Hier gepresenteerd is een protocol voor extractie van ramee vezel in alkali waterstofperoxide systeem ondersteund door gecontroleerd-release alkali bron.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Hier gepresenteerd is een protocol voor extractie van ramee vezel in alkali waterstofperoxide systeem ondersteund door gecontroleerd-release alkali bron.
Dit protocol wordt een methode voor extractie van ramee vezel rauwe Ramee wassen in een alkali waterstofperoxide systeem ondersteund door een gecontroleerde-release alkali-bron. De vezel gewonnen uit Ramee is een soort textiel materiaal van groot belang. Eerdere studies, werd in een alkali waterstofperoxide systeem alleen ondersteund door natriumhydroxide Ramee vezel gewonnen. Als gevolg van de sterke alkaliteit van natriumhydroxide, de reactiesnelheid van de oxidatie van waterstofperoxide was echter moeilijk te controleren en aldus gevolg grote schade aan de behandelde vezel. In dit protocol, wordt een gecontroleerde-release alkali-bron, die is samengesteld uit natronloog en magnesiumhydroxide, gebruikt om een alkali-voorwaarde en bufferen van de pH-waarde van de alkali-waterstof-peroxidesystem. Het tarief van de vervanging van magnesiumhydroxide de pH-waarde van de waterstofperoxide systeem kunt aanpassen en heeft grote invloed op de eigenschappen van de vezel. De pH-waarde en de oxidation-reduction potentiële (ORP)-waarde voor de mogelijkheid van de oxidatie van alkali waterstofperoxide systeem, werden onderzocht met behulp van een pH-meter en ORP meter, respectievelijk. De inhoud van de resterende waterstofperoxide in de alkali waterstofperoxide systeem tijdens het proces van winning en het chemisch zuurstofverbruik (COD) waarde van afvalwater na extractie van de vezel worden getest door KMnO4 titratie methode. De opbrengst van de vezel is gemeten met behulp van een elektronische evenwicht van precisie en resterende tandvlees vezels worden getest door een chemische analysemethode. De graad (PD-waarde) van de polymerisatie van vezel wordt getest door een intrinsieke viscositeit-methode met behulp van de Ubbelohde viscosimeter. De treksterkte eigenschap van vezels, met inbegrip van breuk, vasthoudendheid en rek wordt gemeten met een vezel sterkte instrument. Fourier transform infrarood spectroscopie en röntgendiffractie worden gebruikt voor het karakteriseren van de functionele groepen en crystal eigenschap van vezels. Dit protocol bewijst dat de gecontroleerde-release alkali-bron de eigenschappen van de vezel gewonnen in een alkali waterstofperoxide systeem kan verbeteren.
Ramee, beter bekend als 'China grass' is een vaste plant kruid waarvan vezels kan worden gebruikt als een uitstekend materiaal voor de textiel industrie1,2. Het is een van de belangrijkste economische gewassen inheems in China; de productie van ramee in China is goed voor meer dan 90% van de totale opbrengst in de wereld1,2. Ramee vezel is één van de sterkste en langste plantaardige vezels, glanzend met een bijna zijdeachtige uiterlijk3,4. De lange lengte van ramee vezel maken het geschikt voor één vezel spinnen, die zelden wordt gezien in de bast fiber. De textiel gemaakt van ramee vezel bezit vele uitstekende eigenschappen, zoals de koelte, antibacteriële, uitstekende thermische geleidbaarheid, ventilatie, etc.3,4
Cellulose is het hoofdbestanddeel van ramee vezels, en de andere componenten in het Ramee, zoals pectine, lignine, water oplosbare stoffen, worden gedefinieerd als tandvlees5,6. Ramee vezel kan worden gewonnen door de ontbinding van het tandvlees in oplossing met chemische reagentia, in een proces dat is gedefinieerd als het degumming5,6. Vooral twee benaderingen van ramee vezel extractie bestaan: chemische degumming en bio-degumming. Het energieverbruik, tijd consumptie en Kabeljauw waarde van degumming afvalwater in traditionele chemische degumming is vrij hoog, als cellulose vezel wordt gewonnen door het wassen van ruwe Ramee in geconcentreerde NaOH onder hoge druk voor 6 tot 8 h7,8 . Als alternatief, bio-degumming is een eco-vriendelijke optie voor Ramee vezel extractie. Niettemin, de harde reactie voorwaarde en geavanceerde apparatuur remmen de verdere industriële toepassing9,10. Daarom, oxidatie met waterstofperoxide alkali degumming presenteert een waardevolle en alternatieve toepassing te richten op, daarvoor vereist degumming korter en lagere degumming temperatuur11,12. Echter, vanwege de sterke oxidatie vermogen van de peroxiden, aanzienlijke cellulose afbraak kan optreden tijdens de degumming, die leiden grote schade tot en met13,14van de eigenschappen van de vezel tot kan. Dit is het grootste nadeel van alkali peroxide oxidatie degumming van ramee.
Eerdere studies, werd in een alkali waterstofperoxide systeem alleen ondersteund door natriumhydroxyde15Ramee vezel gewonnen. Als gevolg van de sterke alkaliteit van natriumhydroxide, de reactiesnelheid van de oxidatie van waterstofperoxide was echter moeilijk te controleren en aldus gevolg grote schade aan de behandelde vezel7. Ter verbetering van de eigenschappen van ramee vezel, wordt een gecontroleerde-release alkali-bron, die is samengesteld uit natronloog en magnesiumhydroxide, gebruikt in deze studie te bieden een alkali-voorwaarde en bufferen van de pH-waarde van alkali waterstofperoxide systeem16 , 17.
De grondgedachte achter deze technologie kan als volgt worden omschreven. Magnesiumhydroxide is slecht oplosbaar in gedestilleerd water, en het kan ontbinden geleidelijk in de degumming oplossing met de consumptie van OH- en houden van de pH-waarde en dus oxidatie vermogen van degumming oplossing in een passende reeks18. De vervanging tarief (SR) van magnesiumhydroxide wordt gedefinieerd als het percentage mol NaOH vervangen door magnesium hydroxide onder de totale alkali dosering van 10%, en de vervanging door de volgende vergelijking kan worden berekend. Bovendien kunt Mg2 + voorkomen aantasting van de cellulose veroorzaakt door meer dan oxidatie19,20.

Hier, M2 (g) is het gewicht van Mg(OH)2M1 (g) is het gewicht van NaOH, 40 is het molecuulgewicht van NaOH, 58 is het molecuulgewicht van Mg(OH)2, 2 is het aantal OHs in Mg(OH)2en SR is de vervanging tarief.
De technologie van dit protocol kan worden uitgebreid tot het uitpakken bleken en wijzigen van plantaardig materiaal in een alkali waterstofperoxide systeem. Echter moet worden opgemerkt dat de selectie van de pH waarde en reactie temperatuur van de alkali waterstofperoxide systeem is de sleutel voor deze technologie21. De pH-waarde van de alkali waterstofperoxide systeem kan worden aangepast door het veranderen van de vervanging tarief17. De pH-waarde en dus oxidatie vermogen van het systeem van de waterstofperoxide alkali afnemen met de toenemende vervanging tarief. Wanneer de temperatuur van de reactie is ingesteld op 85 ° C, de reactie van de vrije radicalen de belangrijkste rol speelt in het systeem en de sterke oxidatie van het systeem is geschikt voor de ontbinding van de materialen; Wanneer de temperatuur van de reactie is ingesteld op 125 ° C, de reactie van de vrije radicalen wordt geremd en een grote hoeveelheid HOO bestaat in het systeem, waardoor het systeem geschikt voor het bleken van19.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. oxidatie Degumming van ramee
2. testen van de Degumming Solution, eigenschap

3. het testen van de eigenschap Ramee Fiber





Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De oplosbaarheid van Mg(OH)2 in gedestilleerd water en degumming oplossing werd bestudeerd (Figuur 1). Het effect van Mg(OH)2 vervanging tarief op de waarde van de pH en ORP waarde (Figuur 2) van de degumming oplossing was getest. De degumming opbrengst en de resterende tandvlees van vezel ontslijmde onder verschillende Mg(OH)2 vervanging tarief werden berekend (Figuur 3
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De instelling van Mg(OH)2 vervanging tarief en reactie temperatuur was het belangrijkste punt van dit protocol. Mg(Oh)2 vervanging tarief kan beïnvloeden de pH-waarde en dus oxidatie vermogen van degumming oplossing. De beste Mg(OH)2 vervanging tarief voor Ramee degumming was 20%, omdat cellulose geen genoeg bescherming uit hoofde van een vervanging tarief onder de 20%, en een overmatige hoeveelheid resterende tandvlees (lage waarde van de DP en kristalliniteit) zou worden bewaard in veze...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
Dit werk werd gesteund door de geoormerkte Fonds voor China landbouw onderzoekssysteem voor Bast en blad Fiber gewassen (subsidie aantal auto's-19), de China Academy of Agricultural Science en technologie innovatieproject (subsidie nummer ASTIP-IBFC07), het innovatiefonds voor afgestudeerde studenten in Donghua Universiteit (verlenen nummer 16D 310107), de 'Xiaoping wetenschap en technologie innovatie team' (industrialisatie geïntegreerd o & o groep bast fiber biologische degumming), China Scholarship Raad.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Hydrogen peroxide, 30% | Fisher Scientific | H325-100 | Chemische stof voor ontvetten |
| Magnesium hydroxide, 99% | Fisher Scientific | AA1236722 | Chemische stof voor ontvetten |
| Sodium hydroxide | Fisher Scientific | S318-1 | Chemische stof voor ontvetten |
| Sodium bisulfite | Fisher Scientific | S654-500 | Chemische stof voor ontvetten |
| Sodium tripolyphosphate | Fisher Scientific | AC218675000 | Chemische stof voor ontvetten |
| Anthraquinone, >98% | Fisher Scientific | AC104930500 | Chemische stof voor ontvetten |
| 1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid | Fisher Scientific | 50-901-10243 | Chemische stof voor ontvetten |
| Ontvettolie | Minglong auxiliaries limited liability company, Yiyang, Hunan,China | —— | Chemische stof voor ontvetten |
| Ethyl alcohol | Fisher Scientific | A962-4 | Chemische stof voor testen |
| Benzene | Fisher Scientific | AA43817AE | Chemische stof voor testen |
| Koperdraad, 0,5 mm (0,02 inch) diameter | Fisher Scientific | AA10783H4 | Chemische stof voor testen |
| Cupriethylenediamine oplossing 1 mol/L | Fisher Scientific | 24991 | Chemische stof voor testen, voorzichtig giftig |
| Salpeterzuur (65% ~68% ) | Fisher Scientific | A200-612GAL | Chemische stof voor testen, voorzichtig |
| Ethyleendiamine | Fisher Scientific | AC118420100 | Chemische stof voor testen |
| Kaliumpermanganaat | Fisher Scientific | P279-500 | Chemische stof voor testen |
| Zwavelzuur | Fisher Scientific | A300C-212 | Chemische stof voor testen |
| Zilversulfaat | Fisher Scientific | S190-25 | Chemische stof voor testen |
| Ruwe ramie | Guangyuan limited liability company, Changde, Hunan,China | —— | Grondstoffen |
| Elektrisch verwarmde thermostaat water bad | Senxin Experiment equipment limited liability company,Shanghai,China | DK-S28 | Apparatuur voor ontvetten |
| Hoge temperatuur lbaorator verfmachine | Shanghai Longda chemcials Crop. | RY-1261 | Apparatuur voor ontvetten |
| Thermometer | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 100 °C | Apparatuur voor ontvetten |
| Vakuum zuigmachine | Yukang KNET,Shanghai,China | SHB-IIIA | Apparatuur voor testen Mg(OH)2 oplosbaarheid |
| Zuigkolf | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 1000mL | Apparatuur voor testen Mg(OH)2 oplosbaarheid |
| Zand-core trechters | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 35mL | Apparatuur voor testen Mg(OH)2 oplosbaarheid |
| Oxidatie reductie potentiaal meter | Dapu instrument, Shanghai, China | MODEL 421 | Apparatuur voor testen ORP waarde |
| pH meter | Hanna instruments, Beijing, China | HI 98129 | Apparatuur voor testen pH waarde |
| Zuur buis | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 50mL | Apparatuur voor testen H2O2 inhoud |
| Kolf | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250 mL/500 mL | Apparatuur voor testen H2O2 inhoud; resterende gummen inhoud |
| Elektrische oven | Jiangyi Experiment instruments limited liability company,Shanghai,China | 800-2000W | Apparatuur voor testen resterende gummen inhoud |
| Reflux condenser buis | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Apparatuur voor testen resterende gummen inhoud; COD waarde |
| Vezel snijder (40 mm) | Changzhou No.2 Textile Machine Co.,Ltd | Y171A | Apparatuur voor testen vezel dichtheid |
| Ostwald viscosimeter | Taizhou, jiaojiang, glas instrumenten bedrijf | 0.6mm | Apparatuur voor testen vezel PD waarde |
| Sferische vet extractor | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Apparatuur voor testen vezel PD waarde |
| Soxhlet extractor | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Apparatuur voor testen vezel PD waarde |
| Torsie balans | Liangping instrucments Co.,Ltd, Shanghai, China | JN-B | Apparatuur voor testen vezel dichtheid |
| Vezel sterkte instrument | Xinxian instruments, shanghai,China | XQ-2 | Apparatuur voor testen vezel trekeigenschap |
| Spanningsklem | Depu textile technology Co.,Ltd, Changzhou, jiangsu, China | 0.3cN/dtex | Apparatuur voor testen vezel trekeigenschap |
| COD thermostaat verwarming | Qiangdao Xuyu environment protection technology Lit company | DL-801A | Apparatuur voor testen COD waarde |
| FTIR | Thermo Fisher, America | Nicolet | FTIR analyse |
| XRD | Rigaku, Japan | D/max-2550 PC | XRD analyse |
| Elektronische weegschaal | Shanghai jingtian Electronic instrument Co.,Ltd | FA2004A | Algemene apparatuur |
| Droogoven | Tonglixinda instrumenten, Tianjin,China | 101-2AS | Algemene apparatuur |
| Weegfles | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 50x30 | Algemene apparatuur |
| Beker | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 500mL | Algemene apparatuur |
| Stofzuiger zeef | Xiaojin hardware instrumenten Co.,Ltd, Shangyu, Zhejiang | 120 mesh | Algemene apparatuur |
| Glas staaf | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | —— | Algemene apparatuur |
| Cilinder | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL, 50mL | Algemene apparatuur |
| Pipet | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 5mL, 10mL | Algemene apparatuur |
| Rubber zuig balg | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | —— | Algemene apparatuur |
| Orign | OriginLab | 8.0 | Software voor figuur tekenen |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.