本發(fā)明涉及一種使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化體系制備苧麻纖維的方法，屬于紡織加工
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：苧麻是一種重要的纖維作物，俗稱“中國草”，是一種中國特有的紡織材料，它對(duì)氣候和土壤的適應(yīng)性強(qiáng)，收獲期短，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。苧麻纖維長，強(qiáng)力高，色澤潔白有絲光。在服用領(lǐng)域中，其織物有挺括、涼爽、吸濕散熱快、穿著不貼身等特點(diǎn)，可以加工成精細(xì)或粗獷的面料。在產(chǎn)業(yè)用領(lǐng)域中，由于其具有耐腐蝕、絕緣和抗菌性，可以用作飛機(jī)翼布、漁網(wǎng)、高級(jí)紙張、火藥、人造絲的原料。苧麻的主要成分為纖維素，此外還含有半纖維素、果膠和木質(zhì)素等非纖維素物質(zhì)，紡織工業(yè)將這些非纖維素物質(zhì)統(tǒng)稱膠質(zhì)。把纖維素從膠質(zhì)中提取分離出來，即可得到苧麻單纖維，這一過程稱為脫膠。目前，苧麻纖維生產(chǎn)企業(yè)所采用脫膠方法有傳統(tǒng)化學(xué)脫膠和生物脫膠。傳統(tǒng)化學(xué)脫膠需要高溫煮練8小時(shí)才可完成，耗時(shí)長，耗能大；生物脫膠生產(chǎn)流程長，需要的設(shè)備復(fù)雜。與上述兩種脫膠方法相比，用氧化劑進(jìn)行氧化脫膠速度更快，能耗更小。研究者們采用堿性過氧化物體系進(jìn)行苧麻脫膠，取得了良好的脫膠效果。本發(fā)明則采用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基(TEMPO)體系對(duì)苧麻進(jìn)行氧化脫膠，進(jìn)一步縮短了脫膠時(shí)間，降低脫膠能耗和脫膠廢水COD值。TEMPO是一種哌啶類氮氧自由基，具有弱氧化性。使用低濃度的TEMPO與共氧化劑或酶可組合成的TEMPO體系，可以在不對(duì)纖維素造成過多損傷的條件下，有效去除苧麻原麻中的膠質(zhì)。這是因?yàn)門EMPO體系只選擇性氧化纖維素分子中的伯醇基，而對(duì)仲醇基無作用，反應(yīng)過程簡單緩和，對(duì)纖維素造成的損傷小。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有脫膠工藝耗時(shí)長，耗能大或生產(chǎn)流程長，需要的設(shè)備復(fù)雜的技術(shù)問題。為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供了一種使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化體系制備苧麻纖維的方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1)：將脫膠助劑與2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化體系的試劑配成氧化脫膠液，加入原麻，在室溫下浸泡，期間使用氫氧化鈉溶液和鹽酸控制脫膠液的pH值；步驟2)：向脫膠液中加入乙醇終止氧化反應(yīng)；步驟3)：向脫膠液中加入氫氧化鈉并加熱，升至100℃后保溫；步驟4)：取出脫膠液中的纖維，用還原劑處理，然后經(jīng)上油、干燥，得到苧麻纖維。優(yōu)選地，所述步驟1)中的脫膠助劑采用質(zhì)量濃度為1％～2％的醌類纖維素保護(hù)劑、質(zhì)量濃度為2％～4％的鎂鹽、質(zhì)量濃度為2％～4％的多聚磷酸鹽或質(zhì)量濃度為1％～2％的金屬離子螯合劑。更優(yōu)選地，所述醌類纖維素保護(hù)劑為蒽醌；所述鎂鹽為硫酸鎂；所述多聚磷酸鹽為三聚磷酸鈉；所述金屬離子螯合劑為HEDP。優(yōu)選地，所述步驟1)中2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化體系為TEMPO/NaBr/NaClO體系或TEMPO/漆酶體系。更優(yōu)選地，所述TEMPO/NaBr/NaClO體系內(nèi)含有以質(zhì)量百分比計(jì)的TEMPO0.040％～0.045％，NaBr0.440％～0.445％，NaCIO7％～10％；所述TEMPO/漆酶體系內(nèi)含有以質(zhì)量百分比計(jì)的TEMPO0.040％～0.045％，漆酶2％～6％。更優(yōu)選地，所述TEMPO/NaBr/NaClO體系的pH值控制在10.0～11.0；TEMPO/漆酶體系的pH值控制在4.0～5.0。優(yōu)選地，所述步驟1)中浸泡時(shí)間為10min～15min。優(yōu)選地，所述步驟1)中氫氧化鈉溶液的濃度為0.1mol/L～0.5mol/L；鹽酸的濃度為0.1mol/L～0.5mol/L。優(yōu)選地，所述步驟2)中乙醇的用量為脫膠液體積的1％～2％。優(yōu)選地，上述步驟(3)中氫氧化鈉的用量為2％～2.5％。優(yōu)選地，上述步驟(3)中，保溫時(shí)間為60min～90min。優(yōu)選地，上述步驟(4)中，還原劑包括亞硫酸氫鈉、保險(xiǎn)粉、二氧化硫脲等，用量3％～5％。還原溫度為60℃～80℃。還原時(shí)間為40min～60min。本發(fā)明采用TEMPO體系對(duì)苧麻進(jìn)行氧化脫膠，達(dá)到縮短脫膠時(shí)間，降低脫膠能耗，降低脫膠廢水COD值的技術(shù)效果。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，作詳細(xì)說明如下。實(shí)施例1一種使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化體系制備苧麻纖維的方法：將8毫克TEMPO、88毫克溴化鈉、0.2克蒽醌、0.3克三聚磷酸鈉、0.4克三聚磷酸鈉、20克原麻、20克11％的次氯酸鈉，加入200mL水中配成氧化脫膠液，20℃下浸泡10分鐘，期間用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液將脫膠液的pH值調(diào)節(jié)至10.5；加入2mL乙醇終止氧化反應(yīng)；反應(yīng)后加入0.4克氫氧化鈉，升溫至100℃保溫60分鐘；取出纖維用清水沖洗，把清洗后的纖維浸入200mL含1克亞硫酸氫鈉的溶液中，80℃下保溫60分鐘；上油、干燥，得到苧麻纖維。實(shí)施例2一種使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化體系制備苧麻纖維的方法：將16毫克TEMPO、176毫克溴化鈉、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸鈉、0.8克三聚磷酸鈉、40克原麻、35克12％的次氯酸鈉，加入400mL水中配成氧化脫膠液，20℃下浸泡10分鐘，期間用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液將脫膠液的pH值調(diào)節(jié)至10.5；加入2mL乙醇終止氧化反應(yīng)；反應(yīng)后加入0.75克氫氧化鈉，升溫至100℃保溫70分鐘；取出纖維用清水沖洗，把清洗后的纖維浸入400mL含2克保險(xiǎn)粉的溶液中，80℃下保溫60分鐘；上油、干燥，得到苧麻纖維。實(shí)施例3一種使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化體系制備苧麻纖維的方法：將16毫克TEMPO、176毫克溴化鈉、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸鈉、0.8克三聚磷酸鈉、40克原麻、35克12％的次氯酸鈉，加入400mL水中配成氧化脫膠液，20℃下浸泡10分鐘，期間用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液將脫膠液的pH值調(diào)節(jié)至11.0；加入2mL乙醇終止氧化反應(yīng)；反應(yīng)后加入0.75克氫氧化鈉，升溫至100℃保溫60分鐘；取出纖維用清水沖洗，把清洗后的纖維浸入400mL含2.5克二氧化硫脲的溶液中，80℃下保溫60分鐘；上油、干燥，得到苧麻纖維。實(shí)施例4一種使用2，2，6，6-四甲基哌啶-1-氧化物自由基氧化體系制備苧麻纖維的方法：將16毫克TEMPO、0.5克蒽醌、0.65克三聚磷酸鈉、0.8克三聚磷酸鈉、40克原麻、1克漆酶，加入400mL水中配成氧化脫膠液，20℃下浸泡10分鐘，期間用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液將脫膠液的pH值調(diào)節(jié)至11.0；加入2mL乙醇終止氧化反應(yīng)；反應(yīng)后加入0.75克氫氧化鈉，升溫至100℃保溫60分鐘；取出纖維用清水沖洗，把清洗后的纖維浸入400mL含2.5克二氧化硫脲的溶液中，80℃下保溫60分鐘；上油、干燥，得到苧麻纖維。實(shí)施例1-4制得的纖維性能見表1。表1纖維性能及脫膠效果測試結(jié)果實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4細(xì)度(dtex)6.16.56.126.8斷裂強(qiáng)度(cN/dtex)8.07.67.87.2聚合度2100200020501980制成率(％)80738078脫膠廢水COD值14321142131410010001總脫膠時(shí)間(min)7080707080℃煮練時(shí)間(min)60706060從表1可知，用TEMPO氧化體系制得的纖維強(qiáng)度、細(xì)度、制成率可以滿足紡紗要求。堿性過氧化物體系氧化脫膠所需要的時(shí)間為180min左右，100℃以上高溫煮練時(shí)間為120mim左右。本發(fā)明提供的脫膠方法在縮短脫膠時(shí)間，節(jié)約能源上有很大的優(yōu)勢。本發(fā)明方法脫膠廢水的COD值為14000左右，低于過氧化物脫膠的廢水COD值(20000左右)和傳統(tǒng)脫膠的廢水COD值(28000)左右。當(dāng)前第1頁1 2 3