專利名稱：超臨界co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種處理苧麻織物的方法，更特別的是關(guān)于一種用超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法。
背景技術(shù)：
苧麻織物是中國的獨(dú)特纖維產(chǎn)品，但因其傳統(tǒng)印染前處理工序流程長，加工效率低，極不利于提高苧麻纖維產(chǎn)品的質(zhì)量性能，尤其是傳統(tǒng)的苧麻前處理工藝多采用高溫、強(qiáng)堿，既容易造成苧麻纖維的損傷，使纖維泛黃，又產(chǎn)生大量污水，加大環(huán)境污染。
超臨界CO2流體具有無毒無臭、不燃、價廉易得等優(yōu)點(diǎn)，其臨界溫度31.04℃，臨界壓力7.38MPa，只需改變壓力，就可以在近常溫的條件下萃取和分離物質(zhì)，而傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑則需通過加熱蒸發(fā)等過程。由此可見，超臨界流體在溶解、萃取、分離和質(zhì)量傳遞、溶劑回收方面均具有較大的適用價值，符合無污染、低成本、高效綠色化工的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用超臨界CO2流體所具有的溶劑特征，借助對壓力和溫度的調(diào)節(jié)來控制和改變超臨界CO2流體的溶劑性質(zhì)，使其能夠去除苧麻纖維所含雜質(zhì)，提高苧麻纖維產(chǎn)品的加工質(zhì)量，極大的減少了助劑的用量，從而用環(huán)保型的超臨界CO2流體技術(shù)取代苧麻纖維織物的傳統(tǒng)高溫、強(qiáng)堿前處理工藝。
本發(fā)明的這個以及其他目的將通過下列詳細(xì)描述和說明來進(jìn)一步展開和體現(xiàn)。
本發(fā)明的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于將苧麻織物放入超臨界流體處理裝置中，處理溫度為80-140℃，工作壓力為20-35Mpa，處理時間為20-60分鐘。
進(jìn)一步的，本發(fā)明的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于將苧麻織物放入超臨界流體處理裝置中，處理溫度為100-120℃，工作壓力為20-30Mpa，處理時間為30-50分鐘。
較好的是，本發(fā)明的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于將苧麻織物放入超臨界流體處理裝置中，處理溫度為120℃，工作壓力為25-30Mpa，處理時間為35-45分鐘。
在本發(fā)明的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法中，如果必要在超臨界流體處理裝置中還可加入織物重量0.1-1.0％的助劑；較好的是可加入織物重量0.1-0.5％的助劑，所述的助劑是丙酮。
本發(fā)明采用超臨界CO2流體對苧麻纖維進(jìn)行前處理，取代常規(guī)的高溫、濃堿處理苧麻纖維的前處理工藝，通過對經(jīng)超臨界流體技術(shù)處理后的苧麻纖維織物上的含雜情況，微結(jié)構(gòu)，機(jī)械、物理性能和熱穩(wěn)定等性質(zhì)的測試分析表明超臨界流體技術(shù)處理工藝可取代傳統(tǒng)的堿處理工藝，具有去雜效果好、毛細(xì)效應(yīng)高的特點(diǎn)，并能改善苧麻纖維的的結(jié)構(gòu)性能，提高其膨脹性能，減少助劑用量，不產(chǎn)生環(huán)境污染，避免了傳統(tǒng)高溫、強(qiáng)堿工藝對苧麻強(qiáng)力和泛黃的影響，為快速、高質(zhì)、高效處理苧麻纖維提供了新的方式。
本發(fā)明為提高苧麻纖維織物加工質(zhì)量、減少苧麻纖維織物印染加工過程的污水排放，采用超臨界CO2流體技術(shù)對苧麻纖維織物的印染前處理加工進(jìn)行應(yīng)用，不需要使用堿劑和特殊助劑，只需要CO2氣體和超臨界處理設(shè)備，并借助對壓力和溫度的調(diào)節(jié)來控制和改變超臨界CO2流體的溶劑性質(zhì)，便能夠去除苧麻纖維所含雜質(zhì)，若添加少量丙酮，更可使苧麻纖維中所含木質(zhì)素的去除率獲得提高。
1、超臨界工藝條件對苧麻織物漿料雜質(zhì)去除率的影響超臨界CO2工藝對苧麻織物所含漿料雜質(zhì)的溶解情況與重量減少率的影響，說明苧麻織物所含部分天然雜質(zhì)與染前紡織過程帶來的疏水物質(zhì)如紡紗添加劑、織造用漿料、潤滑劑等，能高度溶解于超臨界CO2流體溶液而被去除，在上述的處理溫度、壓力和處理時間條件下，其所含漿料雜質(zhì)的重量減少率在1.562-0.244％間；其總雜質(zhì)含量的重量減少率在0.55-2.87％之間。另外，在超臨界處理結(jié)束并釋放CO2壓力時，在超臨界處理過程中被溶解、萃取的少量雜質(zhì)易重新聚集為油點(diǎn)，粘附在織物的外表面。對此通過對超臨界CO2流體壓力的釋放速度進(jìn)行適當(dāng)控制即可防止上述疵病產(chǎn)生。
2、超臨界CO2處理對苧麻織物膨潤效果的影響經(jīng)超臨界CO2處理后，苧麻纖維緯密增大，經(jīng)密減小，密度增加尤為顯著；這是由于苧麻纖維在超臨界CO2流體作用下，纖維上半纖維素、果膠、木質(zhì)素和油蠟降低，使纖維大分子鏈節(jié)上羥基與水分子接觸機(jī)率增多；同時由于纖維孔道受超臨界CO2流體注入，其孔道內(nèi)外表面物理形態(tài)均發(fā)生不同程度的變化，沉集、粘附在纖維孔道表面的雜質(zhì)在超臨界CO2流體的物理化學(xué)作用下，逐漸溶解、脫落，再加之超臨界CO2流體的機(jī)械沖擊力，使纖維的胞壁增厚胞腔變園，水分子進(jìn)入纖維孔道更為容易，從而使染料更易滲透纖維，最終導(dǎo)致纖維的毛細(xì)管效應(yīng)明顯上升，其潤濕時間由未處理時的56.8秒縮短至30.97秒。
3、超臨界處理對苧麻纖維力學(xué)性能的影響采用上述給定工藝處理苧麻纖維織物后發(fā)現(xiàn)經(jīng)超臨界處理后苧麻纖維的物理指標(biāo)，其斷裂強(qiáng)度和聚合度都有不同程度的降低，斷裂延伸率增加，這與苧麻纖維所含膠質(zhì)、漿料、油脂等雜質(zhì)的去除以及溫度對纖維強(qiáng)力影響有關(guān)；值得注意的是纖維木質(zhì)素的去除率較高，與未處理相比，其木質(zhì)素去除率可提高30％以上。
4、超臨界處理對苧麻纖維熱穩(wěn)定性能的影響用美國US Perkin-Elmer Tg熱重分析儀對經(jīng)超臨界CO2處理前后的苧麻織物進(jìn)行處理，并對不同溫度下處理得到的織物進(jìn)行熱分析發(fā)現(xiàn)，未經(jīng)超臨界CO2處理的苧麻織物其熱穩(wěn)定性明顯低于經(jīng)超臨界CO2處理后的苧麻纖維，這個現(xiàn)象表明，用超臨界二氧化碳處理苧麻纖維時不易纖維造成損傷，熱是唯一影響纖維性能的因素。對苧麻這類非熱塑纖維而言，沒有物態(tài)轉(zhuǎn)移問題，而是通過一般的力學(xué)松弛過程來進(jìn)行，加熱不是形成應(yīng)力衰減的主要因素，它的作用只在于促進(jìn)這一過程的進(jìn)行。對處理前后苧麻纖維結(jié)晶度測試結(jié)果表明經(jīng)超臨界CO2處理后的苧麻纖維與處理前的苧麻纖維相比，其結(jié)晶度有所增加，其增加幅度在1.3-4.3％之間。
5、超臨界處理與苧麻纖維表面形態(tài)將處理前后苧麻纖維樣品的掃描電鏡和顯微鏡照片進(jìn)行比較，末進(jìn)行處理試樣的表面雜質(zhì)較多，與纖維粘附緊密，經(jīng)處理后的纖維表面變得光滑，纖維表面的溝槽裂紋清晰可見，這可歸結(jié)為超臨界CO2流體對纖維雜質(zhì)的溶解清理和物理機(jī)械作用，并且對纖維產(chǎn)生了進(jìn)一步的膨潤；由纖維的橫截面照片可見，處理后纖維的胞腔明顯變圓，直徑變大，更證實(shí)了超臨界CO2流體處理對苧麻纖維的膨潤效果。
以下通過具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但實(shí)施例僅用于說明，并不能限制本發(fā)明的范圍。
在本發(fā)明中，若非特指，所有的份、百分比均為重量單位，所有的設(shè)備和原材料等均可從市場購得或是本行業(yè)常用的。
具體實(shí)施例方式
例1將作為試驗樣品的苧麻胚布剪成5cm×3cm，經(jīng)真空干燥并平衡24小時后精確稱量，按照如下所述的工藝條件，依次將樣品放入超臨界試樣管內(nèi)，并按試驗要求分別裝入助劑，然后旋緊試樣管，并將試樣管裝入超臨界試樣機(jī)，打開CO2儲液罐，充入CO2氣體并按要求用加壓泵進(jìn)行加壓，將加壓后的氣體導(dǎo)入裝有樣品的試樣管內(nèi)，按照設(shè)定的溫度和壓力分別進(jìn)行超臨界CO2流體處理，處理結(jié)束后通過泄氣閥將CO2氣體排掉，取出處理后樣品。
試樣苧麻細(xì)布12cm×12cm/27，8tex×27.8tex 236×236，坯布上漿率7-8％，漿料組成PVA85％、淀粉漿15％；超臨界流體處理裝置美國生產(chǎn)，商標(biāo)為ISCO，型號為SFX2-10處理溫度為80℃，工作壓力為20Mpa，處理時間為60分鐘。
例2
采用如例1的方法和以下工藝條件處理溫度為100℃，工作壓力為25Mpa，處理時間為50分鐘，加入0.5重量％的丙酮。
例3采用如例1的方法和以下工藝條件處理溫度為140℃，工作壓力為35Mpa，處理時間為20分鐘，加入0.1重量％的丙酮。
例4采用如例1的方法和以下工藝條件處理溫度為120℃，工作壓力為25Mpa，處理時間為40分鐘，加入0.1重量％的丙酮。
權(quán)利要求
1.一種超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于將苧麻織物放入超臨界流體處理裝置中，處理溫度為80-140℃，工作壓力為20-35Mpa，處理時間為20-60分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于將苧麻織物放入超臨界流體處理裝置中，處理溫度為100-120℃，工作壓力為20-30Mpa，處理時間為30-50分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于將苧麻織物放入超臨界流體處理裝置中，處理溫度為120℃，工作壓力為25-30Mpa，處理時間為35-45分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于在超臨界流體處理裝置中還可加入織物重量0.1-1.0％的助劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于在超臨界流體處理裝置中還可加入織物重量0.1-0.5％的助劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的超臨界CO2流體處理苧麻織物的方法，其特征在于所述的助劑是丙酮。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超臨界CO
文檔編號D06M10/00GK1587491SQ200410080840
公開日2005年3月2日 申請日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者鄭光洪, 趙習(xí) 申請人:成都紡織高等專科學(xué)校