本發(fā)明涉及紡織材料技術(shù)，具體為一種烏拉草纖維的精細(xì)化制備方法。
背景技術(shù)：
烏拉草是世界范圍內(nèi)植物界中，僅有的兩種終身能抵御真菌侵蝕與寄生能力的植物之一。幾百年間，東北農(nóng)民在越冬時(shí)都少不了一雙絮著烏拉草的鞋，起到了很好的防寒保暖作用。因其具有奇特的保暖功能和透氣、吸汗、防潮、防寒、抗菌等特點(diǎn)，曾被世人稱為“東北三寶”之一。烏拉草纖維即為從烏拉草中提取出的纖維，對(duì)其進(jìn)行開發(fā)利用有極大的價(jià)值。目前已開發(fā)出的烏拉草纖維制品大多比較粗糙，紡織領(lǐng)域上的應(yīng)用甚少，特別是應(yīng)用于貼身服飾、運(yùn)動(dòng)衣、保健襪等產(chǎn)品中，還需進(jìn)一步對(duì)烏拉草纖維的提取工藝進(jìn)行研究，提高其可紡性和可織造性。
目前提取烏拉草纖維的方法有化學(xué)脫膠法、生物脫膠法、生物酶-化學(xué)聯(lián)合脫膠法等，王均有等(申請(qǐng)?zhí)枮?00410010645.X)在專利中采用高溫高壓堿蒸煮法來提取出烏拉草纖維，該工藝存在脫膠處理時(shí)間長、纖維損傷嚴(yán)重、污染環(huán)境等缺點(diǎn)；孫穎等(烏拉草生物脫膠研究[J].毛紡科技，2015，43(6)：53-55)利用生物酶處烏拉草纖維，過程中無污染，但耗時(shí)長達(dá)16h；王春紅等(申請(qǐng)?zhí)枮?01410266028.X)在專利中采用生物酶一化學(xué)聯(lián)合提取烏拉草纖維，該提取過程具有工藝簡單，清潔環(huán)保，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，然而處理后的纖維直徑為70-120μm，斷裂強(qiáng)度為50-140MPa，直徑較大，強(qiáng)度較低。王春紅等(烏拉草纖維的漆酶處理工藝優(yōu)化[J].草業(yè)科學(xué)，2015，12：2131-2138.)采用3次堿煮再加一次漆酶處理提取烏拉草纖維，得到烏拉草纖維的直徑達(dá)到40.06μm，并將得到的烏拉草纖維用于制造紗線，此方法缺點(diǎn)是化學(xué)試劑用量大，多次堿處理耗費(fèi)時(shí)間長，操作繁瑣，污染嚴(yán)重。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有烏拉草纖維制取方法存在的操作復(fù)雜、耗時(shí)長、污染環(huán)境、處理纖維效果差等問題，本發(fā)明擬解決的關(guān)鍵問題是，提供一種烏拉草纖維的精細(xì)化制備方法，該方法采用化學(xué)-生物酶-化學(xué)聯(lián)合提取烏拉草纖維的工藝，旨在提供一種新型的提取烏拉草纖維的方法，該提取過程具有工藝簡單，清潔環(huán)保，纖維性能好等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明解決所屬技術(shù)問題的技術(shù)方案是：設(shè)計(jì)一種烏拉草纖維的精細(xì)化制備方法，該方法采用如下工藝進(jìn)行：
烏拉草秸稈→水煮→初加工→堿處理→水洗→生物酶處理→水洗→堿氧一浴處理→水洗→晾干→烏拉草纖維；
所述水煮工藝為將烏拉草秸稈于沸水浴中水煮1-2h，冷卻后取出；
所述初加工工藝為對(duì)烏拉草進(jìn)行碾壓并對(duì)烏拉草進(jìn)行梳理，使較粗的烏拉草秸稈細(xì)化；
所述化學(xué)處理工藝為對(duì)初加工后的烏拉草進(jìn)行堿處理，其中堿處理中氫氧化鈉的用量為6-10g/L，脲素用量為秸稈重量的2-4％，處理溫度為90-95℃，時(shí)間為20-40min，浴比為1∶40；
所述生物酶處理工藝為將化學(xué)處理后的烏拉草放入生物酶溶液中進(jìn)行酶脫膠處理，所述生物酶為果膠酶，果膠酶用量為2-4％，JFC滲透劑用量為1-3％，處理溫度為45-55℃，PH為4-5，時(shí)間為2-4h，浴比為1∶40；
所述堿氧一浴工藝為加入氫氧化鈉4-10g/L，雙氧水2-8g/L，亞硫酸鈉1-3％，浴比為1∶40，從室溫升至90℃，恒溫時(shí)間為30-90min；
所述水洗工藝為將烏拉草纖維于溫水中水洗至中性；
所述的烏拉草纖維的制備方法，其特征在于：烏拉草脫膠采用化學(xué)-生物酶-化學(xué)聯(lián)合脫膠。
本發(fā)明制備的烏拉草纖維的性能是：經(jīng)過化學(xué)-生物酶-化學(xué)聯(lián)合處理后，得到的烏拉草纖維直徑40-80μm，斷裂強(qiáng)度110-230MPa，斷裂伸長率1.5-6％。該烏拉草纖維適合于進(jìn)一步紡織加工。
與現(xiàn)有烏拉草纖維制備技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)是：因半纖維素、果膠和木質(zhì)素成分易被高溫堿液所水解，而纖維素對(duì)堿液的作用則表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性，堿煮中加入脲素，起到膨化的作用，堿處理可以使得烏拉草初步脫膠，且纖維變的柔軟，纖維結(jié)構(gòu)疏松，在生物酶處理前對(duì)烏拉草秸稈堿處理，增加了果膠酶與烏拉草的接觸面積，能使果膠酶的作用充分發(fā)揮，使得該制取烏拉草纖維的工藝更加綠色環(huán)保，安全可靠。
本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于生物酶處理前采用堿處理纖維，增大了生物酶與烏拉草秸稈的接觸面積；因?yàn)榭紤]到烏拉草秸稈原料的成分復(fù)雜性及膠質(zhì)含量較多的現(xiàn)象，若生物酶一次加入，較大的酶濃度將造成酶與相應(yīng)物質(zhì)之間的分子碰撞幾率減少，且酶的用量增加時(shí)會(huì)使脫膠產(chǎn)物增加，酶溶液中脫膠產(chǎn)物的增加不利于進(jìn)一步脫膠，會(huì)造成生物酶的浪費(fèi)，不利于充分脫膠，因此在生物酶處理前進(jìn)行化學(xué)處理，從而使得生物酶處理更加高效的進(jìn)行。
具體實(shí)施方式：
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明。本發(fā)明未涉及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。
這些實(shí)施例僅用于詳細(xì)具體說明本發(fā)明的技術(shù)方案，并不限制本申請(qǐng)權(quán)利要求保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
將烏拉草秸稈5g于沸水浴中水煮2h，冷卻后，進(jìn)行碾壓、針布梳理得到烏拉草細(xì)絲，接著進(jìn)行化學(xué)處理，氫氧化鈉的用量為6g/L，脲素用量為秸稈重量的2％，處理溫度為95℃，時(shí)間為40min，浴比為1∶40。接著進(jìn)行生物酶處理，果膠酶用量為4％，JFC滲透劑用量為3％，處理溫度為45℃，PH為5，時(shí)間為2h，浴比為1∶40；再進(jìn)行堿氧一浴處理，浴比為1∶40，加入氫氧化鈉4g/L，雙氧水6g/L，亞硫酸鈉3％，從室溫升至90℃，時(shí)間為30min；然后進(jìn)行風(fēng)干、開松梳理。得到的烏拉草纖維的平均直徑為58μm，平均斷裂強(qiáng)度為130MPa，平均斷裂伸長率為5.25％。
實(shí)施例2
將烏拉草秸稈5g于沸水浴中水煮2h，冷卻后，進(jìn)行碾壓、針布梳理得到烏拉草細(xì)絲，接著進(jìn)行化學(xué)處理，氫氧化鈉的用量為8g/L，脲素用量為秸稈重量的2％，處理溫度為95℃，時(shí)間為40min，浴比為1∶40。接著進(jìn)行生物酶處理，果膠酶用量為3％，JFC滲透劑用量為3％，處理溫度為50℃，PH為4.5，時(shí)間為2h，浴比為1∶40；再進(jìn)行堿氧一浴處理，浴比為1∶40，加入氫氧化鈉10g/L，雙氧水8g/L，亞硫酸鈉2％，從室溫升至90℃，時(shí)間為60min；然后進(jìn)行風(fēng)干、開松梳理。得到的烏拉草纖維的平均直徑為42μm，平均斷裂強(qiáng)度為210MPa，平均斷裂伸長率為2.54％。
實(shí)施例3
將烏拉草秸稈5g于沸水浴中水煮2h，冷卻后，進(jìn)行碾壓、針布梳理得到烏拉草細(xì)絲，接著進(jìn)行化學(xué)處理，氫氧化鈉的用量為10g/L，脲素用量為秸稈重量的3％，處理溫度為95℃，時(shí)間為30min，浴比為1∶40。接著進(jìn)行生物酶處理，果膠酶用量為2％，JFC滲透劑用量為1％，處理溫度為45℃，PH為5，時(shí)間為4h，浴比為1∶40；再進(jìn)行堿氧一浴處理，浴比為1∶40，加入氫氧化鈉4g/L，雙氧水4g/L，亞硫酸鈉2％，從室溫升至90℃，時(shí)間為90min；然后進(jìn)行風(fēng)干、開松梳理。得到的烏拉草纖維的平均直徑為61μm，平均斷裂強(qiáng)度為175MPa，平均斷裂伸長率為3.29％。