一種非棉纖維素漂白方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種非棉纖維素漂白方法，屬于纖維素漂白領域，本發(fā)明通過聯(lián)合活化劑和催化劑協(xié)助過氧化氫對非棉纖維素進行漂白，同時通過對于活化劑和催化劑對過氧化氫漂白非棉纖維素效果的影響，
【申請人】發(fā)現(xiàn)：四乙酰乙二胺與過氧化氫反應生成的過氧乙酸在pH值為7?8的條件下對色素和木質素具有良好的去除作用，而且漂白溫度可降低至70?80℃。此外，金屬酞菁配合物與四乙酰乙二胺對過氧化氫去除色素和木質素具有協(xié)同增效作用，從而減少四乙酰乙二胺的用量，并有效提高漂白效果。
【專利說明】
-種非棉纖維素漂白方法
技術領域：
[0001] 本發(fā)明屬于纖維素漂白領域，尤其設及一種非棉纖維素漂白方法。
【背景技術】：
[0002] 非棉纖維素是指從農作物賴桿(如玉米賴桿、小麥賴桿、稻草等）、花生殼、甘薦渣 等廢棄物和麻纖維、蔓藤等資源中提取的纖維素。為了獲得白凈的纖維素，漂白是纖維素提 取過程中不可缺少的環(huán)節(jié)。而非棉纖維素資源通常含有大量的木質素、半纖維素等非纖維 素成分，其中木質素不僅難W去凈，而且使漂白產品易泛黃。目前，木質素最為有效的去除 方法是采用含氯化合物進行處理，但是處理過程對環(huán)境污染嚴重?？蒲泄ぷ髡呓涍^大量的 研究，發(fā)現(xiàn)過氧乙酸具有較強的去木素作用，但其穩(wěn)定性較差，不僅易分解，而且遇碰撞將 有爆炸的危險。
[0003] 過氧化氨是一種常用的環(huán)保型氧化漂白劑，但通常需要在接近沸騰(95-10(TC)的 堿性條件(pH值為10-11)進行漂白，不僅能耗大，而且堿性高溫漂白易使纖維素產生潛在損 傷(表現(xiàn)為聚合度急劇下降），對纖維素衍生物產品的質量穩(wěn)定性產生嚴重影響。此外，過氧 化氨漂白對木質素的去處效果較差。據(jù)資料報道，四乙酷乙二胺(TAED)和過氧化氨在弱堿 性條件可生成過氧乙酸，但TA邸價格較高，溶解性較差，不利于產業(yè)化應用。

【發(fā)明內容】
：
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種非棉纖維素的漂白方法，本發(fā)明工藝簡單，漂白條件 溫和、易控制，漂白效果和脫木質素能力好，對纖維素聚合度影響小，能源消耗少。
[0005] 為達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是：
[0006] -種非棉纖維素漂白方法，其特征在于，包括W下步驟:漂白^脫氧^水洗^脫水 ^烘干，其中：
[0007] (1)漂白：
[000引調整浴比為1:8-15，將非棉纖維素于30-40°(：時投入處理液中，^1-2°(：/111111升溫 至70-80°(：，保溫40-60111111;
[0009] 處理液組成為:過氧化氨6-lOg/L，四乙酷乙二胺2-4g/L，金屬獻菁配合物l-2g/L， 采用憐酸氨二鋼和憐酸二氨鋼組成的緩沖溶液將抑值調至7-8,滲透劑JFC為l-2g/L;
[0010] 處理液的配制:于30-40°C，加入四乙酷乙二胺，待其充分溶解后，依次加入金屬獻 菁配合物、滲透劑JFC和過氧化氨，再采用憐酸氨二鋼和憐酸二氨鋼組成的緩沖溶液調節(jié)抑 值；
[00川 （2)脫氧：
[0012] 調整浴比為1:8-15,將漂白后的非棉纖維素于室溫投入處理液中，升溫至30-40 °C，保溫 10-20min。
[0013] 處理液組成:過氧化氨酶0.1-0.5g/L，采用憐酸氨二鋼和憐酸二氨鋼組成的緩沖 溶液將抑值調至7-8;
[0014] (3)水洗：
[0015] 調整浴比為1:8-15，于2〇-30。(：保溫水洗5-1〇111111，排水。
[0016] 本發(fā)明的工作原理如下：
[0017] 本發(fā)明通過聯(lián)合活化劑和催化劑協(xié)助過氧化氨對非棉纖維素進行漂白，同時通過 對于活化劑和催化劑對過氧化氨漂白非棉纖維素效果的影響，
【申請人】發(fā)現(xiàn)：四乙酷乙二胺 與過氧化氨反應生成的過氧乙酸在pH值為7-8的條件下對色素和木質素具有良好的去除作 用，而且漂白溫度可降低至70-80°C。此外，金屬獻菁配合物與四乙酷乙二胺對過氧化氨去 除色素和木質素具有協(xié)同增效作用，從而減少四乙酷乙二胺的用量，并有效提高漂白效果。
[0018] 采用W下優(yōu)選方案，可W獲得更加的漂白效果和纖維性能：
[0019] 所述非棉纖維素是指玉米賴桿、稻草、麥桿、黃麻、亞麻、巧麻、劍麻、竹子中提取的 纖維素。
[0020] 所述金屬獻菁配合物是指儘獻菁配合物、鐵獻菁配合物、銅獻菁配合物中一種。 [0021 ]所述過氧化氨質量濃度為30%。
[0022] 步驟(1)中，過氧化氨的濃度為8g/L。
[0023] 步驟(1)中，溫度選擇70°C。
[0024] 步驟(1)中，漂白時間為60min。
[0025] 本發(fā)明的有益效果如下：
[0026] 通過使用本發(fā)明得到的一種非棉纖維素漂白方法，與現(xiàn)有技術相比，具有W下突 出優(yōu)點和積極效果：（1)本發(fā)明處理溫度低，能耗?。唬?)本發(fā)明工藝簡單，易控制；（3)漂白 效果和脫木質素能力好;（4)纖維素聚合度影響小。
[0027] W下通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步說明。
【具體實施方式】：
[0028] 本發(fā)明實施例所述的非棉纖維素是指玉米賴桿、稻草、麥桿、黃麻、亞麻、巧麻、劍 麻、竹子等非棉資源中提取的纖維素。
[0029] 本發(fā)明實施例所述的金屬獻菁配合物是指儘獻菁配合物、鐵獻菁配合物、銅獻菁 配合物中的一種。
[0030] 實施例：
[0031] -種非棉纖維素漂白方法，包括W下步驟:漂白^脫氧^水洗^脫水^烘干，其 中：
[003^ (1)、漂白：
[0033] 調整浴比為l:8-15，將纖維素于30-4(rC時投入處理液中，Wl-2°C/min升溫至70- 80°C，保溫40-60min。
[0034] 處理液組成為:過氧化氨質量濃度為(30%，w/w)6-10g/L，四乙酷乙二胺質量濃度 為2-4g/L，金屬獻菁配合物質量濃度為l-2g/L，采用憐酸氨二鋼和憐酸二氨鋼組成的緩沖 溶液將抑值調至7-8，滲透劑JFC為1 -2g/L。
[0035] 處理液的配制:于30-40°C，加入四乙酷乙二胺，待其充分溶解后，依次加入金屬獻 菁配合物、滲透劑JFC和過氧化氨，再采用憐酸氨二鋼和憐酸二氨鋼組成的緩沖溶液調節(jié)抑 值；
[0036] (2)、脫氧：
[0037] 調整浴比為1:8-15,將漂白纖維素于室溫投入處理液中，升溫至30-40°C，保溫10- 20min。
[0038] 處理液組成:過氧化氨酶0.1-0.5g/L，采用憐酸氨二鋼和憐酸二氨鋼組成的緩沖 溶液將抑值調至7-8。
[0039] (3)、水洗：
[0040] 調整浴比為1:8-15，于2〇-30°(：保溫水洗5-1〇111111，排水。
[OOW (4)脫水。
[0042] (5)烘干。
[00創(chuàng)對比例：
[0044] -種非棉纖維素漂白方法，包括W下步驟:漂白^脫氧^水洗^脫水^烘干，其 中：
[0045] (1)漂白：
[0046] 調整浴比為1:8-15，將纖維素于30-40°C時投入處理液中，W 1.5TVmin升溫至To? gs °C， 保溫 60-1 SOmin 。
[0047] 處理液組成為:過氧化氨質量濃度為（30%，w/w)8-20g/L，娃酸鋼質量濃度為4- 6g/L，滲透劑JFC為1 g/L，用無水碳酸鋼調節(jié)抑值為10.5。
[004引（2)、脫氧：
[0049] 調整浴比為1:10,將漂白纖維素于室溫投入處理液中，升溫至30°C，保溫lOmin。
[0050] 處理液組成:過氧化氨酶0.3g/L，采用憐酸氨二鋼和憐酸二氨鋼組成的緩沖溶液 將抑值調至7-8。
[005。（3)、7jC洗：
[0化2] 調整浴比為1:10,于3(TC保溫水洗lOmin，排水。
[0化3] (4)脫水。
[0054] (5)烘干。
[0055] 不同處理液對漂白效果的影響：
[0056] 基于上述實施例和對比例的漂白方法，分別調整步驟（1)的處理液組成及處理條 件如表1所示，測試其對漂白效果的影響。
[0057] 表1、不同處理液對漂白效果的影響
[0化引
[0化9] 由表1可見：
[0060] 比較實施例1和實施例2,與金屬獻菁配合物相比，添加四乙酷乙二胺后，漂白的纖 維素白度和聚合度較大，而木質素去除效果較差。實施列3中，漂白纖維素的白度和木質素 去除率顯著高于單獨使用四乙酷乙二胺(實施例1)或金屬獻菁配合物(實施例2)，聚合度介 于實施例1和實施例2之間。由此可見，金屬獻菁配合物和四乙酷乙二胺對過氧化氨去除色 素和木質素具有協(xié)同增效作用。
[0061] 比較對比例1和對比例2,白度和木質素去除率隨著漂白溫度升高而增大，但聚合 度下降顯著。
[0062] 比較對比例和實施例3,金屬獻菁配合物和四乙酷乙二胺復配可顯著提高過氧化 氨去色素和木質素能力，而對聚合度影響較小。
[0063] 過氧化氨濃度對漂白效果的影響：
[0064] 基于上述實施例和對比例的漂白方法，分別調整步驟（1)的處理條件如表2所示， 測試過氧化氨濃度對漂白效果的影響。
[0065] 表2、過氧化氨濃度對漂白效果的影響
[0066]
[0067] 表2可見：
[006引比較對比例2-對比例4,纖維素白度和木質素去除率隨著過氧化氨質量濃度增大 而增大，但濃度超過15g/L繼續(xù)增大時，白度和木質素去除率無顯著變化，但聚合度確濃度 的增大而迅速減小，且濃度越大，減小趨勢越顯著。
[0069] 比較實施例4-實施例6,纖維素白度和木質素去除率隨著過氧化氨質量濃度增大 而增大，但濃度超過8g/L繼續(xù)增大時，白度和木質素去除率無顯著變化，而聚合度確一直隨 著濃度增大而減小。
[0070] 比較兩組對比例和實施例，可W看出：實施例可顯著減少過氧化氨的用量，且處理 的纖維素白度和木質素去除率顯著高于傳統(tǒng)漂白方法，聚合度損傷較小。
[0071 ] pH值調節(jié)劑對漂白效果的影響：
[0072] 基于實施例5的漂白方法，調整步驟(1)的pH值調節(jié)劑如表3所示，測試抑值調節(jié)劑 對漂白效果的影響。
[0073] 表3、pH值調節(jié)劑對漂白效果的影響
[0074]
[0075] 表3可見：
[0076] pH值調節(jié)劑對處理效果具有顯著影響。運是因為四乙酷乙二胺與過氧化氨反應生 成過氧乙酸，使溶液pH值逐漸減小，而過氧乙酸的最佳漂白pH值為弱堿性，堿劑雖然可W中 和酸，但穩(wěn)定pH值的能力差，所W，采用緩沖溶液作為pH值調節(jié)劑時，處理效果最好。
[0077] pH值對漂白效果的影響：
[007引基于實施例5的漂白方法，調整步驟(1)的pH值如表4所示，測試pH值對漂白效果的 影響。
[0079] /1 -u/古 ^+'価 A ES IV4 目
[0080]
[0081 ] ______
[0082] 當pH值為7-8時，纖維素白度、木質素去除率和聚合度最好。運是因為，弱酸性條 件，四乙酷乙二胺與過氧化氨反應速率較低，去色素和木質素效果較差，且纖維素在酸性條 件下易降解而使聚合度下降;堿性較強時，過氧化氨和四乙酷乙二胺的穩(wěn)定性變差，可發(fā)生 有效反應的量減小，從而影響了去色素和木質素的效果，而且過氧化氨可能生成氧氣等非 有效漂白成分，但仍會氧化纖維素使其降解。
[0083] 溫度對漂白效果的影響：
[0084] 基于實施例5的漂白方法，調整步驟(1)的溫度如表5所示，測試溫度調節(jié)劑對漂白 效果的影響。
[0085] 表5、溫度對漂白效果的影響
[0086]
[0087] 表5可見：
[0088] 在實施例5的條件下，溫度選擇70°C漂白效果最好。溫度較低，反應較慢，處理效果 不好。溫度過高，過氧化氨和四乙酷乙二胺的穩(wěn)定性變差，降低了有效漂白成分的量，氧氣 等非漂白成分仍會使纖維素發(fā)生氧化降解。與傳統(tǒng)的過氧化氨漂白相比(對比實施例2-4)， 本發(fā)明有效降低了漂白溫度。
[0089] 時間對漂白效果的影響：
[0090] 基于上述實施例和對比例，調整步驟（1)的處理時間如表5所示，測試抑值調節(jié)劑 對漂白效果的影響。
[0091 ]表6、時間對漂白效果的影響
[0092]
[0093] 表6可見：
[0094] 對比實施例中，漂白最佳時間為120min，繼續(xù)延遲時間，無益于處理效果的改善。 實施例，最佳漂白時間為60min。由此可見，本發(fā)明可有效降低過氧化氨漂白時間。
[0095] 總結；
[0096] 綜合表1-表6,與對比例相比，本發(fā)明可有效降低過氧化氨濃度、漂白溫度、漂白時 間和抑，提高去除色素和木質素的去除作用，而減小對聚合度的損傷，達到了降低能耗的目 的。
【主權項】
1. 一種非棉纖維素漂白方法，其特征在于，包括以下步驟:漂白4脫氧4水洗4脫水4 烘干，其中： (1) 漂白： 調整浴比為l:8-15，將非棉纖維素于30-40°C時投入處理液中，以l-2°C/min升溫至70-80°C，保溫40-60min ; 處理液組成為:過氧化氫6-10g/L，四乙酰乙二胺2-4g/L，金屬酞菁配合物l-2g/L，采 用磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉組成的緩沖溶液將pH值調至7-8,滲透劑JFC為l-2g/L; 處理液的配制：于30-40Γ，加入四乙酰乙二胺，待其充分溶解后，依次加入金屬酞菁配 合物、滲透劑JFC和過氧化氫，再采用磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉組成的緩沖溶液調節(jié)pH值； (2) 脫氧： 調整浴比為1:8-15，將漂白后的非棉纖維素于室溫投入處理液中，升溫至30-40°(：，保 溫10-20min; 處理液組成:過氧化氫酶0.1-0.5g/L，采用磷酸氫二鈉和磷酸二氫鈉組成的緩沖溶液 將pH值調至7-8; (3) 水洗： 調整浴比為1:8-15，于2〇-30°(：保溫水洗5-1〇1^11，排水。2. 根據(jù)權利要求1所述的一種非棉纖維素漂白方法，其特征在于:所述非棉纖維素是指 玉米猜桿、稻草、麥桿、黃麻、亞麻、芒麻、劍麻、竹子中提取的纖維素。3. 根據(jù)權利要求1所述的一種非棉纖維素漂白方法，其特征在于:所述金屬酞菁配合物 是指錳酞菁配合物、鐵酞菁配合物、銅酞菁配合物中一種。4. 根據(jù)權利要求1所述的一種非棉纖維素漂白方法，其特征在于:步驟（1)中，過氧化氫 的濃度為8g/L。5. 根據(jù)權利要求1所述的一種非棉纖維素漂白方法，其特征在于:步驟（1)中，溫度選擇 70。。。6. 根據(jù)權利要求1所述的一種非棉纖維素漂白方法，其特征在于:步驟（1)中，漂白時間 為60min。
【文檔編號】D21H11/12GK105908553SQ201610226758
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月13日
【發(fā)明人】王維明, 王丁, 周康
【申請人】紹興文理學院