超临界CO2处理温度对二醋酸纤维结构与性能的影响

为拓展超临界CO₂技术在二醋酸纤维加工中的应用,采用不同超临界CO₂处理温度对二醋酸纤维进行处理,借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪、X射线多晶衍射仪、热重分析仪、差示扫描量热仪和万能强力仪探讨了处理前后纤维表面形态、化学结构、聚集态结构、热降解性能、热稳定性和断裂强力的变化。结果表明:不同温度(80、100、120 ℃)条件下,纤维结晶度均有所下降,由处理前的39.41%分别降低至32.43%、31.57%、32.16%;当温度达120 ℃时,二醋酸纤维中部分氢键被破坏,纤维耐热性能、热稳定性有一定下降,但并不显著,纤维的表面形态、化学结构并未发生明显改变,拉伸断裂强力仍保持在3.20 cN左右。     

兔毛针织物低温染色预处理技术

分别采用紫外线辐照、超临界CO₂流体及冷冻干燥对兔毛针织物进行预处理,并对处理后的织物进行酸性染料的染色试验。测试了织物K/S值和上染百分率,探讨了不同处理方法对兔毛针织物低温染色性能的影响。结果表明,紫外线辐照、超临界CO₂流体及冷冻干燥处理都能在一定程度上改善兔毛纤维的低温染色性能,处理后样品的K/S值和上染百分率均高于未处理样品。XRD测试结果显示,冷冻干燥和超临界CO₂处理降低了兔毛纤维的结晶度,有利于染料上染。     

亚麻粗纱超临界CO2清洁化煮漂工艺

为解决传统亚麻煮漂工序耗水耗能高、环境污染严重、经济成本高的问题,提出以超临界CO₂流体为介质,以复配生物酶（木聚糖酶、纤维素酶和葡萄糖氧化酶）为煮漂剂对亚麻粗纱进行超临界CO₂煮漂,研究超临界CO₂流体中煮漂条件对亚麻粗纱白度的影响。试验结果表明,在生物酶质量分数3%、生物酶复配比1∶2∶1（纤维素酶∶木聚糖酶∶葡萄糖氧化酶）、温度50℃、压力15 MPa和时间90 min的条件下,亚麻粗纱白度可达42.5%。同时,初步探讨了超临界CO₂生物酶体系下亚麻粗纱的煮漂机理。     

聚芳酯纤维的化学稳定性及其腐蚀降解

为研究聚芳酯纤维在高湿热、强腐蚀条件下的耐受性,选用酸、碱及强氧化剂处理聚芳酯纤维,并借助光学显微镜、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、傅里叶变换红外光谱仪及热失重分析仪等,研究纤维形态结构、聚集态结构及大分子链结构变化。结果表明:在常温和60 ℃下,H₂SO₄处理后纤维表面未见明显变化,HNO₃处理后纤维仅出现少量沟槽,但经KMnO₄处理后,纤维横向沟槽增多,纵向呈现微裂纹,尤其经NaOH处理后,纤维表面由沟槽变为凹坑,甚至呈腐蚀断裂状态;酸和KMnO₄并未显著破坏纤维的晶区有序结构,而NaOH处理降低了纤维晶区规整度;H₂SO₄、HNO₃和NaOH及KMnO₄处理引起聚芳酯纤维大分子链苯环上—CH键断裂,导致纤维降解,残炭率降低。     

基于超临界CO2流体的载药二醋酸纤维释放行为

为获得具有良好缓释性能的生物活性二醋酸纤维，采用超临界CO₂流体加工技术，并以具有抗氧化、抗菌功效的生物活性药物白藜芦醇作为模型药物，在不同流体温度及压力条件下制备负载白藜芦醇的二醋酸纤维，考察了不同载药二醋酸纤维在乙醇中的释放曲线，并建立释放模型。结果表明：更高超临界CO₂流体温度、压力条件下制备的载药二醋酸纤维在介质中的绝对释放量、绝对释放速率均更高，而累计释放百分比、累计释放速率均更低；释放时间为40或50 min时，释放速率呈现升高现象，释放平衡时药物残留率最高可达50%;白藜芦醇从二醋酸纤维中的释放行为更符合一级释放动力学模型，拟合度R²在0.93以上。     

再生聚酯纱线的超临界CO2萃取除油工艺

再生聚酯在纺纱时需加入纺丝油剂,油剂会影响后续染色过程。为减少油剂对后续染色过程的影响,采用超临界CO₂流体萃取法,研究了再生聚酯纱线在超临界体系下的除油效果,选取除油温度、压力、时间、CO₂流量作为研究因素,利用响应面法对工艺条件进行优化,采用扫描电镜和红外光谱分析进一步对除油后纱线性能进行探究。结果表明：最佳工艺条件为除油温度64℃,除油压力21 MPa,除油时间60 min, CO₂流量415 kg/h,在此条件下再生聚酯纱的除油率可达到78%,超临界CO₂除油后的纱线表面油剂有一定减少,纱线物理结构未受到影响。     

超临界CO2在羊毛防毡缩整理中的应用

文章研究了利用超临界CO2流体对羊毛纤维进行预处理,再采用蛋白酶对羊毛纤维进行剥除鳞片处理,使羊毛纤维具有防毡缩性能.结果表明:经超临界CO2流体处理后,纤维的润湿性能明显提高;在相同的蛋白酶处理条件下,经超临界CO2流体预处理的羊毛纤维防毡缩性能提高,断裂强力下降较小.超临界CO2的最佳预处理条件为:压力15 MPa,温度80℃,时间30 min.     

超临界CO2萃取羊肉油脂及其脂肪酸组成的变化

为探究超临界CO₂萃取技术在动物油脂提取中的应用,明确萃取过程中脂肪酸的变化规律,以羊肉为原料,利用超临界CO₂萃取技术提取羊肉油脂,分析油脂提取效果,并采用气相色谱-质谱联用仪对其脂肪酸质量分数和组成进行分析。结果发现,超临界CO₂萃取羊肉油脂的萃取率可达22.04%,与未处理组相比,经超临界萃取后肉中饱和脂肪酸相对含量显著降低了11.37%(P<0.05),超临界萃取的油中饱和脂肪酸无显著变化(P>0.05);超临界萃取后肉中单不饱和脂肪酸相对含量较未处理组显著提高9.20%(P<0.05),其中棕榈油酸相对含量显著增加了61.00%(P<0.05);超临界萃取的油中单不饱和脂肪酸相对含量与未处理组相比无显著差异(P>0.05),但其中棕榈油酸的相对含量显著提高了70.10%(P<0.05);超临界萃取肉和油中均未检出反式油酸,且其中多不饱和脂肪酸相对含量及组成无显著变化(P>0.05)。因此,超临界CO₂萃取技术可应用于羊肉油脂提取,有利于提高超临界萃...     

超临界CO2提取葛缕子精油及其成分分析

目的:优化葛缕子精油的提取工艺并对其成分进行分析。方法:以葛缕子籽粒为原料,采用超临界CO₂技术提取葛缕子精油,并通过气相色谱—质谱(GC-MS)对精油挥发性成分进行分析。结果:超临界CO₂提取葛缕子精油的最佳工艺条件为提取釜温度50℃,分离釜温度40℃,提取釜压力30 MPa,分离釜压力0.4 MPa,二氧化碳流速20 g/min,提取时间90 min,此条件下精油得率为4.79%。与同时蒸馏萃取(SDE)法相比,超临界CO₂流体能快速扩散到样品颗粒内部并充分溶解其中的精油成分,具有提取时间短、得率高、无溶剂残留的优点。超临界CO₂法制备的葛缕子精油中,主要成分为D-柠檬烯(50.96%)和香芹酮(46.65%),挥发性成分种类及含量均高于同时蒸馏萃取法的。结论:超临界CO₂法比同时蒸馏萃取法更适合葛缕子精油的提取。     

活性分散黄染料对涤纶/棉混纺织物的超临界CO2同浴染色

为解决涤纶/棉混纺织物水浴染色能耗大、水污染严重的技术难题,并拓宽超临界CO₂染色技术的应用范围,研究了活性分散黄染料对涤纶/棉混纺织物在超临界CO₂流体中的染色性能。分析了染色温度、压力、时间、助剂用量和CO₂流速对涤纶/棉混纺织物染色效果的影响,得到最佳染色工艺条件:染色温度为100 ℃,压力为20 MPa,染色时间为80 min,CO₂流量为20 g/min,二甲基亚砜质量分数为80%。结果表明:与天然染料相比,利用活性分散黄可以显著提升涤纶/棉混纺织物的染色深度和色牢度;同时,二甲基亚砜处理与“乙醇助溶剂+N-甲基吡咯烷酮(NMP)预处理”法相比,K/S值提升了2倍以上,色牢度达到4~5级,获得了较好的染色效果。     

基于超临界二氧化碳的高效低阻聚丙烯熔喷纤维制备及其性能

为降低聚丙烯(PP)熔喷纤维的直径,解决其在空气过滤过程中过滤效率和过滤阻力之间的矛盾,借助静电场和超临界二氧化碳协同静电场制备PP熔喷纤维,并对PP纤维的形貌、过滤性能、力学性能进行表征与分析。结果表明：在制备过程中添加静电场后,PP纤维的平均直径从3.22μm降低至2.44μm,在此基础上经超临界二氧化碳处理后PP纤维的平均直径进一步降低至1.73μm,最小纤维直径达780 nm;随着纤维直径的降低,PP纤维直径分布变窄,纤维间黏结点减少,孔隙率和比表面积增加,微纳米纤维的过滤效率和过滤阻力均得到明显改善,其对0.3μm的颗粒物过滤效率高达99.25%,32 L/min气流量下过滤阻力仅为23 Pa。     

聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的制备及其性能

为解决天然活性成分改性聚酯纤维生产过程中,天然成分不耐高温易损失导致功能下降的问题,通过分子巢技术将超临界CO₂萃取获得的橙活性成分装载入介孔SiO₂载体中,进而制备具有良好抑菌、抗病毒效果的聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维。对改性纤维的形貌结构、化学结构、力学性能、活性成分含量、抗菌性能和抗病毒性能等进行测试与分析。结果表明:制备的介孔SiO₂的尺寸为(100±5) nm,比表面积为729.7 m²/g,平均孔径为 2.55 nm;聚酯/二氧化硅/橙活性成分改性纤维的断裂强度为3.22 cN/dtex,纤维中橙活性成分柚皮甙含量为(0.41±0.05) mg/kg,抑菌率大于或等于91%,抗病毒率大于或等于99%,均显著优于普通聚酯纤维(p<0.01)。     

亚麻粗纱的超临界CO2煮漂工艺

针对亚麻粗纱传统煮漂工序的高耗水和环境污染问题,利用超临界CO₂代替水介质对亚麻粗纱进行煮漂。系统研究了复配生物酶(木聚糖酶和纤维素酶)质量分数、温度、压力和时间对亚麻粗纱白度的影响,并利用响应面分析法对粗纱煮漂工艺条件进行优化,通过Box-Behnken中心组合实验和响应面法研究了自变量及其交互作用对白度的影响,得到粗纱白度的二次多项式回归方程的预测模型。确定了亚麻粗纱超临界CO₂煮漂最佳工艺条件:复配生物酶质量分数为3%,温度为50 ℃,压力为13 MPa,时间为60 min。在最优工艺条件下,超临界CO₂煮漂亚麻粗纱与原样相比,白度达到40.8%、残胶率为16.68%、断裂强度为17.12 cN/tex、断裂伸长率为4.23%、分裂度为1 072 Nm。与传统煮漂效果相比,超临界CO₂煮漂工艺仍存在一定差距,需进一步提高。     

分散染料在超临界二氧化碳流体中的溶解性

为更好地筛选适用于超临界二氧化碳(ScCO2)流体染色的分散染料,使用状态方程结合基团贡献法和计算化学法,得到不同工况条件及不同染料结构对分散染料在超临界CO2流体中溶解度的影响规律,建立了分散染料在超临界CO2流体中溶解度预测方法.结果表明:不同工况条件会影响分散蓝79染料的溶解度,其中较低的温度和较高的压力对溶解过...     

超临界CO2染色机理的研究进展(待续)

在查阅大量国内外文献的基础上,评述了超临界CO₂染色工艺对纤维结构和性能的影响,总结了近年来超临界CO₂染色机理的最新研究进展及研究方法,提出了超临界CO₂染色机理研究中存在的问题,以期明确其发展方向。     

超临界CO2处理两种红木的工艺研究

通过超临界CO₂对2种红木进行渗透性改善处理,分析不同含水率和超临界CO₂处理工艺对红木渗透性的影响。结果表明,大果紫檀渗透性要高于巴里黄檀,且大果紫檀渗透性受含水率变化的影响更大。超临界CO₂对大果紫檀渗透性改善效果要优于对巴里黄檀的改善效果。其中,大果紫檀的合适处理工艺条件为处理压力40 MPa,处理温度为60℃,时间为70 min;巴里黄檀的合适处理工艺条件为处理压力20 MPa,温度为40℃,处理时间为70 min。     

纳米SiO2对玄武岩纤维的表面改性

为提升玄武岩纤维与基体的界面相容性,采用偶联剂KH550改性后的纳米SiO₂对玄武岩纤维表面进行粗糙化改性处理。分析了改性前后玄武岩纤维的表面形貌和化学结构,研究了纳米SiO₂质量分数对玄武岩纤维力学性能、摩擦因数、吸湿性能的影响。结果表明:经纳米SiO₂改性后,玄武岩纤维表面的粗糙度和比表面积增大,摩擦性能和吸湿性能显著增加,在纳米SiO₂质量分数为5%时,玄武岩纤维摩擦因数由0.255提升至0.280,透湿率也提高至0.65%;与未改性的玄武岩纤维相比,改性后的玄武岩纤维表面出现了C—H键,且Si—O—Si键对应的振动峰强度变强,提高了纤维表面的极性;改性后玄武岩纤维的拉伸力学性能有一定提高,随着纳米SiO₂质量分数的增加,玄武岩纤维的力学性能先上升后下降,当纳米SiO₂质量分数为3% 时,其拉伸断裂强度最高可达40 cN/tex。     

月桂叶精油的3种制备方法比较及应用

采用超临界CO₂萃取、亚临界CO₂萃取和水蒸气蒸馏法分别制备月桂叶精油,采用正交试验分别优化超临界CO₂和亚临界CO₂萃取月桂叶精油工艺条件,采用GC/MS法分析3种精油的化学成分,并进行卷烟加香试验。结果表明:①超临界CO₂萃取最佳条件为萃取压力30 MPa、萃取时间1h、萃取温度55℃,月桂叶精油得率为2.37%;亚临界CO₂萃取最佳条件为萃取压力20 MPa、萃取时间1 h、萃取温度15℃,月桂叶精油得率为2.16%;二者得率均明显高于水蒸气蒸馏法(1.25%)。②超临界CO₂萃取月桂叶精油共检测出66种致香成分,主要为1,8-桉叶油素(16.43%)、a-乙酸松油酯(15.68%)、芳樟醇(12.84%)等;亚临界CO₂萃取月桂叶精油共检测出62种致香成分,主要为1,8-桉叶油素(17.22%)、a-乙酸松油酯(16.11%)、芳樟醇(11.84%)等;水蒸气蒸馏月桂叶精油检测出49种致香成分,主要为1,8-桉叶油素(18.39%)、a-乙酸松油酯(15.60%)、芳樟醇(9.60%)等。③超临界CO₂和亚临界CO₂萃取月桂叶精油在改善香气质、刺激性、余味方面效果相当,且均优于水蒸气蒸馏月桂叶精油。