脫膠是苧麻紡織行業中最基礎而又關鍵的環節,它的好壞直接影響到紡紗工藝能否順利進行及紡織品的質地與品質.目前脫膠方法有酶脫膠和化學脫膠,酶脫膠工藝雖然簡單,但脫膠周期長,并且具有選擇性.而常用的化學脫膠工藝需進行浸酸處理和兩次浸堿工藝,不僅對纖維素的強度有所損傷,而且工藝長,能源消耗多.從節約能源、節省化工料消耗和減少煮練廢水對環境的污染等方面考慮,應選擇能使原麻中纖維與膠質分離呈單根纖維狀態的最佳堿煮條件.從這一角度出發,本文作者使用氫氧化鈉浸泡苧麻代替酸處理,采用堿氧一浴法代替目前工廠常用的兩次燒堿煮練和氧漂三道工序,通過實驗研究不同的堿量、助劑量和雙氧水量與殘膠率、纖維白度和斷裂強度之間的關系,并對此工藝參數進行了最優化處理,探討了苧麻脫膠短流程工藝的可能性.
1實驗材料、儀器和主要工藝
1.1材料
(1)苧麻:湖南益陽原苧麻
(2)藥品:氫氧化鈉、雙氧水、助劑(自配)
1.2儀器
水浴鍋;功率可調電爐;XD一1型纖維細度儀;XQ一1型纖維強伸度儀;Dataco|or電腦測配色儀.
1.3主要工藝
(1)用氫氧化鈉浸泡苧麻:浴比1:3O,溫度8O℃,時間30min,氫氧化鈉用量2g/L.
(2)堿脫膠和漂白:浴比1:3O,時間70min,溫度100℃,助劑量、氫氧化鈉量、過氧化
2實驗設計
為研究精干麻殘膠率、白度和斷裂強度隨堿煮練工藝參數改變而變化的規律,本文采用了2次通用旋轉實驗設計.因為氫氧化鈉量、助劑量和雙氧水量對殘膠率和白度影響較大,因此選取以上3個參數作為實驗因子,采用三因子二次旋轉組合設計進行實驗安排,其因子編碼水平見表1.

3數據處理
實驗時,按照三因子二次旋轉通用組合設計的結構矩陣方案安排實驗,每次實驗重復5次,獲得原始實驗數據.采用Matlab7.0編程處理原始數據【6】.


4結果分析
4.1殘膠率
殘膠率的有效回歸方程為:
y1—2.6279—1.6537x2+0.7189x3+1.92l2x23+1.4112x+1.6888x2
由殘膠率Y()與三因子的回歸方程可知:助劑濃度和雙氧水濃度對去除苧麻膠質較顯著,且助劑濃度對殘膠率的影響大于雙氧水濃度,二者之間也存在較顯著的交互作用;而堿液濃度同殘膠率為二次關系,對殘膠率作用不明顯.利用Matlab分別得到z一0、±1時殘膠率與助劑和雙氧水濃度三維關系,如圖1和圖2所示.比較圖1和圖2,在不同的堿液條件下,使用的助劑濃度越高,雙氧水的濃度越低,殘膠率越小,脫膠效果越好.可見,采用氫氧化鈉浸泡苧麻處理后,使用自配助劑對苧麻脫膠,可以達到減少雙氧水和燒堿用量,并得到較好脫膠效果的目的.

4.2斷裂強度
斷裂強度的有效回歸方程為:
Y2—4.9649+0.2572x1+0.1771x2—0.3696x3—0.3487x1272+0.3188x1273+0.5662x2273+0.2317z+0.15393:;MatLab下,分別繪制z。一一1、0和1條件下,斷裂強度同雙氧水濃度和堿液濃度關系如圖3、4和5所示.堿液濃度,助劑濃度和雙氧水的濃度對斷裂強度的影響都是顯著的;且三者之間都存在著較顯著的交互作用的影響;從圖中可以看出,當z。分別為~1,0,+1,雙氧水和堿液濃度都較低或較高


4.3白度
白度有效回歸方程為:Y343.5525+2.9218x1—1.9875x2X3+1.5736x;+1.6620x;圖6是白度與雙氧水和助劑的關系圖解.堿液濃度對白度的影響是顯著的,而助劑濃度和雙氧水濃度對白度的影響不顯著,但助劑濃度和雙氧水濃度的交互作用對白度有較大的作用.由回歸方程可知,白度同堿液量呈正比例線性關系,即堿液濃度越大,白度越好.當雙氧水濃度較高、助劑濃度低和雙氧水濃度較低、助劑濃度高時,白度均較好;而二者濃度都較高或都較低時白度均較差.

5工藝優化處理
數據的優化處理在Matlab上編程],采用隨機方向搜索法進行求解,為求全域最優解,選擇了多個不同可行初始點進行求解,得出如下結果,見表2,所求結果與分析相符.

6結語
采用燒堿浸泡苧麻,通過對脫膠和漂白——浴法工藝參數的分析可得,采用自配助劑對苧麻脫膠,可以達到減少雙氧水和燒堿用量的目的,并得到較好的脫膠效果及較佳的纖維斷裂強度和白度.通過工藝優化處理得到最優工藝為:堿液濃度:1.2g/L;助劑濃度:7.9g/L;雙氧水濃度:16.0ml/L.
您所在的位置:








