菠萝叶纤维纺织研究的现状

介绍了菠萝叶纤维的性能，制取方法以及预处理和脱胶，纺纱，织造，染整工艺，并例举了菲律宾纺织研究学会，印度南方纺织研究所，广西麻绢研究所和中国纺织大学等单位对菠萝叶纤维纺纱工艺的研究。     

菠萝纤维的制备与表征

为克服单一脱胶方法的缺点,采用物理-化学-生物脱胶法从菠萝叶中提取菠萝纤维,对菠萝纤维的结构进行表征。分析了菠萝纤维的结晶度和热稳定性,并观察了菠萝纤维的形貌。结果表明:经脱胶处理后,提高了羟基的吸振峰,而胶质官能团的吸振峰减弱;脱胶后菠萝纤维的碳含量降低,而氧含量增加;脱胶后纤维的结晶度从33.19%提高到52.1%,且菠萝纤维的热分解温度显著升高。扫描电镜显示菠萝纤维表面的胶体大部分被去除,表面光滑。经物理-化学-生物脱胶处理后,菠萝纤维残胶率为19.98%,纤维直径为31.25μm,断裂强力为21.35 cN。     

菠萝叶纤维生化联合脱胶工艺研究

为了提高菠萝叶纤维的纺纱性能,克服脱胶困难的问题,首先通过氢氧化钠改性处理,再经漆酶和酸性木聚糖酶复合处理,综合运用了生化联合脱胶工艺进行试验,较好地去除了菠萝叶纤维中的木质素等胶质;同时进行了L16(45)正交试验设计,经测试分析给出了最佳脱胶工艺参数:Na OH用量为10%(o.w.f,下同)、漆酶用量为3.5%、酸性木聚糖酶用量为1.5%,温度为53℃,处理时间为150 min。在此工艺参数下制成的菠萝叶纤维残胶率为3.29%,纤维断裂强度达到4.52 c N/dtex,细度达1.70 tex,其可纺性能指标及纤维品质均有较大改善。     

法国亚麻纤维的脱胶工艺

由于法国亚麻纤维果胶含量高于国产亚麻纤维,提出果胶酶超声波辅助化学联合脱胶工艺。优化的脱胶工艺为:果胶酶2 g/L,H_2SO_4 2 g/L;脱胶温度60℃,H_2O_2 8%,NaOH 6%,脱胶时间80 min,超声波频率28 kHz。该工艺脱胶处理时间短、温度低,因此,纤维素水解较低,单纤维强力优于传统化学脱胶,纤维损伤较小,可提高后道工序的可纺性能。     

脱胶方法对菠萝叶纤维结构和性能的影响

采用SEM、FT-IR、TG、DTG、DSC和力学性能测试方法研究了酶法脱胶对菠萝叶纤维的结构和性能的影响,并与化学脱胶的菠萝叶纤维进行比较.结果表明:菠萝叶纤维酶法脱胶相比化学脱胶表面杂质较多,纤维分离度较差;半纤维素吸收峰仍然存在,纯度较低;热稳定性好于化学脱胶的菠萝叶纤维;断裂强度和线密度相比化学脱胶纤维较大.     

复合酶法玉米苞叶纤维脱胶工艺研究

为拓展玉米苞叶的精深加工、提升玉米苞叶纤维的应用价值，采用复合酶对玉米苞叶脱胶，以质量损失率和残胶率为响应值，探究木聚糖酶、果胶酶和漆酶组成的复合酶系对玉米苞叶脱胶的最佳工艺。采用光学显微镜观察胶质的脱除和纤维表面的形态。研究结果表明：复合酶最佳脱胶条件为：木聚糖酶0.2 g/L、果胶酶0.3 g/L、漆酶0.1 g/L,酶处理时间为48 h, pH值为4.6,料液比为1∶50,酶处理温度为45℃;在此条件下，玉米苞叶纤维的质量损失率为45.52%,残胶率为50.22%;复合酶脱胶后的玉米苞叶纤维表面较为光滑平整，纤维上没有胶杂质黏附。     

菠萝叶纤维脱胶工艺探讨

研究了不同脱胶工艺参数对菠萝叶纤维物理性能的影响,通过正交试验,选择了不同的工艺参数:煮练NaOH浓度、煮练时间、精练NaOH浓度、精练时间和酸洗H2SO4浓度,对菠萝叶纤维进行脱胶试验,分析不同参数对菠萝叶纤维脱胶效果的影响,包括脱胶纤维的残胶率、线密度、平均断裂强度等.结果表明,在多因素下,煮练时间对菠萝叶脱胶纤维残胶率的影响最为显著;精练NaOH浓度对线密度的影响最为显著;酸洗H2SO4浓度对平均断裂强度的影响最为显著,并得到了最佳的脱胶工艺参数组合.     

菠萝叶纤维的超声波辅助化学脱胶工艺

为实现菠萝叶纤维的高效脱胶,将超声波清洗技术与化学脱胶技术相结合,采用响应面法对超声波频率、超声波处理时间、超声波处理温度3个因素进行优化,并借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、热分析仪等表征脱胶过程中纤维结构与性能的变化规律。结果表明:菠萝叶纤维超声波辅助化学脱胶的最佳工艺条件为超声波频率53 kHz、超声波处理时间35 min、超声波处理温度53 ℃,在此优化条件下得到的纤维残胶率为13.8%,断裂强度为4.2 cN/dtex,与理论值基本吻合,可满足纺纱要求;各因素对纤维残胶率和断裂强度的影响顺序由大到小为超声波频率、超声波处理时间、超声波处理温度;超声波处理对半纤维素和木质素的去除有促进作用,对纤维素分子链损伤小,对热性能影响也较小。     

改性菠萝叶纤维结构及其吸附甲醛性能

为获得具有高吸附性能的纺织材料,以脱胶菠萝叶纤维为吸附载体,氯化血红素为改性剂,经酯化反应制备了改性菠萝叶纤维。借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪、比表面积及孔径分析仪对改性菠萝叶纤维结构进行表征,并研究其吸附甲醛性能。结果表明:改性菠萝叶纤维表面接枝了氯化血红素,属于Ⅰ型纤维素,其相对结晶度由69.3%下降到66.2%;改性菠萝叶纤维的氮气吸附等温线属于Ⅲ型吸附,有少量孔径为2.0~276.1 nm的中孔与大孔,其比表面积、氮气吸附量、滞后环均变小;改性菠萝叶纤维对甲醛的吸附性好于菠萝叶纤维,其吸附甲醛性能随着甲醛初始浓度的增加而降低,随着纤维用量、反应温度和反应时间的增加而提高。     

菠萝叶纤维的脱胶工艺及其结构与性能研究

使用SEM、FT-IR、TG、DTG、DSC与力学性能统计法对菠萝叶纤维的脱胶工艺进行研究,分析脱胶工艺对菠萝叶纤维结构与性能的影响,并且对酶法脱胶工艺与化学脱胶工艺进行对比。结果表明:与化学脱胶工艺相比,酶法脱胶工艺的菠萝叶纤维杂质更复杂,分裂度与线密度更大,热稳定性更高。     

棉杆皮纤维生物化学联合脱胶工艺研究

将生物酶处理技术应用于棉杆皮纤维制取工艺,采用生物化学联合脱胶方法,研究了棉杆皮纤维的脱胶工艺。通过正交试验及模糊综合评价法,确定生物酶脱胶的最佳工艺为果胶酶质量分数12%(按织物质量计算),温度40℃,pH值4.4,时间30h,浴比1:30,化学脱胶处理的最佳工艺为NaOH质量浓度8g/L,H2O2质量浓度7g/L,温度90℃,时间45min,浴比1:50。     

秋葵纤维的化学脱胶

为充分利用农业生物资源, 丰富纺织用天然植物纤维, 对秋葵纤维进行化学脱胶的理论探讨和试验研究。通过化学分析,确定了秋葵的化学成分组成。根据组成,采用二煮法和漂煮联合法对秋葵化学脱胶工艺进行初探。研究在碱煮过程中逐次加入助剂JFC、Na2SiO3和尿素对胶质去除的影响,并对脱胶效果进行比较。利用扫描电镜分析脱胶前后纤维纵向结构的变化,并对纤维的拉伸强度进行测试与评价。实验结果表明: 秋葵纤维主要化学成分为50.8%纤维素、20.21%半纤维素和16.66%木质素;漂煮联合是一种有效的脱胶方法;经该法脱胶后的秋葵纤维性能与黄麻工艺纤维性能接近。     

Survey and Recent Report on Enzymatic Processing of Bast Fibers

SUMMARY

In reference to previous presentations during meetings of Working Group 2 (WG2): “Bioprocessing of Bast Fibres,” acting within the COST Action 847 Project “Textile Quality and Biotechnology,” a further update of current world knowledge on biological processing of fiber plants and textiles was prepared. This survey covers the research on utilization of particular groups of enzymes in these processes. Main areas of enzyme application in bast fiber textile industry, according to literature from 2001-2004 are: degumming of bast fibers and scouring in textile industry (before and after bleaching).

The report also covers the results of studies on enzymatic processing of fiber plants carried out at the INF, in which the work is continued on application of enzymes in: degumming of flax straw, modifying of the short technical flax fibers, linen and hemp fabrics modification, and bonding of lignocellulosic composites.     

A Comparison of a New Method Mediated by Molybdenum Complex with an Enzymatic Method for Bleaching Flax Fibers

In the last years, the interest in bast fibers for textile products has been growing in line with the necessity for new added-value products. The attention has focused on the research in developing of different methods of processing natural fibers. The main goal of this work was to compare two methods for fiber’s degumming. One method used the molybdenum complex for degumming and the other is an enzymatic one with laccase as catalyst. The physical–mechanical parameters were in the same range for both methods, while the lignin contt was smaller for the molybdenum complex—peroxide process than for the treatment with laccase—peroxide system. The characterization using FT-IR spectroscopy and thermogravimetry also suggest that the treatments with molybdenum complex degraded more lignin than the enzymatic treatments. The crystallinity index of bleached fibers using the system molybdenum complex was higher than for the fibers treated with enzymes while the degrees of whiteness were somehow lower but in the acceptable range.     

黑曲霉苎麻脱胶工艺条件研究

为了确定利用筛选得到的优良菌种——黑曲霉An.6进行苎麻脱胶的最佳工艺条件,采用摇瓶发酵培养的方法,对影响苎麻微生物脱胶的主要因素进行研究。结果表明,用黑曲霉An.6进行苎麻脱胶的适宜条件是以未经刮制的苎麻韧皮作为主要C源,以0.4%麸皮作为附加C源,0.5%(NH4)2SO4作为N源,0.05%MgSO4、0.05%KCl、0.1%K2HPO4、0.001?SO4作为矿物源;在30℃下,150 r/min处理36~40 h左右,脱胶麻的残胶率平均为14.42%。将微生物脱胶麻用0.5%NaOH于0.1 MPa下处理30 min,精干麻的残胶率为1.33%,达到纺织工业生产要求。     

大豆原油酶法脱胶

为促进酶法脱胶的产业化应用,分别采用PLA₁单酶脱胶和PLC联用PLA₁双酶脱胶对7个批次大豆原油进行脱胶,测定油脂得率、油脚出率、脱胶油磷含量及酸值,并与传统水化法进行比较,考察大豆原油酶法脱胶的效果。结果表明：酶法脱胶油脂得率显著提升,利用PLA₁单酶脱胶和PLC联用PLA₁双酶脱胶其油脂得率较水化脱胶分别提升了0.86、1.41百分点,且双酶脱胶较单酶脱胶油脂得率也有明显提升,平均提升0.55百分点;酶法脱胶可以将大豆油的磷含量降至10 mg/kg以下,甚至可降至5 mg/kg左右;酶法脱胶的油脚出率较水化脱胶明显降低,单酶脱胶和双酶脱胶分别降低了0.72百分点和1.22百分点,且双酶脱胶较单酶脱胶油脚出率平均降低了0.49百分点;酶法脱胶的酸值(KOH)较传统水化法均有所升高,单酶脱胶和双酶脱胶分别提升了0.63 mg/g和0.61 mg/g,双酶脱胶与单酶脱胶相比没有显著差异。酶法脱胶显著提高了油脂得率,脱胶油磷含量降至10 mg/kg以下,可以直接与物理精炼工艺联合使用。     

微藻DHA油脂的酶法脱胶工艺研究

采用嗜热真菌(Thermomyces lanuginosus)产磷脂酶A1对裂殖壶菌产DHA毛油进行脱胶处理,以脱胶油磷含量、酸价为考查指标,先对脱胶时间、反应温度、加酶量和加水量等因素进行单因素实验,然后通过正交实验得出微藻DHA油脂的最佳脱胶条件为:脱胶时间3h,反应温度45℃,加酶量0.6mL/100g油,加水量为2mL/100g油;此条件下油脂中磷脂含量从158.1mg/kg降到4.6mg/kg,酸价变化较小。与传统的脱胶工艺相比,新型酶法脱胶优势明显,具有良好的应用前景。     

植物油物理精炼中的脱胶工艺

脱胶是植物油物理精炼中一步非常重要的工序,脱胶效果的好坏直接影响到物理精炼的效率和产品的质量.为了建立一种高效稳定、经济环保的脱胶方法,各国学者不断推陈出新,发展了多种各有特色的脱胶工艺,尤其是引入磷脂酶发展起来的酶法脱胶,提供了国际领先水平的脱胶工艺.     

磷脂酶Lecitase Ultra和磷脂酶C复合对冷榨菜籽油脱胶的影响北大核心CSCD

为了提高脱胶效率,以冷榨菜籽原油为原料,磷脂含量为指标,采用磷脂酶Lecitase Ultra和磷脂酶C复合酶法对冷榨菜籽油进行脱胶。采用单因素试验考察磷脂酶Lecitase Ultra反应时间、磷脂酶C反应时间、加水量、磷脂酶Lecitase Ultra添加量、磷脂酶C添加量、柠檬酸溶液添加量对脱胶油磷脂含量的影响,并通过响应面法优化脱胶条件。对优化的脱胶条件下所得到的脱胶油的理化指标进行了检测,并与国标一级压榨菜籽油进行了比较。结果表明:磷脂酶Lecitase Ultra和磷脂酶C对冷榨菜籽油进行酶法脱胶的最佳工艺条件为磷脂酶Lecitase Ultra添加量33 mg/kg,磷酯酶Lectase Ultra反应时间90 min,磷脂酶C添加量65 mg/kg,磷脂酶C反应时间60 min,加水量33 mL/kg,柠檬酸溶液添加量1.2 mL/kg;在优化条件下脱胶,脱胶油中磷脂含量为2.3 mg/kg,脱胶油的过氧化值和酸值均达到一级压榨菜籽油的国家标准。综上,磷脂酶Lecitase Ultra和磷脂酶C复合脱胶效果较好,所优化的工艺条件可用于菜籽油的脱胶。     

油脂碱炼水洗废水用于酶法脱胶研究

对油脂碱炼过程中的水洗废水进行循环利用。将油脂碱炼废水进行离心分离,加入毛油中进行水化脱胶,脱出水化磷脂后,进一步进行酶法脱胶,脱出非水化磷脂。通过单因素试验与正交试验,确定废水酶法脱胶的最优工艺条件：水洗废水量2.5%,磷脂酶量30mg/kg,温度55℃,pH4.9,时间3h,搅拌速度90r/min。在最优条件下进行脱胶实验,测定脱胶油中的磷含量为4.9mg/kg,说明水洗废水可以替代软化水用于脱胶工序,每千克成品油可节省热量34～36kJ,提高得率0.2% 以上。