短脱胶时间，降低脱胶能耗，降低脱胶废水COD值的技术效果。

A method of using 2,2,6,6 four methyl piperidine 1 oxide free radical oxidation system for preparation of ramie fiber

The invention discloses a method for using 2, 2, 6, 6 and four method 1-oxyl 1 oxide free radical oxidation system for preparation of ramie fiber, which is characterized in that the first 2 degumming additive with 2, 6, four reagent with 6 methyl piperidine 1 oxide free radical oxidation system oxygen degumming liquid, adding raw jute, soaking at room temperature; then to degumming liquid is added to terminate the ethanol oxidation reaction; degumming liquid sodium hydroxide and heated to 100 DEG C after heat preservation; finally remove the retting liquid in fiber, treatment with a reducing agent, and then by oiling, drying, obtained ramie fiber. The invention adopts the TEMPO system to oxidize and degumming the ramie, so as to shorten the degumming time, reduce the energy consumption of degumming and reduce the technical effect of the COD value of degumming wastewater.

【技术实现步骤摘要】
一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法
本专利技术涉及一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，属于纺织加工

技术介绍
苎麻是一种重要的纤维作物，俗称“中国草”，是一种中国特有的纺织材料，它对气候和土壤的适应性强，收获期短，具有很高的经济价值。苎麻纤维长，强力高，色泽洁白有丝光。在服用领域中，其织物有挺括、凉爽、吸湿散热快、穿着不贴身等特点，可以加工成精细或粗犷的面料。在产业用领域中，由于其具有耐腐蚀、绝缘和抗菌性，可以用作飞机翼布、渔网、高级纸张、火药、人造丝的原料。苎麻的主要成分为纤维素，此外还含有半纤维素、果胶和木质素等非纤维素物质，纺织工业将这些非纤维素物质统称胶质。把纤维素从胶质中提取分离出来，即可得到苎麻单纤维，这一过程称为脱胶。目前，苎麻纤维生产企业所采用脱胶方法有传统化学脱胶和生物脱胶。传统化学脱胶需要高温煮练8小时才可完成，耗时长，耗能大；生物脱胶生产流程长，需要的设备复杂。与上述两种脱胶方法相比，用氧化剂进行氧化脱胶速度更快，能耗更小。研究者们采用碱性过氧化物体系进行苎麻脱胶，取得了良好的脱胶效果。本专利技术则采用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基(TEMPO)体系对苎麻进行氧化脱胶，进一步缩短了脱胶时间，降低脱胶能耗和脱胶废水COD值。TEMPO是一种哌啶类氮氧自由基，具有弱氧化性。使用低浓度的TEMPO与共氧化剂或酶可组合成的TEMPO体系，可以在不对纤维素造成过多损伤的条件下，有效去除苎麻原麻中的胶质。这是因为TEMPO体系只选择性氧化纤维素分子中的伯醇基，而对仲醇基无作用，反应过程简单缓和，对纤维素造成的损伤小。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是现有脱胶工艺耗时长，耗能大或生产流程长，需要的设备复杂的技术问题。为了解决上述问题，本专利技术采用的技术方案是提供了一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)：将脱胶助剂与2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系的试剂配成氧化脱胶液，加入原麻，在室温下浸泡，期间使用氢氧化钠溶液和盐酸控制脱胶液的pH值；步骤2)：向脱胶液中加入乙醇终止氧化反应；步骤3)：向脱胶液中加入氢氧化钠并加热，升至100℃后保温；步骤4)：取出脱胶液中的纤维，用还原剂处理，然后经上油、干燥，得到苎麻纤维。优选地，所述步骤1)中的脱胶助剂采用质量浓度为1％～2％的醌类纤维素保护剂、质量浓度为2％～4％的镁盐、质量浓度为2％～4％的多聚磷酸盐或质量浓度为1％～2％的金属离子螯合剂。更优选地，所述醌类纤维素保护剂为蒽醌；所述镁盐为硫酸镁；所述多聚磷酸盐为三聚磷酸钠；所述金属离子螯合剂为HEDP。优选地，所述步骤1)中2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系为TEMPO/NaBr/NaClO体系或TEMPO/漆酶体系。更优选地，所述TEMPO/NaBr/NaClO体系内含有以质量百分比计的TEMPO0.040％～0.045％，NaBr0.440％～0.445％，NaCIO7％～10％；所述TEMPO/漆酶体系内含有以质量百分比计的TEMPO0.040％～0.045％，漆酶2％～6％。更优选地，所述TEMPO/NaBr/NaClO体系的pH值控制在10.0～11.0；TEMPO/漆酶体系的pH值控制在4.0～5.0。优选地，所述步骤1)中浸泡时间为10min～15min。优选地，所述步骤1)中氢氧化钠溶液的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L；盐酸的浓度为0.1mol/L～0.5mol/L。优选地，所述步骤2)中乙醇的用量为脱胶液体积的1％～2％。优选地，上述步骤(3)中氢氧化钠的用量为2％～2.5％。优选地，上述步骤(3)中，保温时间为60min～90min。优选地，上述步骤(4)中，还原剂包括亚硫酸氢钠、保险粉、二氧化硫脲等，用量3％～5％。还原温度为60℃～80℃。还原时间为40min～60min。本专利技术采用TEMPO体系对苎麻进行氧化脱胶，达到缩短脱胶时间，降低脱胶能耗，降低脱胶废水COD值的技术效果。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。实施例1一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法：将8毫克TEMPO、88毫克溴化钠、0.2克蒽醌、0.3克三聚磷酸钠、0.4克三聚磷酸钠、20克原麻、20克11％的次氯酸钠，加入200mL水中配成氧化脱胶液，20℃下浸泡10分钟，期间用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将脱胶液的pH值调节至10.5；加入2mL乙醇终止氧化反应；反应后加入0.4克氢氧化钠，升温至100℃保温60分钟；取出纤维用清水冲洗，把清洗后的纤维浸入200mL含1克亚硫酸氢钠的溶液中，80℃下保温60分钟；上油、干燥，得到苎麻纤维。实施例2一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法：将16毫克TEMPO、176毫克溴化钠、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸钠、0.8克三聚磷酸钠、40克原麻、35克12％的次氯酸钠，加入400mL水中配成氧化脱胶液，20℃下浸泡10分钟，期间用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将脱胶液的pH值调节至10.5；加入2mL乙醇终止氧化反应；反应后加入0.75克氢氧化钠，升温至100℃保温70分钟；取出纤维用清水冲洗，把清洗后的纤维浸入400mL含2克保险粉的溶液中，80℃下保温60分钟；上油、干燥，得到苎麻纤维。实施例3一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法：将16毫克TEMPO、176毫克溴化钠、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸钠、0.8克三聚磷酸钠、40克原麻、35克12％的次氯酸钠，加入400mL水中配成氧化脱胶液，20℃下浸泡10分钟，期间用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将脱胶液的pH值调节至11.0；加入2mL乙醇终止氧化反应；反应后加入0.75克氢氧化钠，升温至100℃保温60分钟；取出纤维用清水冲洗，把清洗后的纤维浸入400mL含2.5克二氧化硫脲的溶液中，80℃下保温60分钟；上油、干燥，得到苎麻纤维。实施例4一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法：将16毫克TEMPO、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸钠、0.8克三聚磷酸钠、40克原麻、1克漆酶，加入400mL水中配成氧化脱胶液，20℃下浸泡10分钟，期间用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将脱胶液的pH值调节至11.0；加入2mL乙醇终止氧化反应；反应后加入0.75克氢氧化钠，升温至100℃保温60分钟；取出纤维用清水冲洗，把清洗后的纤维浸入400mL含2.5克二氧化硫脲的溶液中，80℃下保温60分钟；上油、干燥，得到苎麻纤维。实施例1-4制得的纤维性能见表1。表1纤维性能及脱胶效果测试结果实施例1实施例2实施例3实施例4细度(dtex)6.16.56.126.8断裂强度(cN/dtex)8.07.67.87.2聚合度2100200020501980制成率(％)80738078脱胶废水COD值1432本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用2，2，6，6‑四甲基哌啶‑1‑氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)：将脱胶助剂与2，2，6，6‑四甲基哌啶‑1‑氧化物自由基氧化体系的试剂配成氧化脱胶液，加入原麻，在室温下浸泡，期间可用氢氧化钠溶液和盐酸控制脱胶液的pH值；步骤2)：向脱胶液中加入乙醇终止氧化反应；步骤3)：向脱胶液中加入氢氧化钠并加热，升至100℃后保温；步骤4)：取出脱胶液中的纤维，用还原剂处理，然后经上油、干燥，得到苎麻纤维。

【技术特征摘要】
1.一种使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1)：将脱胶助剂与2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系的试剂配成氧化脱胶液，加入原麻，在室温下浸泡，期间可用氢氧化钠溶液和盐酸控制脱胶液的pH值；步骤2)：向脱胶液中加入乙醇终止氧化反应；步骤3)：向脱胶液中加入氢氧化钠并加热，升至100℃后保温；步骤4)：取出脱胶液中的纤维，用还原剂处理，然后经上油、干燥，得到苎麻纤维。2.如权利要求1所述的使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，所述步骤1)中的脱胶助剂采用质量浓度为1％～2％的醌类纤维素保护剂、质量浓度为2％～4％的镁盐、质量浓度为2％～4％的多聚磷酸盐或质量浓度为1％～2％的金属离子螯合剂。3.如权利要求2所述的使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，所述醌类纤维素保护剂为蒽醌；所述镁盐为硫酸镁；所述多聚磷酸盐为三聚磷酸钠；所述金属离子螯合剂为HEDP。4.如权利要求1所述的使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，所述步骤1)中2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系为TEMPO/NaBr/NaClO体系或TEMPO/漆酶体系。5.如权利要求4所述的使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化体系制备苎麻纤维的方法，其特征在于，所述TEMPO/NaBr/NaClO体系内含有以质量百分比计的TEMPO0.040％～0.045％，NaBr0.440％～0.445％，NaClO7％～10％；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟超然，郁崇文，黄晶，崔启璐，张斌，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31