水稻秸稈纖維素的純化及紡絲工藝的研究.pdf

1、隨著社會和經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源與環(huán)境問題受到越來越多的關(guān)注和重視。基于化石資源的合成纖維是現(xiàn)代文明的標志性產(chǎn)物，但近年來由于其資源日益緊張，價格不斷上漲，以及其所帶來的環(huán)境壓力等，對傳統(tǒng)紡織工業(yè)帶來了嚴峻挑戰(zhàn)。開發(fā)可再生和綠色環(huán)保的天然纖維材料已成為必然。纖維素是地球上儲量最豐富的天然高分子，主要存在于棉、麻、木材、竹、蘆葦、農(nóng)作物秸稈等天然植物中;在我國，僅秸稈產(chǎn)量就高達11億噸以上，居世界首位，但長期以來被忽視，甚至由于焚燒帶來新的

2、環(huán)境污染。秸稈中的主要組分-纖維素具有生物可降解性、生物相容性和來源廣泛等優(yōu)勢，值得我們廣泛關(guān)注。本論文針對秸稈纖維素的純化和紡絲工藝等關(guān)鍵問題進行了研究，優(yōu)化了纖維素純化工藝，得到了符合紡絲要求的秸稈纖維素，并研究了其紡絲性能。
　　本論文的具體工作包括以下內(nèi)容:
　　1、采用堿煮、漂白和脫灰三個工藝對秸稈纖維素進行純化處理，以平均聚合度、α-纖維素含量、酸不溶木質(zhì)素含量以及多戊糖含量作為纖維素目標產(chǎn)物評價指標，對純化工藝

3、進行了優(yōu)化，得到了理想的纖維素純化工藝，即堿煮最佳條件為兩次堿煮法第一次為4h，第二次為2h其中氫氧化鈉用量為0.0025 mol/L。漂白工藝最佳條件是采用三次漂白法，每次漂白4h，反應(yīng)在50℃條件下，固液比為1∶30 g/mL，堿溶液濃度為0.058 mol/L，H2O2濃度為0.058 mol/L。同時，對純化工藝中使用的水進行了回收和利用試驗，結(jié)果表明其可以循環(huán)利用5次以上。
　　2、從水稻秸稈提取的纖維素含有較高的無機物

4、成份（即灰分），首次采用NaF和鹽酸、氫氟酸和鹽酸兩種混合溶液分別對水稻秸稈纖維素進行脫灰研究，通過正交試驗，優(yōu)化了兩種脫灰工藝，并對處理后秸稈纖維素進行了紅外光譜(FT-R)、X射線衍射(XRD)、聚合度、α-纖維素含量、酸不溶木質(zhì)素含量以及多戊糖含量等表征和分析。結(jié)果表明，經(jīng)過上述兩種方法處理后的水稻秸稈纖維素的化學(xué)結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生明顯變化，結(jié)晶度有一定程度提高;采用NaF和鹽酸、氫氟酸和鹽酸兩種混合溶液條件，可有效除去無機物灰分含量

5、，并分別使其從3.8 wt％降低為0.146wt％和0.0027 wt％，達到溶液紡絲要求;電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析結(jié)果表明，鹽酸、NaF和氫氟酸在除灰過程中分別作用于不同的雜質(zhì)元素從而達到脫灰的目的。對氫氟酸處理水稻秸稈纖維素產(chǎn)生的廢液進行了回收處理，發(fā)現(xiàn)其可作為制備H2SiF6的原料，從而實現(xiàn)廢物利用。
　　3、對水秸稈纖維素進行了紡絲工藝研究，以紡絲設(shè)備中噴絲孔噴絲形貌結(jié)合X射線衍射(XRD)和紅外光譜(FT-IR)對結(jié)