摘  要：探討綠色環(huán)保漢麻纖維的脫膠工藝。采用生物化學(xué)聯(lián)合技術(shù)脫膠法對漢麻二粗進行處理，以殘膠率、纖維直徑、斷裂強力為指標，尋找較佳的漢麻脫膠工藝。針對生物酶脫膠中復(fù)合酶的配比進行了以殘膠率為考核指標的單因素討論，優(yōu)選出復(fù)合酶配比；結(jié)合化學(xué)脫膠最優(yōu)工藝，最終獲得脫膠后的漢麻纖維。聯(lián)合脫膠后的纖維殘膠率為15.29%，纖維直徑為0.4501mm，纖維強力為8.35cN。

關(guān)鍵詞：漢麻纖維；生物化學(xué)；脫膠

漢麻纖維具有良好的吸濕、透氣、抗菌性以及較好的力學(xué)和抗輻射性能[1，2]。漢麻纖維表面含有大量的膠質(zhì)，膠質(zhì)的存在使得漢麻纖維粗硬，加工使用前需經(jīng)過脫膠處理，脫膠后漢麻纖維的殘膠率和斷裂強力的大小影響其加工價值，因此漢麻纖維的脫膠過程是加工的重點。傳統(tǒng)的漢麻脫膠工藝是采用化學(xué)脫膠、物理脫膠和生物酶脫膠等方法，其中生物酶脫膠作用條件相比于化學(xué)脫膠溫和，纖維的損傷小，出麻率高，耗能小，污染少[3]，但脫膠率低，耗時長。為了克服生物酶脫膠的缺點，本實驗采用生物復(fù)合酶協(xié)同化學(xué)方法對漢麻二粗進行脫膠，探索一種新的漢麻脫膠方法。

1 試驗

1.1主要材料和儀器

漢麻二粗產(chǎn)地為黑龍江省齊齊哈爾市，切斷至6cm；生物酶（果酶、漆酶、半纖維素酶）購于南京都萊生物科技有限公司、氫氧化鈉（分析純，遼寧泉瑞試劑有限公司）、質(zhì)量分數(shù)30%雙氧水（分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司）；DK-98-1型水浴鍋（南北儀器廠）、PHS-25酸度計（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）、LLY-06B單纖維強度測試儀（萊州市電子儀器有限公司）、YGB-002型纖維細度儀（溫州市大榮紡織儀器有限公司）、101A-3B恒溫鼓風干燥機（上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司）。

1.2工藝流程

根據(jù)分析確定最終的工藝流程：漢麻二粗→酶脫膠→水洗→堿煮→水洗→烘干。

酶脫膠：稱取一定質(zhì)量漢麻二粗于燒杯中，浴比1：20，果酶、漆酶和半纖維素酶配比可選1：1：1、2：1：1、1：2：1、1：1：2，時間2h，溫度40℃。熱水洗滌數(shù)次后冷水洗凈，直到測試洗滌溶液pH值為中性時，放于50℃烘箱中烘至恒重。

堿氧一浴法脫膠：稱取一定質(zhì)量經(jīng)生物復(fù)合酶處理后的漢麻纖維于燒杯中，浴比為1：20，T=40℃-65℃，t=40min，H2O2濃度為14g/L-20g/L，NaOH濃度為7g/L-10g/L。到達規(guī)定時間取出纖維，熱水洗滌數(shù)次后冷水洗凈，直到測試洗滌溶液pH值為中性時，放于50℃烘箱中烘至恒重。

1.3實驗方法

1.3.1生物復(fù)合酶配比的確定

經(jīng)查閱資料以及前期的實驗，生物復(fù)合酶脫膠工藝為浴比1：20、時間2h、溫度40℃時效果較好。其中復(fù)合酶配比對脫膠效果影響較大，復(fù)合酶的配比不同，酶促反應(yīng)速率會有所改變[4]，因此本實驗主要考查復(fù)合酶配比這個因素，通過單因子實驗確定復(fù)合酶的配比。當生物復(fù)合酶脫膠工藝采用浴比1：20、時間2h、溫度40℃時的實驗條件下，堿氧一浴法脫膠中，浴比為1：20、T=60℃、t=40min、H2O2濃度為18g/L、NaOH濃度為10g/L時，將果酶、漆酶和半纖維素酶配比1：1：1、2：1：1、1：2：1、1：1：2作為考察值，以殘膠率為考察指標，研究不同復(fù)合酶配比下脫膠的情況，從而確定較適合的復(fù)合酶配比。

1.3.2堿氧一浴脫膠參數(shù)的確定

本實驗中堿氧一浴脫膠，浴比采用1：20，反應(yīng)時間為40min，在前期的實驗中發(fā)現(xiàn)NaOH濃度、H2O2濃度、脫膠反應(yīng)溫度對脫膠的影響較大。本文實驗中，利用正交分析法，達到優(yōu)化脫膠處理工藝的目的，最終找到最佳的脫膠工藝參數(shù)。在正交分析法中，選用的因素有：NaOH濃度、H2O2濃度、脫膠反應(yīng)溫度，每一個因素選取4個水平，完成正交試驗，以殘膠率、纖維直徑、纖維強力為考察指標，綜合評判脫膠效果。

2 結(jié)果與討論

2.1生物復(fù)合酶配比的實驗結(jié)果

通過單因子實驗確定復(fù)合酶配比。在浴比1：20、時間2h、溫度40℃時的實驗條件下復(fù)合酶配比單因子實驗的結(jié)果見表1。

復(fù)合酶脫膠工藝處理中主要是酶將纖維素之間的氫鍵打開，使得相應(yīng)膠質(zhì)和木質(zhì)素等大分子成分被去除，纖維表面光滑且纖維間有良好的分離[5]。由表1可知，在其他條件不變的情況下，果酶、漆酶和半纖維素酶配比不同，脫膠的效果也不一樣。在本實驗中，生物復(fù)合酶脫膠工藝為浴比1：20、時間2h、溫度40℃、復(fù)合酶配比為2：1：1時，殘膠率較低。

2.2堿氧一浴正交實驗結(jié)果

正交實驗中選用的因素有：NaOH濃度、H2O2濃度、酶反應(yīng)溫度，每一個因素選取4個水平。3因素4水平正交分析表見表2，堿氧一浴脫膠正交試驗結(jié)果見表3，正交實驗數(shù)據(jù)極差分析見表4。

在堿煮過程中，NaOH對去除膠質(zhì)起到重要的作用，NaOH質(zhì)量濃度的大小直接關(guān)系到去除膠質(zhì)的效果，對脫膠速度、堿煮時間、殘膠率等影響很大。NaOH質(zhì)量濃度過大和過小都會對纖維造成一定的影響[5-6]，雙氧水在酸性介質(zhì)中很穩(wěn)定，分解速率非常低，而在堿性介質(zhì)中可以被堿活化，雙氧水分子發(fā)生離解，可以漂白纖維，同時尤為重要的是可以氧化木質(zhì)素，木質(zhì)素被氧化后可以溶解于實驗條件中的高溫強堿液中，從而有助于更好地去除木質(zhì)素[7]。溫度會影響化學(xué)反應(yīng)的速率，溫度高可加快化學(xué)反應(yīng)，縮短脫膠工藝的時間，且脫膠效果好[8]。由表3可以看出，處理后纖維殘膠率較低的14、15、16組，結(jié)合纖維的細度（纖維直徑）和強力，可挑選出第16組為最佳，即浴比采用1：20、反應(yīng)時間為40min、NaOH濃度10g/L、H2O2濃度20g/L、脫膠反應(yīng)溫度40℃，其殘膠率為15.29%，纖維直徑為0.4501mm，纖維強力8.35cN。由表4可以看出來，無論是殘膠率、纖維直徑和強力，各因素的影響程度均為NaOH濃度>H2O2濃度>溫度。

3 結(jié)語

根據(jù)本文脫膠工藝的實驗數(shù)據(jù)及分析總結(jié)，得出：復(fù)合酶的配比、NaOH濃度、H2O2濃度、反應(yīng)溫度對漢麻二粗纖維的脫膠均有較大影響。確定的較佳工藝：生物復(fù)合酶脫膠工藝為浴比1：20、時間2h、溫度40℃、復(fù)合酶配比為2：1：1；堿氧一浴工藝為：浴比采用1：20、反應(yīng)時間40min、NaOH濃度10g/L、H2O2濃度20g/L、脫膠反應(yīng)溫度40℃。

參考文獻

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文章摘自：楊峰，郭丹，王文莉等.漢麻纖維生物化學(xué)脫膠工藝研究[J].黑龍江紡織，2023(02)：1-3.