生態(tài)循環(huán)法制備棉稈韌皮纖維及稈芯應(yīng)用研究.pdf

1、近幾年來，對(duì)廢棄物棉稈的資源再利用已得到重視，相關(guān)的科學(xué)研究也漸漸開展起來，但多數(shù)研究局限在棉稈韌皮而忽略了份量更重的棉稈芯。本文以棉稈的綜合開發(fā)利用為宗旨，首先對(duì)棉稈的皮與芯進(jìn)行分離，然后對(duì)制備棉稈韌皮纖維和從稈芯中提取纖維素的工藝進(jìn)行了研究，以期為后續(xù)實(shí)驗(yàn)和未來大規(guī)模生產(chǎn)過程提供理論基礎(chǔ)。
　　韌皮、稈芯分離實(shí)驗(yàn)中，以30℃的生態(tài)活性水為作用介質(zhì)，按料水比例1:3將棉稈放入封閉的反應(yīng)釜4天左右即可達(dá)到很好的皮、芯分離效果。對(duì)于

2、分離所得的韌皮，采用如下脫膠工藝進(jìn)行處理：韌皮準(zhǔn)備→40℃生態(tài)活性水預(yù)處理一周→刮青處理→清水洗滌→打纖→棉稈韌皮工藝粗纖維→超聲波+堿氧?。尤隢aOH一定時(shí)間后添加H2O2)→溫水洗滌→打纖→清水洗滌→烘干。利用正交設(shè)計(jì)軟件，得到棉稈韌皮粗纖維脫膠的最優(yōu)工藝參數(shù)組合：NaOH濃度1.0molL-1， H2O2濃度30mlL-1，溫度70℃及作用時(shí)間2+2.5h，此條件下所得棉稈韌皮工藝?yán)w維的殘膠率僅為5.5％，殘余木質(zhì)素率降至8.2

3、%。通過測(cè)試棉稈韌皮工藝?yán)w維的基本性能，發(fā)現(xiàn)其長(zhǎng)度14cm、細(xì)度2.9Tex，強(qiáng)度3.3CN/dTex，與大麻和黃麻接近，基本可滿足紡粗支紗的要求。對(duì)棉稈韌皮工藝?yán)w維進(jìn)行紅外光譜和熱重的分析測(cè)試，證實(shí)了其具有植物纖維的特性和良好的熱穩(wěn)定性。
　　分離所得的稈芯采用有機(jī)溶劑法進(jìn)行處理以提取纖維素，即用醋酸、硝酸和水的混合溶液降解稈芯中的木質(zhì)素及半纖維等雜質(zhì)，通過實(shí)驗(yàn)得到如下結(jié)論：在常壓下用80/10/10的醋酸/硝酸/水混合溶液體系

4、在固液比1：15，溫度115℃的條件下作用于棉稈芯30min得到的纖維素樣品純度高達(dá)93.97%，殘留的木質(zhì)素含量?jī)H為1.8%，纖維素和木質(zhì)素的分離程度達(dá)到最佳。對(duì)所得纖維素樣品進(jìn)行電鏡掃描發(fā)現(xiàn)其分子成顆粒狀，木質(zhì)素等雜質(zhì)去除較為徹底；紅外光譜顯示出較高純度的纖維素樣品；熱重分析則表明所得到的纖維素樣品熱穩(wěn)定性降低，其裂解發(fā)生在243℃～332℃的溫度范圍內(nèi)。
　　通過論文研究，認(rèn)為棉稈是一種利用價(jià)值極高的生物質(zhì)資源。從棉稈芯中提