摘 要：本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，包括以下步驟：原麻軟化步驟，微波輔助弱酸處理步驟，單纖維水洗分揀步驟，單纖維后處理步驟，以及木質(zhì)素水洗沉淀步驟。通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)在普遍采用的硫酸鹽堿法分離技術(shù)工藝、采用乳酸等弱酸替代燒堿和硫化鈉試劑，聯(lián)合溫水軟化處理、微波輔助加熱與循環(huán)水洗處理等系列技術(shù)手段，生產(chǎn)得到紅麻纖維素單纖維和木質(zhì)素產(chǎn)品。較好地解決了現(xiàn)有硫酸鹽堿法分離方法花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、效率低、產(chǎn)品質(zhì)量損失嚴(yán)重、堿和硫等環(huán)境污染用品用量大且廢水處理相對(duì)較難等系列技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明采用清潔且高效的分離工藝，較為徹底地脫除了紅麻原麻所含非纖維素成分，獲得了良好的單纖維和木質(zhì)素分離效果。
權(quán)力要求書
1.一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，其特征在于，包括以下步驟：第一步，原麻軟化步驟將紅麻原麻切成1～2cm長(zhǎng)的小段，置于浸漬槽內(nèi)，浸沒(méi)在45～55℃的溫水中，以使紅麻原麻軟化；第二步，微波輔助弱酸處理步驟將所軟化的紅麻原麻束軋水至含水率<10％，然后將其置入微波罐中，開(kāi)啟進(jìn)液閥，注入弱酸；然后，密封微波罐，加熱至罐內(nèi)溶液溫度>100℃，保持該溫度一定的時(shí)間；最后，將微波罐降溫至50℃以下，排空并收集微波罐內(nèi)的液體；開(kāi)啟進(jìn)水閥，噴淋沖洗干凈所余固體后，得到紅麻纖維素單纖維半成品；第三步，單纖維水洗分揀步驟將經(jīng)過(guò)微波輔助弱酸處理得到的紅麻纖維素單纖維半成品置入流動(dòng)水洗槽中，保持水液面高于麻纖維，緩慢攪動(dòng)，以滌除經(jīng)過(guò)弱酸處理后已分離、但仍附著于紅麻纖維表面上的膠質(zhì)；同時(shí)，清理掉浮于水面的紅麻韌皮組織外面的表皮；然后，撈出麻纖維，軋水至麻纖維的含水率為30～50％，得到清潔的紅麻單纖維；第四步，單纖維后處理步驟將清潔的紅麻單纖維，依次經(jīng)脫水、烘干，即得到紅麻單纖維成品；第五步，木質(zhì)素水洗沉淀步驟將微波罐內(nèi)收集的液體泵入過(guò)量蒸餾水的水洗槽中，緩慢攪拌以擾動(dòng)水洗混合液，使酸處理液體與蒸餾水充分混合；然后收集水洗后的沉淀物，再次浸入干凈蒸餾水的清洗槽中，經(jīng)蒸餾水多次洗滌的沉淀物干燥后所得產(chǎn)品為紅麻木質(zhì)素成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，其特征在于，第一步中，紅麻原麻在溫水中的浸泡時(shí)間為30～40min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，其特征在于，第二步中，所述弱酸選自乳酸、甲酸、乙酸或其混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，其特征在于，第二步中，所述弱酸的添加量以微波罐中注入弱酸后浴比為1:10～1:30進(jìn)行計(jì)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，其特征在于，第二步中，加熱至罐內(nèi)溶液溫度為120～130℃，并在該溫度下保持時(shí)間30～35min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，其特征在于，第三步中，控制水液面高于麻纖維30cm，緩慢攪動(dòng)5min，攪拌轉(zhuǎn)速為60～200r/min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，其特征在于，第四步中，所述烘干的工藝溫度為120～130℃，保溫時(shí)間為15～60min。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，尤其涉及一種紅麻單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，屬于輕工生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
現(xiàn)有技術(shù)的紅麻纖維素單纖維和木質(zhì)素分離生產(chǎn)方法中，單纖維提取工藝路線為：紅麻原麻樣品準(zhǔn)備—硫酸鹽法堿煮(NaOH濃度16％，NaS2濃度25％，溫度165℃，時(shí)間2h，浴比1:5)—水洗—脫水—烘干—單纖維成品。木質(zhì)素制備技術(shù)是將上述硫酸鹽法堿煮液采用稀硫酸(濃度5％)多次洗滌沉淀后烘干得到木質(zhì)素成品。
現(xiàn)有技術(shù)的紅麻單纖維及木質(zhì)素分離生產(chǎn)方法的主要問(wèn)題或不足在于，其分離步驟需要采用濃度相對(duì)較高的NaOH(濃度為16％)和NaS2(濃度為25％)、高溫分離工序的溫度高且時(shí)間長(zhǎng)(溫度約165℃，時(shí)間約2h)、NaS2成分高溫下易分解釋放出二氧化硫氣體，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。并且，所排放的廢水中，由于NaOH和NaS2成分的含量高，導(dǎo)致后續(xù)的廢水處理難度加大，廢水處理成本較高。
更為關(guān)鍵的是，現(xiàn)有技術(shù)的紅麻單纖維及木質(zhì)素的分離生產(chǎn)方法，其成品紅麻單纖維細(xì)度分散均勻性較差、纖維素纖維及木質(zhì)素結(jié)構(gòu)損傷都較大，使其性能降低并影響后續(xù)使用。
發(fā)明內(nèi)容
基于上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法。
本發(fā)明所采用的技術(shù)解決方案是：
一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，包括以下步驟：
第一步，原麻軟化步驟將紅麻原麻切成1～2cm長(zhǎng)的小段，置于浸漬槽內(nèi)，浸沒(méi)在45～55℃的溫水中，以使紅麻原麻軟化；
第二步，微波輔助弱酸處理步[0011]將所軟化的紅麻原麻束軋水至含水率<10％，然后將其置入微波罐中，開(kāi)啟進(jìn)液閥，注入弱酸；
然后，密封微波罐，加熱至罐內(nèi)溶液溫度>100℃，保持該溫度一定的時(shí)間；
最后，將微波罐降溫至50℃以下，排空并收集微波罐內(nèi)的液體；開(kāi)啟進(jìn)水閥，噴淋沖洗干凈所余固體后，得到紅麻纖維素單纖維半成品；
第三步，單纖維水洗分揀步驟
將經(jīng)過(guò)微波輔助弱酸處理得到的紅麻纖維素單纖維半成品置入流動(dòng)水洗槽中，保持水液面高于麻纖維，緩慢攪動(dòng)，以滌除經(jīng)過(guò)弱酸處理后已分離、但仍附著于紅麻纖維表面上的膠質(zhì)；同時(shí)，清理掉浮于水面的紅麻韌皮組織外面的表皮；
然后，撈出麻纖維，軋水至麻纖維的含水率為30～50％，得到清潔的紅麻單纖維；
第四步，單纖維后處理步驟
將清潔的紅麻單纖維，依次經(jīng)脫水、烘干，即得到紅麻單纖維成品；
第五步，木質(zhì)素水洗沉淀步驟
將微波罐內(nèi)收集的液體泵入過(guò)量蒸餾水的水洗槽中，緩慢攪拌以擾動(dòng)水洗混合液，使酸處理液體與蒸餾水充分混合；
然后收集水洗后的沉淀物，再次浸入干凈蒸餾水的清洗槽中，經(jīng)蒸餾水多次洗滌的沉淀物干燥后所得產(chǎn)品為紅麻木質(zhì)素成品。
優(yōu)選的，第一步中，紅麻原麻在溫水中的浸泡時(shí)間為30～40min。溫水的溫度更加優(yōu)選50℃。
優(yōu)選的，第二步中，所述弱酸選自乳酸、甲酸、乙酸或其混合物；更加優(yōu)選采用乳酸。微波罐中可直接注入乳酸，當(dāng)然也可將乳酸先配制成一定濃度的乳酸液，然后注入。
優(yōu)選的，第二步中，所述弱酸的添加量以微波罐中注入弱酸后浴比為1:10～1:30進(jìn)行計(jì)算，即軟化且束軋水后的紅麻原麻與弱酸的質(zhì)量比為1:10～1:30。更加優(yōu)選浴比為1:20。
優(yōu)選的，第二步中，加熱至罐內(nèi)溶液溫度為120～130℃，并在該溫度下保持時(shí)間30～35min。
優(yōu)選的，第三步中，控制水液面高于麻纖維30cm，緩慢攪動(dòng)5min，攪拌轉(zhuǎn)速為60～200r/min。
優(yōu)選的，第四步中，所述烘干的工藝溫度為120～130℃，保溫時(shí)間為15～60min。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：
本發(fā)明不使用燒堿和硫化鈉，所用化學(xué)試劑乳酸無(wú)毒無(wú)害且可回收利用，符合清潔生產(chǎn)工藝要求。而且所分離獲得產(chǎn)品產(chǎn)量高，質(zhì)量好(單纖維細(xì)度分散均勻性好，纖維素和木質(zhì)素的性能損傷小)。
本發(fā)明方法生產(chǎn)成本相對(duì)較低。原因在于，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，水、電、汽消耗相對(duì)較低、耗時(shí)短(約2h30min)、化學(xué)藥品用量少(1.4升/千克紅麻原麻)，并且分離工序不使用燒堿和硫化鈉，不會(huì)導(dǎo)致二氧化硫廢氣產(chǎn)生，而乳酸試劑可回收再利用(回收率93％)，環(huán)保壓力小、廢水處理成本相對(duì)較低。
需要說(shuō)明的是，上述技術(shù)方案的生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，符合國(guó)家一直以來(lái)積極倡導(dǎo)的不使用或者少使用燒堿及硫化物，以進(jìn)行紅麻纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離的“綠色”發(fā)展方向。
亦即，上述技術(shù)方案的生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，符合清潔生產(chǎn)的工藝要求。
上述技術(shù)方案，在對(duì)硫酸鹽法工藝“綠色化”分離纖維素與木質(zhì)素技術(shù)改進(jìn)的基礎(chǔ)上，選擇生物友好型試劑—乳酸作為主要分離試劑，結(jié)合微波輔助加熱這一純物理處理手段，較為徹底地脫除了紅麻原麻所含非纖維素成分、獲得了良好的紅麻單纖維和木質(zhì)素分離效果；并且，所采用的“弱酸處理”方法，工藝相對(duì)溫和，大幅降低了對(duì)紅麻單纖維及紅麻木質(zhì)素結(jié)構(gòu)性能的損傷。
為了更好的理解上述技術(shù)方案的技術(shù)原理，詳細(xì)分析與說(shuō)明如下：
上述技術(shù)方案中，將紅麻浸泡于50℃左右溫水中充分軟化，由于水分子體積很小，可以進(jìn)入紅麻原麻致密的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其變得相對(duì)疏松。一方面，水分子的進(jìn)入破壞原麻內(nèi)部部分氫鍵，減弱了麻皮各化學(xué)成分間連接的緊密性，使得后續(xù)弱酸處理時(shí)化學(xué)試劑更容易進(jìn)入麻皮內(nèi)部；另一方面，50℃水分子的布朗運(yùn)動(dòng)快，可比常溫水分子更易打開(kāi)麻皮內(nèi)部氫鍵并軟化麻皮?？傊瑴厮蒈浕幚碓龃罅嘶瘜W(xué)試劑處理原麻的可及度，為后續(xù)弱酸處理中的木質(zhì)素和纖維素纖維有效分離奠定基礎(chǔ)，縮短處理時(shí)間。
隨后的微波輔助弱酸處理工序是本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)最終的紅麻單纖維及木質(zhì)素分離提取起到了至關(guān)重要的作用。
這是因?yàn)?，紅麻原麻的膠質(zhì)含量較多，麻皮組織依靠半纖維素和木質(zhì)素等非纖維素物質(zhì)將纖維粘結(jié)起來(lái)。傳統(tǒng)的制漿分離方式使用氫氧化鈉和硫化鈉等試劑，通過(guò)強(qiáng)烈的化學(xué)反應(yīng)使木質(zhì)素和半纖維素降解，由于麻皮結(jié)構(gòu)的致密性，通常需要高溫及高濃度堿液的蒸煮，才能將堿液滲透至麻皮內(nèi)部，對(duì)麻纖維進(jìn)行完全分離，得到單纖維和木質(zhì)素；在上述過(guò)程中，由于高溫及高濃度堿液的使用，一方面使得氫氧化鈉和硫化鈉等高污染的試劑用量需求大，廢水處理難度大，另一方面高溫高濃度堿液對(duì)纖維素有破壞作用，木質(zhì)素降解劇烈，影響產(chǎn)品的后續(xù)使用。
本發(fā)明采用微波輔助弱酸處理，不僅最大程度上對(duì)半纖維素和木質(zhì)素等非纖維素成分進(jìn)行脫除，使得麻皮纖維細(xì)胞分散，最大程度地減弱對(duì)纖維素和木質(zhì)素的損傷，而且乳酸試劑在大量減少高污染化學(xué)試劑使用的同時(shí)可進(jìn)行回收后再次利用，即保護(hù)了環(huán)境又降低了成本。
在微波輔助弱酸對(duì)紅麻處理過(guò)程中，由于上一工序的軟化步驟，使得有效試劑弱酸分子可以順利進(jìn)入麻皮內(nèi)部，減少了分離程序的總時(shí)間，節(jié)約了能耗；更為重要的是，這些弱酸分子的H+
可對(duì)果膠和半纖維素進(jìn)行大部分降解，使其成為可溶的小分子，而木質(zhì)素和纖維素僅發(fā)生少部分降解；由于上述高溫的酸解作用，果膠及半纖維素與纖維細(xì)胞的粘結(jié)力進(jìn)一步降低，使得紅麻內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)一步疏松，在高溫酸解的作用下大部分木質(zhì)素也與纖維素單纖維分離；最為關(guān)鍵的微波輔助加熱技術(shù)處理除了具備電加熱的熱效應(yīng)外，還具有電磁場(chǎng)交變運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生共振耦合效應(yīng)的非熱效應(yīng)，這種獨(dú)特的非熱效應(yīng)可加速電荷的粒子的運(yùn)動(dòng)，極化有機(jī)化合物分子，降低分解有機(jī)化合物所需要的活化能，使反應(yīng)加速進(jìn)行，從而加強(qiáng)酸解對(duì)纖維素和非纖維素物質(zhì)的分離效果，提高了酸解提取木質(zhì)素和纖維素纖維的效率和得率，縮短處理時(shí)間，節(jié)約能耗和成本。
在這一工序中，大部分非纖維素成分由于高溫和弱酸的降解作用從麻皮里面分離出來(lái)，溶解到酸解殘液中，但仍有一部分殘余的膠質(zhì)附著于處理后的麻纖維細(xì)胞表面，這將在后續(xù)水洗分揀過(guò)程中除去，水洗后烘干得到紅麻單纖維成品；然后，殘液中的大部分果膠和半纖維素的降解產(chǎn)物在水洗過(guò)程中被溶解去除，酸解的木質(zhì)素在水洗后沉淀，經(jīng)過(guò)多次水洗后烘干得到木質(zhì)素成品。
補(bǔ)充說(shuō)明：上述技術(shù)方案中，弱酸高溫(130℃)處理，這種溫度和pH值下纖維素和木質(zhì)素不會(huì)發(fā)生明顯損傷，保證了最終產(chǎn)品的品質(zhì)。此外，殘液中的乳酸等弱酸可進(jìn)行蒸餾處理以回收循環(huán)使用，減輕了廢水處理壓力并降低了生產(chǎn)成本。
綜上所述，本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，具有產(chǎn)品質(zhì)量好、分離時(shí)間短、工藝控制簡(jiǎn)便、成本低、所使用的化學(xué)試劑無(wú)毒無(wú)害、廢水處理難度小等有益效果。
附圖說(shuō)明
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的硫酸鹽堿法生產(chǎn)出的紅麻單纖維成品的電鏡照片；
圖2為本發(fā)明方法的微波輔助弱酸處理后得到的紅麻單纖維成品的電鏡照片；
圖3為硫酸鹽堿法和本發(fā)明的微波輔助弱酸方法的纖維細(xì)度分布對(duì)比柱狀圖；
圖4為硫酸鹽堿法和本發(fā)明的微波輔助弱酸方法的纖維素與木質(zhì)素聚合度分布對(duì)比圖；
圖5為硫酸鹽堿法和本發(fā)明的微波輔助弱酸方法的木質(zhì)素?zé)岱€(wěn)定性對(duì)比圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)纖維素單纖維和木質(zhì)素的清潔高效分離方法，其通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)在普遍采用的硫酸鹽堿法分離技術(shù)工藝、采用乳酸等弱酸替代燒堿和硫化鈉試劑，聯(lián)合溫水軟化處理、微波輔助加熱與循環(huán)水洗處理等系列技術(shù)手段，生產(chǎn)得到紅麻纖維素單纖維和木質(zhì)素產(chǎn)品。較好地解決了現(xiàn)有硫酸鹽堿法分離方法花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)、效率低、產(chǎn)品質(zhì)量損失嚴(yán)重、堿和硫等環(huán)境污染用品用量大且廢水處理相對(duì)較難等系列技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明采用清潔且高效的分離工藝，較為徹底地脫除了紅麻原麻所含非纖維素成分，獲得了良好的單纖維和木質(zhì)素分離效果；其分離工藝相對(duì)溫和、對(duì)紅麻纖維素單纖維性能指標(biāo)的損傷小，纖維細(xì)度均勻分散，產(chǎn)量高，且其分離所得木質(zhì)素較傳統(tǒng)硫酸鹽堿法木質(zhì)素性能破壞性小，更接近天然木質(zhì)素性質(zhì)。同時(shí)該分離工藝不使用污染環(huán)境的化學(xué)試劑，采用環(huán)保綠色可回收的弱酸試劑，廢水處理難度小且成本降低，適于紅麻纖維素單纖維和木質(zhì)素的生產(chǎn)企業(yè)推廣應(yīng)用。
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
說(shuō)明：
紅麻原麻產(chǎn)地：新疆阿克蘇地區(qū)。
紅麻原麻400公斤，等分為兩份，分別用于實(shí)施例1和對(duì)比例1。
實(shí)施例1
第一步，原麻軟化步驟
將紅麻原麻切成1～2cm左右長(zhǎng)的小段，置于浸漬槽內(nèi)，浸沒(méi)在45～55℃的溫水中30min，以使紅麻原麻軟化。
第二步，微波輔助弱酸處理步驟
將所軟化的紅麻原麻束軋水至含水率<10％，然后將其置入微波罐中，開(kāi)啟進(jìn)液閥，注入弱酸液至浴比為1:20。
然后，密封微波罐，加熱至罐內(nèi)弱酸液溫度為>100℃，保持特定高溫溫度一定的時(shí)間。
最后，緩慢將微波罐降溫至50℃，排空并收集微波罐內(nèi)的液體，并開(kāi)啟進(jìn)水閥，噴
淋沖洗干凈所余固體后，得到紅麻纖維素單纖維半成品。
第三步，單纖維水洗分揀步驟
將經(jīng)過(guò)微波輔助弱酸處理的紅麻纖維素單纖維半成品置入流動(dòng)水洗槽中，保持水液面高于麻纖維30cm，緩慢攪動(dòng)5min，以滌除經(jīng)過(guò)酸處理后已分離、但仍附著于紅麻纖維表面上的膠質(zhì)；同時(shí)，清理掉浮于水面的紅麻韌皮組織外面的表皮。
然后，撈出麻纖維，軋水至麻纖維的含水率為30～50％，得到清潔的紅麻單纖維。
第四步，單纖維后處理步驟
將清潔的紅麻單纖維，依次經(jīng)脫水、烘干，即得紅麻單纖維成品。
第五步，木質(zhì)素水洗沉淀步驟
將微波罐內(nèi)收集的液體泵入過(guò)量蒸餾水的水洗槽中，緩慢攪拌以擾動(dòng)水洗混合液，使酸處理液體與蒸餾水充分混合。
然后收集水洗后的沉淀物，再次浸入干凈蒸餾水的清洗槽中，經(jīng)蒸餾水多次洗滌的沉淀物干燥后所得產(chǎn)品為紅麻木質(zhì)素成品。
上述弱酸為乳酸。
上述烘干的工藝溫度為130℃。
上述微波處理時(shí)間為30min。
對(duì)比例1
為對(duì)比實(shí)施例：采用現(xiàn)有技術(shù)的硫酸鹽堿法分離紅麻纖維素單纖維和木質(zhì)素。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
實(shí)施例1與對(duì)比例1在分離工序所需時(shí)間方面的對(duì)比結(jié)果，見(jiàn)下表1：
表1
從上表1可以看出，現(xiàn)有技術(shù)的硫酸鹽堿法分離需耗時(shí)4h10min；本發(fā)明的生產(chǎn)方法耗時(shí)2h30min，分離時(shí)間縮短1h40min。
需要指出的是：
雖然本發(fā)明的生產(chǎn)方法浴比為1:20(硫酸鹽堿法分離方法的浴比為1:5)，但傳統(tǒng)生產(chǎn)方法的廢液將經(jīng)過(guò)處理后直接排放，而本發(fā)明的生產(chǎn)方法廢液乳酸回收率可達(dá)93％。因此，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的硫酸鹽堿法處理方法，減少水消耗和廢水排放量50％以上。
實(shí)施例1與對(duì)比例1所消耗的化學(xué)試劑方面的對(duì)比結(jié)果，見(jiàn)下表2：
表2
從上表2可以看出，本發(fā)明的生產(chǎn)方法，不使用氫氧化鈉和具有一定毒副作用的硫化鈉成分；并且，處理每千克紅麻所需化學(xué)試劑量，僅為現(xiàn)有技術(shù)的硫酸鹽堿法所需化學(xué)試劑量的60％左右，且分離工藝不產(chǎn)生廢水。
為更全面、更清晰地對(duì)比實(shí)施例1和對(duì)比例1的產(chǎn)品性能指標(biāo)，下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明微波輔助弱酸處理后得到的紅麻單纖維成品的電鏡照片；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的硫酸鹽堿法生產(chǎn)出的紅麻單纖維成品的電鏡照片；如圖所示，對(duì)比例1的硫酸鹽堿法和實(shí)施例1(本發(fā)明的生產(chǎn)方法)所分離的單纖維產(chǎn)品表面均幾乎無(wú)膠質(zhì)。
圖3為硫酸鹽堿法和本發(fā)明的微波輔助弱酸方法的纖維細(xì)度分布對(duì)比柱狀圖；由圖3可知，硫酸鹽堿法制備的紅麻單纖維細(xì)度較本發(fā)明的微波輔助弱酸方法分離的單纖維細(xì)度分布更加均勻。
圖4為硫酸鹽堿法和本發(fā)明的微波輔助弱酸方法的纖維素與木質(zhì)素聚合度分布對(duì)比圖；
圖5為硫酸鹽堿法和本發(fā)明的微波輔助弱酸方法的木質(zhì)素?zé)岱€(wěn)定性對(duì)比圖。
圖4表明，對(duì)比例1的硫酸鹽堿法所得單纖維產(chǎn)品纖維素和木質(zhì)素分子量分別為607kg/mol和899g/mol，而實(shí)施例1的本發(fā)明的生產(chǎn)方法所得單纖維產(chǎn)品纖維和木質(zhì)素分子量分別高達(dá)1174kg/mol和1699g/mol，說(shuō)明實(shí)施例1的本發(fā)明的生產(chǎn)方法較大地減少了對(duì)纖維素和木質(zhì)素結(jié)構(gòu)的損傷，提升了產(chǎn)品質(zhì)量。
圖5表明，對(duì)比例1的硫酸鹽堿法所得木質(zhì)素最快降解速率的降解溫度為277℃，而實(shí)施例1的本發(fā)明的生產(chǎn)方法所得木質(zhì)素最快降解速率的降解溫度高達(dá)350℃，說(shuō)明實(shí)施例1的本發(fā)明的生產(chǎn)方法所分離制取的木質(zhì)素耐熱性較好。
綜上，本發(fā)明的生產(chǎn)方法，可以生產(chǎn)出質(zhì)量遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)硫酸鹽堿法所生產(chǎn)的紅麻單纖維和木質(zhì)素產(chǎn)品，且本發(fā)明的生產(chǎn)方法制備效率高，對(duì)環(huán)境幾乎無(wú)污染。
圖1
圖2
圖3
圖4
圖5
摘自國(guó)家發(fā)明專利，發(fā)明人：姜偉，韓光亭，張?jiān)?，呂萬(wàn)萬(wàn)，宋焱，聶凱，申請(qǐng)?zhí)?/font>202110549249.8申請(qǐng)日2021.05.20
