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        棉稈芯紡絲漿粕制備及性能表征

        2017-05-30 11:38:38楊陳
        現(xiàn)代紡織技術(shù) 2017年1期
        關(guān)鍵詞:漿粕分子結(jié)構(gòu)結(jié)晶度

        楊陳

        摘要:通過(guò)制備棉稈芯漿粕,測(cè)試其各項(xiàng)紡絲性能指標(biāo),探討棉桿芯漿柏紡絲的可能性。研究表明:經(jīng)冰乙酸、硝酸、蒸餾水混合溶液沸煮后再經(jīng)乙醇、蒸餾水清洗的棉稈芯漿粕相比僅經(jīng)研磨后徹底烘干的棉稈芯顆粒,漿粕的松散性與纖維素Ia含量均有不同程度的提高,其中纖維素k含量達(dá)到了91.4%,而纖維素的相對(duì)分子質(zhì)量、聚合度、纖維素IB含量與結(jié)晶度分別下降了50.72%、50.72%、40.6%和16.8%,所測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了紡絲的標(biāo)準(zhǔn),可用于紡制再生纖維素纖維。

        關(guān)鍵詞:棉稈芯;漿粕;紡絲指標(biāo);分子結(jié)構(gòu);結(jié)晶度

        再生纖維素纖維以其低廉的價(jià)格,優(yōu)異的吸濕透氣、導(dǎo)汗、染色性能備受廣大人民群眾的喜愛(ài),擁有較為廣闊的市場(chǎng)前景。隨著我國(guó)林木保護(hù)制度的完善與健全,造成了以林木為原料的再生纖維素纖維的原料短缺。我國(guó)具有較大面積的棉花種植,棉稈資源豐富,如何通過(guò)化學(xué)及物理處理,將棉稈芯紡制再生纖維素纖維,充分提高棉稈的利用率,已經(jīng)成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。目前,僅有中原工學(xué)院張會(huì)、朱美靜等利用有機(jī)溶劑混合體系乙醇/過(guò)氧酸/水處理棉稈芯,本文以另一種制漿工藝制備了棉稈芯漿粕,并測(cè)試棉稈芯漿粕的性能指標(biāo),論證棉稈芯漿粕紡絲的可能性,為棉稈芯的充分利用提供一定的參考依據(jù)。

        1.實(shí)驗(yàn)部分

        1.1實(shí)驗(yàn)材料

        棉稈(產(chǎn)自江西省南昌市向塘鎮(zhèn))、冰乙酸(純度99.5%,上海銘益化工有限公司產(chǎn))、硝酸(純度65%~68%,濟(jì)南盈動(dòng)化工有限公司產(chǎn))、苯(博歐特(天津)化工貿(mào)易有限公司產(chǎn))、乙醇(深圳市金鴻化工有限公司產(chǎn))、氫氧化鈉(上海埃彼化學(xué)試劑有限公司產(chǎn))、乙二胺(濟(jì)寧佰一化工有限公司產(chǎn))、無(wú)水硫酸銅(東莞市喬科化學(xué)有限公司產(chǎn))、濃氨水(山東滕州祥潤(rùn)化工有限公司產(chǎn),含量25%),以上化學(xué)試劑均為分析純。

        1.2實(shí)驗(yàn)儀器

        XQM-4A立式半圓形行星式球磨機(jī)(長(zhǎng)沙中晶化工機(jī)械有限公司)、BSXT-06型索氏提取器(無(wú)錫久平儀器有限公司產(chǎn))、YZG-600低溫真空干燥箱(南京天耀機(jī)械設(shè)備廠產(chǎn))、HH-S-8恒溫水浴鍋(上海汗諾儀器有限公司產(chǎn))、SCO-2DF熱風(fēng)循環(huán)烘箱(東莞市心舟工業(yè)設(shè)備有限公司產(chǎn))、FA2104B萬(wàn)分之一電子天平(上海平軒科學(xué)儀器有限公司產(chǎn))、JSM-6360LV型掃描電鏡(日本日立電子公司產(chǎn))、電爐(天津天泰儀器有限公司產(chǎn))、1835平型烏氏粘度計(jì)(南京互川電子有限公司購(gòu)買(mǎi))、布魯克AV400核磁共振波譜儀(瑞士布魯克公司產(chǎn))。

        1.3實(shí)驗(yàn)方法

        1.3.1漿粕制備

        將棉稈去除韌皮纖維后,切割成長(zhǎng)度為10 mm棉稈芯段,將棉稈芯段用刀縱向劈開(kāi),使之成為棉稈芯細(xì)條。利用XQM-4A立式半圓形行星式球磨機(jī)將徹底烘干的棉稈芯條磨碎后,使之顆粒大小在100目之內(nèi)。利用SCO-2DF熱風(fēng)循環(huán)烘箱20℃的溫度下徹底烘干(以0.5 h間隔測(cè)量棉稈芯的質(zhì)量變化<0.001 g為徹底烘干依據(jù),下述烘干過(guò)程均以此為標(biāo)準(zhǔn))待用。

        將乙醇與苯按照體積1:1的比例配制成混合溶液,利用苯與乙醇混合溶液在BSXT-06型索氏提取器中對(duì)棉稈芯顆粒進(jìn)行提純,去除棉稈芯中的脂類(lèi)與單寧等雜質(zhì)。本次實(shí)驗(yàn)采取多次提純,每次提純5 h,提純后均在20℃的烘箱中烘干。以連續(xù)提純的后質(zhì)量變化小于0.001 g為提純實(shí)驗(yàn)完成的參考依據(jù)。將160 mL的冰乙酸、20 mL的硝酸、20 mL的蒸餾水倒人500 mL的圓底燒瓶中待用。利用FA2104B萬(wàn)分之一電子天平分別稱取5份提純后的棉稈芯顆粒10 g,將稱取好的棉稈芯顆粒放置到圓底燒瓶中,將圓底燒瓶放置電爐上沸煮1 h后,將圓底燒瓶中的漿粕放置在100網(wǎng)目的標(biāo)準(zhǔn)篩上,用乙醇進(jìn)行反復(fù)沖洗過(guò)濾后,再用蒸餾水進(jìn)行反復(fù)沖洗。將反復(fù)沖洗干凈后的棉稈芯粗漿放置在SCO-2DF熱風(fēng)循環(huán)烘箱20℃的溫度下徹底烘干。

        1.3.2形貌

        利用JSM-6360LV型掃描電鏡(SEM)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中僅經(jīng)XQM-4A立式半圓形行星式球磨機(jī)研磨后徹底烘干的棉稈芯顆粒與經(jīng)冰乙酸、硝酸、蒸餾水混合溶液沸煮后再經(jīng)乙醇、蒸餾水清洗后的粗漿粕進(jìn)行掃描電鏡觀察。利用HF-8001B恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)對(duì)所有實(shí)驗(yàn)試樣在溫度20℃、相對(duì)濕度65%的條件下調(diào)濕24 h待用。實(shí)驗(yàn)所需加速電壓為30 kV,噴金時(shí)間為90 s,實(shí)驗(yàn)放大倍數(shù)均為2 000倍。

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