桑皮纤维的化学提取方法及性能研究

论文摘要

本文采用GB5889—86《苎麻化学成分定量分析方法》测定桑皮的化学成分,结果表明桑皮所含纤维素较低,约为28.6%;而果胶和水溶物的含量远远高于麻类;半纤维素的含量也较高,约为15.7%,木质素的含量约为9.6%。桑皮纤维的化学脱胶工艺流程为:试样准备—预处理—水洗—碱煮（一煮—水洗—二煮）—水洗—打纤—中和—水洗—抖松—脱水—给油—脱水—烘干。参考麻类脱胶及桑皮纤维的一些探索性实验确定了一煮的工艺参数为:氢氧化钠10g/L,时间1h,温度100℃,浴比1:10,常压;对预处理及二煮工艺参数分别进行了正交实验设计,试验结果表明:尿氧预处理桑皮残胶率最低,所得桑皮纤维的各项性能指标较好,工艺参数为:双氧水的浓度为5g/L,尿素的浓度为8%owf,在75℃下作用90min;二煮工艺参数为:氢氧化钠10g/L、三聚磷酸钠8%owf、硅酸钠8%owf、时间3h、浴比1:10、煮沸、常压,并分析了脱胶机理。本论文对所制取的桑皮纤维长度、细度、回潮率、断裂强力及断裂伸长率、质量比电阻、单纤维摩擦系数、形态结构等基本性能进行了测试,并对其进行了X-射线衍射分析,运用差示扫描量热法（DSC）进行热分析。实验结果表明,桑皮纤维平均长度:23mm、细度:3.2 dtex、回潮率:9%、断裂强度:73 cN/tex、断裂伸长率:5%、质量比电阻:107Ω·g/cm2,由X-射线衍射分析可知,桑皮纤维属于纤维素Ⅰ,经化学方法处理前后的桑皮纤维,其特征谱线一致,未改变纤维素的结构。但处理后的结晶度和微晶尺寸增加。经DSC分析可知,桑皮纤维玻璃化转变温度不明显,至316.00℃时,桑皮纤维吸热炭化分解,未有熔融吸热峰发现。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 课题研究目的、现状和意义
• 1.1.1 目的
• 1.1.2 现状
• 1.1.2.1 国外研究现状
• 1.1.2.2 国内研究现状
• 1.1.3 意义
• 1.2 课题研究的主要内容及前景
• 1.2.1 主要研究内容
• 1.2.2 课题前景
• 第二章 桑树枝条、桑皮的组成及脱胶方法
• 2.1 桑树枝条的结构
• 2.2 桑皮的化学成分
• 2.2.1 纤维素
• 2.2.2 半纤维素
• 2.2.3 果胶物质
• 2.2.4 木质素
• 2.2.5 脂腊质
• 2.2.6 灰分
• 2.2.7 其他物质
• 2.3 脱胶方法
• 2.3.1 传统天然水沤麻脱胶方法
• 2.3.2 化学脱胶
• 2.3.3 微生物脱胶
• 2.3.4 酶法脱胶
• 2.3.5 超声波脱胶技术
• 2.3.6 闪爆法脱胶
• 第三章 桑皮化学成分定量分析及化学脱胶工艺流程设计
• 3.1 桑皮的化学成分定量分析
• 3.1.1 试验目的
• 3.1.2 实验方法
• 3.1.3 实验仪器及化学药品
• 3.1.3.1 仪器
• 3.1.3.2 化学药品
• 3.1.4 试样准备
• 3.1.5 结果与分析
• 3.2 工艺流程设计
• 3.3 小结
• 第四章 桑皮化学脱胶的预处理工艺
• 4.1 实验
• 4.1.1 试样准备
• 4.1.2 实验仪器及化学药品
• 4.1.3 实验方案
• 4.1.4 测试
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 结果
• 4.2.2 反应机理
• 4.2.2.1 双氧水
• 4.2.2.2 次氯酸钠
• 4.2.2.3 浓硫酸
• 4.2.2.4 草酸铵
• 4.3 优化实验
• 4.3.1 正交设计
• 4.3.2 结果与分析
• 4.3.3 力学性能测试与分析
• 4.3.3.1 强力分析
• 4.4 小结
• 第五章 桑皮化学脱胶工艺
• 5.1 桑皮的脱胶
• 5.1.1 脱胶机理
• 5.1.2 助剂
• 5.2 实验
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 残胶率分析
• 5.3.2 力学性能测试与分析
• 5.4 小结
• 第六章 桑皮纤维的结构及性能
• 6.1 形态结构
• 6.1.1 桑皮纤维的横截面形态结构
• 6.1.2 纵向形态
• 6.2 性能测试与分析
• 6.2.1 测试结果
• 6.2.2 分析
• 6.3 X-射线衍射
• 6.4 DSC热学分析
• 6.5 小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录
• 致谢