稻秸稈和桑皮提取非織造纖維材料的方法研究.pdf

1、我國(guó)有豐富的秸稈資源,年產(chǎn)量可達(dá)7億多噸,居世界之首。其中玉米秸稈占36.7％,稻草秸稈占27.5％,小麥秸稈占15.2％,經(jīng)計(jì)算,從這2億多噸的稻秸稈中就可提取稻秸稈纖維達(dá)1億來(lái)噸。每年被伐的桑條資源同樣驚人,2006年我國(guó)桑蠶繭產(chǎn)量達(dá)73.8萬(wàn)噸,占世界的70％以上,生絲產(chǎn)量9.3萬(wàn)噸,生絲出口量占世界的75％,主導(dǎo)著國(guó)際市場(chǎng)形勢(shì)。據(jù)推算,每年產(chǎn)出74萬(wàn)噸蠶繭需要大約1000萬(wàn)畝桑田來(lái)支撐。而每年要對(duì)桑樹(shù)進(jìn)行夏伐與冬整,據(jù)估算一畝桑

2、田因此剪下來(lái)的桑條就有4噸,其中桑皮重占桑條約17％,桑皮纖維重占桑皮約30％,這樣每畝廢桑條可生產(chǎn)桑皮纖維約200千克,總產(chǎn)量可達(dá)200萬(wàn)噸左右,約是我國(guó)06年桑蠶繭產(chǎn)量的3倍。由此可以看出開(kāi)發(fā)利用稻秸稈纖維和桑皮纖維有著相當(dāng)大的空間。 本文研究探討了從農(nóng)業(yè)廢棄物-稻秸稈和桑皮中提取非織造纖維材料的方法。在一定的溫度和時(shí)間下,低濃度堿能水解稻秸稈的纖維細(xì)胞間的木質(zhì)素,使粘結(jié)纖維細(xì)胞的多糖物質(zhì)等松動(dòng)脫落,并使之纖維細(xì)胞分離成纖維

3、狀,加之均勻攪拌給了纖維細(xì)胞的離散動(dòng)力,也彌補(bǔ)了低濃度Na+的作用效果。低濃度Na+又不充分作用于所有的木質(zhì)素和多糖物質(zhì),例如非酚型α-芳基醚鍵、酚型β-芳基醚鍵的木質(zhì)素就很難被低濃度堿溶液水解,這樣就使一部分的木質(zhì)素及多糖物質(zhì)仍然連接在纖維細(xì)胞與纖維細(xì)胞之間,從而使纖維長(zhǎng)度達(dá)到厘米級(jí)單位。由此得出的試驗(yàn)結(jié)論為：稻秸稈與NaOH質(zhì)量配比為1:0.6;稻秸稈與溶液的固液比(g:ml)為1:30;溫度設(shè)置為90℃；攪拌轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為720r/

4、min,在加熱的同時(shí)均勻攪拌；作用時(shí)間120 min后得到的試驗(yàn)結(jié)果最為理想：提取的稻秸稈纖維平均長(zhǎng)10.3mm,寬19.3μm;纖維的纖維素含量為74.85％；灰分含量為2.21％；成纖率為25.88％；纖維束未離散率為0.5％。提取桑皮纖維方法如下：通過(guò)不同水質(zhì)在有氧、無(wú)氧、室內(nèi)、室外條件下分別浸泡桑皮,微生物發(fā)酵和水體生物蝕取后從而使桑條表皮和韌皮部自然分離,進(jìn)而韌皮部桑皮纖維離散成單根纖維,為提取桑皮纖維用于非織造材料提供了廉價(jià)

5、、快捷、純天然的提取方法。并且對(duì)浸泡期間的氣溫、濕度、水溫、pH值的變化以及水體中生物的生長(zhǎng)情況、桑皮纖維離散狀況等做了詳細(xì)的觀察記錄；對(duì)提取后桑皮纖維的各成分含量進(jìn)行了測(cè)量和分析；對(duì)成纖后非織造布濕法成網(wǎng)的可行性進(jìn)行了預(yù)測(cè)。結(jié)果表明：實(shí)測(cè)氣溫25～32℃,桑皮在室內(nèi)有氧條件下用池塘水或自來(lái)水浸泡發(fā)酵20到25天纖維束成單纖率最佳,提取的桑皮纖維平均長(zhǎng)23.2mm,寬18.9μm,纖維的纖維素含量為73.92％,回潮率7.63％,苯醇提

6、取物2.42％。 本研究對(duì)不同的農(nóng)業(yè)廢棄物使用了不同的方法提取纖維用于非織造材料,提出的兩種纖維在特點(diǎn)、性質(zhì)、成分、狀態(tài)上有一定的差異,稻草纖維較桑皮纖維硬、短,但纖維素含量與桑皮纖維相近。通過(guò)掃描電鏡圖可直觀地看到,所提取的稻秸稈纖維和桑皮纖維在外表結(jié)構(gòu)上很接近。通過(guò)與棉纖維電鏡圖比較,我們發(fā)現(xiàn)三個(gè)纖維在外表結(jié)構(gòu)都很接近,表面的細(xì)絲狀螺旋形皺紋是纖維的最外層-初生層,也是纖維素纖維的特征之一。通過(guò)紅外光譜進(jìn)一步分析得出,稻秸稈