Summary
Представленные здесь — это протокол для извлечения волокна рами в системе перекиси водорода щелочных, поддерживаемых источником контролируемым высвобождением щелочных.
Abstract
Этот протокол демонстрирует метод для извлечения волокна рами, обоечные сырой рами в системе перекиси водорода щелочных, поддерживаемых источником контролируемым высвобождением щелочь. Волокно, извлеченные из рами — это тип текстильного материала большое значение. В предыдущих исследованиях волокна рами добывали в системе щелочных перекиси водорода, поддерживаются только гидроксид натрия. Однако из-за сильного щелочности гидроксида натрия, скорость реакции окисления водорода пероксида было трудно контролировать и таким образом привело к большой ущерб обработанной волокна. В настоящем Протоколе контролируемым высвобождением щелочных источник, который состоит из гидроксида натрия и магния гидроксид, используется условие щелочных и буфера значение пэ-аша peroxidesystem щелочных водорода. Уровень замещения гидроксида магния может отрегулировать значение пэ-аша системе перекиси водорода и имеет большое влияние на свойства волокна. Значение пэ-аша и окислительно-восстановительные потенциал (ОВП) значение, которое представляет собой окисление способность системы щелочных перекиси водорода, контролировались с помощью метр рН и ОВП метр, соответственно. Содержание остаточных перекиси водорода в системе щелочных перекиси водорода во время процесса извлечения и химическая потребность в кислороде (ХПК) значение сточных вод после извлечения волокна тестируются KMnO4 титрование методом. Урожайность волокна измеряется с помощью электронные прецизионные, и остаточная десен волокна проверяются методом химического анализа. Степень полимеризации (PD значение) волокна проверяется с помощью вискозиметра Ubbelohde методом характеристической вязкости. Свойство на растяжение волокон, включая упорство, растяжение и разрыв, измеряется с помощью инструмента прочность волокна. Фурье ИК-спектроскопии и дифракции рентгеновских лучей используются для характеристики функциональных групп и Кристалл свойства волокна. Этот протокол доказывает, что контролируемым высвобождением щелочных источник может улучшить свойства волокна, добываемый в систему щелочи перекиси водорода.
Introduction
Рами, известный как «Китай травы» это травянистое растение, чьи волокна может использоваться как отличным материалом для текстильной промышленности1,2. Это один из основных экономических культур, родной в Китай; производство рами в Китае составило более 90% всего урожая в мире1,,2. Рами волокно является одним из сильнейших и длинный растительных волокон, блестящие с3,почти шелковистый вид4. Большая длина волокна рами делают его пригодным для одного волокна спиннинг, которая редко встречается в лубяные волокна. Ткани из волокна рами обладает многими отличные свойства, такие как прохлада, антибактериальные, отличная теплопроводность, вентиляция,3, и т.д.4
Целлюлозы является основным компонентом волокна рами, и других компонентов в рами, такие как пектин, лигнин, воды растворимых материалов, определяются как десны5,6. Рами волокна могут быть извлечены, растворяя десны в раствор, содержащий химических реагентов в процессе определяется как гидратацией5,6. Существуют главным образом два подхода извлечения волокна рами: Химическая гидратацией и био гидратацией. Потребление энергии, потребление времени и трески значение производительностью сточных вод в традиционных химических гидратацией довольно высока, как Целлюлоза волокна добывается очистка сырой рами в концентрации NaOH под высоким давлением для 6-8 ч7,8 . Кроме того био гидратацией является эко-вариант для извлечения волокна рами. Тем не менее жесткая реакция состояния и сложного оборудования подавляют его дальнейшего промышленного применения9,10. Таким образом окисления гидратацией с перекисью водорода щелочных представляет ценным и альтернативных приложений сосредоточить внимание на, для него требует продолжительности производительностью и Нижняя производительностью температуры11,12. Однако из-за сильного окисления способности пероксидов, существенные целлюлозы деградации могут возникнуть во время производительностью процесса, который может привести к большой ущерб волокна свойства13,14. Это самый большой недостаток щелочных перекисного окисления гидратацией рами.
В предыдущих исследованиях волокна рами добывали в системе щелочных перекиси водорода, поддерживаются только гидроксид натрия15. Однако из-за сильного щелочности гидроксида натрия, скорость реакции окисления водорода пероксида было трудно контролировать и таким образом привело к большой ущерб на обработанные волокна7. Для улучшения свойств волокна рами, контролируемым высвобождением щелочных источник, который состоит из гидроксида натрия и магния гидроксид, используется в настоящем исследовании предложить условие щелочных и буфера значение пэ-аша щелочных перекиси водорода системы16 , 17.
Суть этой технологии может быть описана следующим образом. Гидроксид магния слегка растворим в дистиллированной воде, и это может постепенно растворяются в производительностью решение с потреблением OH– и сохранить значение пэ-аша и, таким образом, способность окисления производительностью решения в соответствующем диапазоне18. Уровень замещения (SR) гидроксида магния определяется как доля моль NaOH, заменены гидроксид магния под общей щелочных Дозировка 10%, и стоимость замены можно рассчитать по следующей формуле. Кроме того мг2 + может предотвратить целлюлозы деградации, вызванной более окисления19,20.
Здесь М2 (g) является вес Mg(OH)2, M1 (g) является масса NaOH, 40 является молекулярная масса NaOH, 58 является молекулярная масса Mg(OH)2, 2 — количество УВБ в Mg(OH)2и SR является уровень замещения.
Технология этого протокола может быть продлен для извлечения, отбеливания и модификации растительных материалов в системе щелочных перекиси водорода. Необходимо, однако, отметить, что выбор рН значение и реакции температуры системы щелочных перекись водорода является ключом для этой технологии21. Значение пэ-аша системе щелочных перекись водорода может регулироваться, изменяя скорость замены17. Значение пэ-аша и, таким образом, окисление способность системы перекиси водорода щелочных уменьшаться с увеличением коэффициента замещения. Когда температура реакции на 85 ° C, свободнорадикальные реакции играет главную роль в системе и сильное окисление системы подходит для растворения материалов; Когда температура реакции на 125 ° C, ингибирует свободнорадикальные реакции и большое количество HOO существует в системе, которая подходит система для отбеливания19.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. окисление гидратацией из рами
-
Подготовка окисления, дегумификации решение
- Растворите 2 g H2O2, 1 g щелочи (смесь Mg(OH)2 и NaOH), 0,4 г Na5P3O10, 0,1 г присутствии антрахинона и 0,2 г ГКДД в 100 мл дистиллированной воды, чтобы сделать решение производительностью.
-
Окисление гидратацией из рами
- Погружать 10 г сырья рами в решении производительностью и чистить его до 85 ° C в течение 60 мин.
- Повышения температуры 125 ° C (с давлением 0,6 кг) и обрабатываем еще 60 мин.
Примечание: Смотрите обсуждение для объяснения на повышение температуры.
-
Сокращение волокна рами
- Растворите 0,4 г NaHSO3 в 100 мл дистиллированной воды, чтобы подготовить сокращение решение. Затем обработайте вываренную волокна в решении снизить на 90 ° C в течение 60 мин.
Примечание: Карбоксильных групп и альдегидными группами в целлюлозы, созданных в реакции окисления вызывают сокращение водородных связей и таким образом повреждение к свойству волокна. Сокращение может улучшить свойства волокна путем преобразования карбоксильных групп и альдегидными группами обратно гидроксильных групп.
- Растворите 0,4 г NaHSO3 в 100 мл дистиллированной воды, чтобы подготовить сокращение решение. Затем обработайте вываренную волокна в решении снизить на 90 ° C в течение 60 мин.
-
Последующие обращения
- Вымойте волокна рами вываренную деионизированной водой.
- Погружать волокна в производительностью нефти на 15 минут при 90 ° C и затем высушить волокна в духовке (125 ° C) для 4 ч.
2. Тестирование производительностью собственности решения
-
Растворимость тест Mg(OH)2
- Растворите 2 g Mg(OH)2 в 100 мл дистиллированной воды.
- Отдельно Растворите 2 g Mg(OH)2 в 100 мл раствора с полностью растворимые производительностью добавок, в том числе 0,4 г Na5P3O10 и 0,2 г ГКДД.
- Повышение температуры решения, описанные в шагах 2.2.1 и 2.2.2 до 85 ° C.
- Экстракт нерастворенных Mg(OH)2 с спеченные диски.
- Вычислите растворимость Mg(OH)2 по следующей формуле:
Примечание: m (g) вот вес нерастворенных Mg(OH)2.
-
Влияние коэффициента замещения Mg(OH)2 на значение pH, значение ОВП и остаточное H2O2 содержание производительностью решения
Примечание: ОВП12,19 является параметром химии важным воды и обеспечивает инструмент измерения для окисляющих или сокращение потенциала окружающей воды. Решения с сильнее окисления свойства имеют более высокое значение ОВП. Уровень замещения2 Mg(OH) относится к доля моль NaOH, заменены Mg(OH)2 под общей щелочных Дозировка 10% (по массе ткани).- Подготовьте производительностью решений с Mg(OH)2 замещения ставка 0%, 20%, 40%, 60%, 80% и 100% согласно шага 1.1, соответственно.
- Погружайте сырье рами в производительностью решений, описанных в шаге 2.2.1.
- Запустите процесс производительностью по шаг 1.2.
- Вымойте комбинированных ОВП электрод с дистиллированной водой и высушить на воздухе. Затем погрузите комбинированный метр ORP электродов производительностью решений для чтения значение ORP каждые 10 минут погрузиться рН электрод метр в производительностью решений для чтения значения пэ-аша каждые 10 мин.
- Проверьте H2O2 содержание производительностью решений каждые 10 мин KMnO4 титрование методом согласно Китайский стандарт GB 22216-20087.
3. тестирование свойства волокна рами
-
Доходность гидратацией
- Вычислите доходность дегумификации, используя следующее уравнение:
Примечание: w (g) вот сухой вес волокна после гидратацией; W (g) является сухой вес Рами перед гидратацией.
- Вычислите доходность дегумификации, используя следующее уравнение:
-
Остаточные десен волокна
Примечание: Остаточные десен волокна были протестированы согласно Китайский стандарт 5889-86.- Мера сухого веса волокна (около 5 г) в бутылке взвешивания и погрузите его в колбу (с рефлюкс конденсационные трубы), содержащий 150 мл раствора NaOH (20 г/Л).
- Повышение температуры до 100 ° C и держать при этой температуре в течение 1 ч.
- Обновите растворе NaOH.
- Повышения температуры 100 ° C и поддерживать в течение 2 ч.
- Вымойте волокна в сито образца.
- Мера сухого веса волокна в весом бутылка.
- Расчет остаточного десен волокна, используя следующее уравнение:
Примечание: M (g) вот сухой вес волокна; M (g) является сухой вес Рами после чистки NaOH.
-
PD тест
Примечание: Проверьте значение PD волокна рами согласно Китайский стандарт ГБ 5888-86-15.- Обезжирьте волокна рами, погрузив в смесь этилового спирта и бензол 2:1 (v/v).
- Испарения растворителя в воздухе при комнатной температуре.
- Нарезать короткие куски образцов (1-2 мм, о ~ 20-23 мг для каждого образца) с помощью ножниц.
- Храните образцы в атмосфере под контролем влажности (20 ± 2 ° C, относительная влажность воздуха = 65 ± 2%) в контейнер весом, пока он не достигнет равновесия содержание перед удалением материалы, необходимые для тестирования воды.
- Погружайте медный провод (диаметром 0.5 мм) в концентрированной азотной кислоты, следуют Этилендиамин безводный 98%. Затем вымойте медные гранулы тщательно промыть дистиллированной водой.
- Поместите волокно образца и медные гранулы в пластиковой бутылке (с верхом).
- Добавить 10 мл дистиллированной воды и 10 мл 1 моль/Л раствора Медьэтилендиамина в пластиковую бутылку и перемешайте с помощью магнитной перемешать бар подготовить 0,2 г/100 мл (примерно) волокна рами Медьэтилендиамина решения.
- 6,5 мл волокна рами Медьэтилендиамина решение передать Ubbelohde Вискозиметр для измерения характеристической вязкости. Вычислите относительную вязкость по следующей формуле:
Примечание: Здесь ηr является относительная вязкость, t (s) является среднее время решения Медьэтилендиамина волокна рами, протекающей через Ubbelohde вискозиметр и t0 (s) является среднее время 0,5 моль/Л Медьэтилендиамина решение, протекающего через Ubbelohde вискозиметра. - Рассчитайте стоимость PD волокна рами по следующей формуле:
Примечание: Здесь [η]' это характеристической вязкости, значение × C [η] могут быть получены из таблицы в китайском GB стандартной 5888-86 и C' является концентрация раствора Медьэтилендиамина волокна рами.
-
Линейная плотность волокна
- Расчет линейной плотности волокна, используя следующее уравнение:
Примечание: Здесь Lc длина реза (40 мм), n — это количество волокон, и G (г) Вес волокна. Линейная плотность волокна относится к весу 1000 м длиной волокна под официальной восстановить Рами (12%).
- Расчет линейной плотности волокна, используя следующее уравнение:
-
Механические свойства теста
- Сбалансировать образцов волокна в стандартных атмосферных условиях (T = 20 ± 2 ° C, RH = 65% ± 2%) за 24 ч.
- Тестирование упорство, удлинение разорвать и работа разрыва волокон, с помощью инструмента прочность волокна под следующий параметр 20 ° C, относительная влажность 65%, и предварительное натяжение 0.3 cN/текс. Установите зажимной расстояние в 20 мм и убыванию скорость в нижней зажим на 20 мм/мин7,15.
-
COD значение производительностью сточных вод
- Теста трески производительностью сточных вод согласно Китайский стандарт GB/T 15456-2008 «промышленные циркуляционные охлаждения воды определение метода ХПК-калия перманганат»7,15.
-
XRD тест
- Получения кристалличности волокна с помощью рентгеновской дифракции. Запись XRD узоры 2θ = 5-60 ° с дифрактометр оснащены монохроматора графита и Cu Kα излучения на λ = 0.154 Нм (40 кв, 200 мА).
-
Анализ ФУРЬЕ
- Получите шаблон FTIR волокна с помощью спектрометра. Установить время сканирования в 30, диапазон в 4000-400 см-1, а также разрешение на 8 см-1. Определение химической функциональных групп в обработанных волокон, с помощью анализа FT-IR.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Была изучена растворимость Mg(OH)2 в дистиллированной воде и производительностью решения (рис. 1). Эффект Mg(OH)2 замещения ставки на рН и ОВП значение (рис. 2) производительностью решения был испытан. Производительностью урожайности и остаточной десен волокна degummed при различных Mg(OH), показатель замещения2 были рассчитаны (рис. 3). Значение DP, кристалличность, механические свойства при растяжении волокна (рис. 4) и значение трески сточных вод (рис. 5) были использованы для оценки эффекта Mg(OH)2 на гидратацией. FTIR структура волокна был получен (рис. 6). Остаточное содержание H2O2 производительностью решения во время процесса извлечения волокна был протестированных (рис. 7) и эффект производительностью температуры во второй этап это показано в таблице 1. В таблице 2показано сравнение окисления гидратацией (используя источник устойчивого щелочных и NaOH) и традиционные гидратацией.
Хотя растворимость2 Mg(OH) производительностью решения была выше, чем в дистиллированной воде под действием планка производительностью встраиваемого, было по-прежнему недостаточно растворимые, и таким образом свойство контролируется выпущена прикладной (Рисунок 1 ). Когда контролируемые выпущена щелочных источник был использован, значение рН раствора производительностью был стабильным и снизился с повышением коэффициента замещения (рисунок 2A). Снижение стоимости ОВП был медленнее под уровень замещения (рис. 2B). Остаточные десен анализ показал, что доходность производительностью и остаточного десен волокна выросла с уровень замещения; уровень замены должна быть выше 60% для предотвращения прилипания волокна. (Рис. 3). Значение DP, кристалличность и прочностных характеристик волокна увеличилось с замены ставкой от 0% до 20%, но снизилась на дальнейшее повышение коэффициента замещения (Рисунок 4): это объясняется чрезмерное количество десен, которые были сохранены в волокно, когда замена составила более 20%. Когда уровень замещения был установлен на уровне 20%, рН раствора производительностью был 11,8; упорство, растяжение, разрыв, DP значение и гемицеллюлозы контента урожайность волокна увеличились на 39.82%, 12,13%, 46,15%, 14.89% и 5%, соответственно (рис. 2, рис. 3, рис. 4). Кроме того, значение трески производительностью сточные воды сократилось на 20% (Рисунок 5). В структуре FTIR волокна сигналы в регионе 3400-2800 см-1 и пик на 2900 см-1 были из-за растяжения вибрации -CH и -OH в целлюлозы, и эти сигналы существовали во всех образцах. Карбонильная группа пик на 1 730-1750 см-1 было обусловлено C = O растяжения C-OH изгиб в гемицеллюлозы и этот сигнал был сильнее при замене уровень был ниже, который указал, что гемицеллюлозы могут быть удалены более эффективно под уровень замещения (рис. 6). Остаточное содержание2 H2O, увеличился на 3 г/Л при использовании контролируемых выпущена щелочных источника; Однако стоимость замены не влияет остаточное содержание H2O2 (рис. 7). Когда контролируемым высвобождением щелочных источник был использован для дегумификации, скорость разложения H2O2 контролировался производительностью температуры. В начальный период производительностью (0-60 мин) целлюлоза деградации редко произошло, поскольку он охватывается десен. Таким образом требуется большое количество свободных радикалов и температура должна быть установлена на 85 ° C. После 60 мин, большая часть десны были удалены и целлюлозы была разоблачена в производительностью решение: температура должна быть повышена до 125 ° C до замедлить скорость реакции свободных радикалов и таким образом предотвратить деградацию целлюлозы (Таблица 1). Сравнение окисления гидратацией (с помощью щелочных устойчивого источника и NaOH) и традиционные гидратацией показали, что волокна degummed в системе перекиси водорода щелочных, поддерживаемых источником контролируемым высвобождением щелочных достичь лучших свойств ( Таблица 2).
Рисунок 1. Растворимость Mg(OH)2 в дистиллированной воде и производительностью решения19. Mg(OH)2 показан выше растворимость в производительностью решения, по сравнению с что в дистиллированной воде, из-за соли эффект гидратацией вспомогательное оборудование. MG(OH)2 растворяется в производительностью раствор медленно по химическим формулам врезные. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2. Эффект Mg(OH)2 замещения ставки на гидратацией свойства решения. (A) значение пэ-аша производительностью решения. Когда Mg(OH)2 был использован, значение рН раствора производительностью был стабильным и снизился с повышением коэффициента замещения. (B) значение ORP гидратацией решение19. Снижение скорости значение ОВП был медленнее под высокое значение SR. SR = стоимость замещения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
На рисунке 3. Эффект Mg(OH)2 замещения ставки на гидратацией урожайности и остаточного десен волокна. Врезные изображение показывает топографии волокна рами degummed под Mg(OH)2 замещения ставки: () 0%, 20% (b), (c) 40%, (d) 60%, 80% (e), (f) 100%19. Доходность производительностью и остаточного десен волокна увеличилось с стоимость замещения и замены ставки должны быть выше 60% для предотвращения прилипания волокна. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4. Эффект Mg(OH)2 замещения ставки на: (A) DP значение и кристалличности волокна; и (B) на растяжение свойства волокна19. Значение DP, кристалличность и волокна при растяжении увеличилось с SR от 0% до 20%, но снизилась с дальнейшей рост коэффициента замещения. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение данных от 30 повторяющихся тестов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5. Влияние коэффициента замещения Mg(OH)2 на значение трески сточных вод производительностью19. Значение трески, производительностью сточных вод, сократилось с повышением коэффициента замещения. Планки погрешностей представляют собой стандартное отклонение данных от 30 повторяющихся тестов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6. FTIR волокна degummed с различными ставками замещения Mg(OH)219. Сигналы в регионе 3400-2800 см-1 и пик на 2900 см-1 были из-за растяжения вибрации -CH и -OH в целлюлозы; Эти сигналы присутствовали во всех пробах. Карбонильная группа пик на 1 730-1750 см-1 приписывали C = O растяжения C-OH изгиб в гемицеллюлозы; Эти сигналы были сильнее когда SR был ниже, который указал, что гемицеллюлозы могут быть удалены более эффективно под уровень замещения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 7. Остаточное содержание H2O2 производительностью решения с различными темпами замены Mg(OH)219. Остаточное содержание2 H2O возрастает при контролируемых выпущена щелочных источник был использован; Однако стоимость замены не имеют влияние на остаточное содержание H2O2 . SR = стоимость замещения. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
| Температура | Линейная плотность (текс) | Упорство (cN/текс) | Относительное удлинение (%) | Разрыв (cN/текс) |
| 100 ° C | 6.1 | 6.69 | 2.33 | 0,08 |
| 125 ° C | 5.6 | 8.3 | 2,75 | 0,14 |
Таблицы 1. Механические свойства при растяжении волокна, чистящие под различные температуры на втором этапе19. Волокно выставлены лучше механические свойства при растяжении при температуре выше губки.
| Окисление гидратацией | Традиционные гидратацией | ||
| SR 20% | SR 0% | ||
| Доходность (%) | 74.2 | 72.34 | 65 |
| Упорство (cN/текс) | 10.12 | 6.09 | 7.8 |
| Относительное удлинение (%) | 2.72 | 2.39 | 2.43 |
| Разрыв (cN/текс) | 0,13 | 0,07 | 0.1 |
| Значение PD | 1980 | 1685 | 1732 |
| COD значение (мг/Л) | 23000 | 29000 | 29800 |
В таблице 2. Сравнение окисления гидратацией. Сравнение окисления гидратацией (используя источник устойчивого щелочных и NaOH) и традиционные производительностью волокна рами19 . Волокно degummed в системе щелочных перекиси водорода, поддерживаемых источником контролируемым высвобождением щелочных достичь лучших свойств. SR = стоимость замещения.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Параметр Mg(OH)2 температуры скорость и реакции замещения был ключевым моментом данного протокола. MG(OH)2 скорость замены могут влиять на значение пэ-аша и таким образом окисления способность производительностью решения. Лучшие Mg(OH)2 замещения Рами гидратацией составил 20%, потому что целлюлоза не может получить достаточно защиту под замену ставка ниже 20%, и чрезмерное количество остаточных десен (низкие значения DP и кристалличности) будет сохранен в волокна под коэффициентом замещения выше 20% (рис. 4A).
Температура реакции могут влиять на тропе реакции перекиси водорода. Там были два параллельных реакций окисления гидратацией Рами: первый был реакции между H2O2 и десен; второй был реакции H2O2 и целлюлозы, которые могут привести к повреждению целлюлозы и таким образом уменьшить растяжение свойства вываренную волокна. Повышение температуры может вызвать ускорение двух реакций (скорость реакции, увеличилась на 2 или 4 раза, с повышением температуры на 10 ° C). Рост скорости реакции H2O2 и десны была намного выше, чем H2O2 и целлюлозы, потому что его энергия активации выше, что сделало его более чувствительны к изменениям температуры. В начальный период производительностью (0-60 мин) целлюлоза деградации редко произошло, потому что он был покрыт десен. Таким образом требуется большое количество свободных радикалов и температура должна быть установлена на 85 ° C. После 60 мин большая часть десны были удалены и целлюлозы была подвержена производительностью решения; Температура должна быть повышена до 125 ° C до замедлить скорость реакции свободных радикалов и таким образом предотвратить деградацию целлюлозы (Таблица 1).
Технологии настоящего Протокола может распространяться на другие области, такие как извлечение, отбеливания и изменения растительного материала в системе щелочных перекиси водорода. Температура скорость и реакцию замещения2 Mg(OH) должно быть установлено в зависимости от конкретных условий. Обычно значение рН и, таким образом, способность окисления водорода щелочных перекиси системы уменьшается с увеличением коэффициента замещения. Когда температура реакции на 85° C, свободнорадикальные реакции играет главную роль в системе и сильное окисление способность делает система подходит для растворения материалов; Когда температура реакции был установлен на 125 ° C, ингибирует свободнорадикальные реакции, и в системе, которая подходит система для отбеливания19существовало большое количество HOO. Ограничение этой технологии является, что значение пэ-аша перекиси водорода системы может устанавливаться только в диапазоне от 10,0 до 12,0 когда используется источник контролируемых выпущена щелочь.
Мы продемонстрировали метод улучшения свойства волокна рами degummed окисления с помощью Mg(OH)2 как ресурс устойчивого щелочи (Таблица 2). Эта технология в настоящее время применяется в экспериментальной стадии, и мы ожидаем, что эта технология будет продолжать развиваться.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы не имеют ничего сообщать.
Acknowledgments
Эта работа была поддержана целевых фонда для системы исследований сельского хозяйства Китая лубяные и лист волокна культур (номер гранта автомобили-19), Китайская академия сельскохозяйственных наук и технологий инновационного проекта (Грант номер ASTIP-IBFC07), инновационный фонд для студентов-выпускников в Университет Дунхуа (Грант номер 16D 310107), «Сяопина науки и технологии инновации команда» (индустриализации интегрированные R & D группы мочинец биологических гидратацией), Китай Стипендиальный Совет.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Hydrogen peroxide, 30% | Fisher Scientific | H325-100 | Chemical for degumming |
| Magnesium hydroxide, 99% | Fisher Scientific | AA1236722 | Chemical for degumming |
| Sodium hydroxide | Fisher Scientific | S318-1 | Chemical for degumming |
| Sodium bisulfite | Fisher Scientific | S654-500 | Chemical for degumming |
| Sodium tripolyphosphate | Fisher Scientific | AC218675000 | Chemical for degumming |
| Anthraquinone, >98% | Fisher Scientific | AC104930500 | Chemical for degumming |
| 1-Hydroxy Ethylidene-1,1-Diphosphonic Acid | Fisher Scientific | 50-901-10243 | Chemical for degumming |
| Degumming oil | Minglong auxiliaries limited liability company, Yiyang, Hunan,China | —— | Chemical for degumming |
| Ethyl alcohol | Fisher Scientific | A962-4 | Chemical for testing |
| Benzene | Fisher Scientific | AA43817AE | Chemical for testing |
| Copper wire,0.5mm (0.02in) dia | Fisher Scientific | AA10783H4 | Chemical for testing |
| Cupriethylenediamine solution 1mol/L | Fisher Scientific | 24991 | Chemical for testing, caution toxic |
| Nitric acid (65% ~68% ) | Fisher Scientific | A200-612GAL | Chemical for testing, caution |
| Ethylenediamine | Fisher Scientific | AC118420100 | Chemical for testing |
| Potassium permanganate | Fisher Scientific | P279-500 | Chemical for testing |
| Sulphuric acid | Fisher Scientific | A300C-212 | Chemical for testing |
| Silver sulfate | Fisher Scientific | S190-25 | Chemical for testing |
| Raw ramie | Guangyuan limited liability company, Changde, Hunan,China | —— | Raw materials |
| Electric-heated thermostatic water bath | Senxin Experiment equipment limited liability company,Shanghai,China | DK-S28 | Equipments for degumming |
| High temperature lbaorator dyeing machine | Shanghai Longda chemcials Crop. | RY-1261 | Equipments for degumming |
| Thermometer | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 100 °C | Equipments for degumming |
| Vacuum suction machine | Yukang KNET ,Shanghai,China | SHB-IIIA | Equipments for testing Mg(OH)2 solublity |
| Suction flask | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 1000mL | Equipments for testing Mg(OH)2 solublity |
| Sand-core funnels | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 35mL | Equipments for testing Mg(OH)2 solublity |
| Oxidation reduction potential meter | Dapu instrument, Shanghai, China | MODEL 421 | Equipments for testing ORP value |
| pH meter | Hanna instruments,Beijing,China | HI 98129 | Equipments for testing pH value |
| Acid burette | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 50mL | Equipments for testing H2O2 content |
| Flask | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250 mL/500 mL | Equipments for testing H2O2 content; residual gums content |
| Electric furnace | Jiangyi Experiment instruments limited liability company,Shanghai,China | 800-2000W | Equipments for testing residual gums content |
| Reflux condensing tube | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Equipments for testing residual gums content; COD value |
| Fiber cutter (40mm) | Changzhou No.2 Textile Machine Co.,Ltd | Y171A | Equipments for testing fiber density |
| Ostwald viscometer | Taizhou, jiaojiang, glass instruments company | 0.6mm | Equipments for testing fiber PD value |
| Spherical fat extractor | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Equipments for testing fiber PD value |
| Soxhlet extractor | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL | Equipments for testing fiber PD value |
| Torsion balance | Liangping instrucments Co.,Ltd,Shanghai, China | JN-B | Equipments for testing fiber density |
| Fiber strength instrument | Xinxian instruments, shanghai,China | XQ-2 | Equipments for testing fiber tensile property |
| Tension clamp | Depu textile technology Co.,Ltd, Changzhou, jiangsu, China | 0.3cN/dtex | Equipments for testing fiber tensile property |
| COD thermostatic heater | Qiangdao Xuyu environment protection technology Lit company | DL-801A | Equipments for testing COD value |
| FTIR | Thermo Fisher, America | Nicolet | FTIR analysis |
| XRD | Rigaku, Japan | D/max-2550 PC | XRD analysis |
| Electronic balance | Shanghai jingtian Electronic instrument Co.,Ltd | FA2004A | Generral equipments |
| Drying oven | Tonglixinda instruments, Tianjin,China | 101-2AS | Generral equipments |
| Weighing bottle | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 50x30 | Generral equipments |
| Beaker | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 500mL | Generral equipments |
| Sample sieve | Xiaojin hardware instruments Co.,Ltd, Shangyu, Zhejiang | 120 mesh | Generral equipments |
| Glass rod | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | —— | Generral equipments |
| Cylinder | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 250mL, 50mL | Generral equipments |
| Pipette | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | 5mL, 10mL | Generral equipments |
| Rubber suction bulb | Sichuan Shubo (group)Co.,Ltd | —— | Generral equipments |
| Orign | OriginLab | 8.0 | Software for figure drawing |
References
- Yuan, J. G., Yu, Y. Y., Wang, Q., Fan, X. R., Chen, S. Y., Wang, P. Modification of ramie with 1-butyl-3-methylimidazolium chloride ionic liquid. Fiber Polym. 14, 1254-1260 (2013).
- Kipriotis, E., Heping, X., Vafeiadakis, T. Ramie and kenaf as feed crops. Ind Crop Prod. 68, 126-130 (2015).
- Rebenfeld, L. Fiber: the old and the new. J Text Inst. 92, 1-9 (2001).
- Ramamoorthy, S. K., Skrifvars, M., Persson, A. A review of natural fiber used in biocomposites: plant, animal and regenerated cellulose fiber. Polym Rev. 55, 107-162 (2015).
- Yu, H. Q., Yu, C. W. Influence of various retting methods on properties of kenaf fiber. J Text Inst. 101 (5), 452-456 (2010).
- Fan, X. S., Liu, Z. W., Liu, Z. T., Lu, J. A novel chemical degumming process for ramie bast fiber. Text Res J. 80, 2046-2051 (2010).
- Liu, G. L. Research on the application of sodium percarbonate the degumming of ramie. , Donghua University. China. (2013).
- Meng, C. R., Yu, C. W. Study on oxidation degumming of ramie fiber. Adv Mater Res. , 881-883 (2014).
- Liu, Z. C., Duan, S. W., Sun, Q. X., Zhang, Y. X. A rapid process of ramie biodegumming by Pectobacterium sp. CXJZU-120. Text Res J. 82 (15), 1553-1559 (2012).
- Guo, F. F., Zou, M. Y., Li, X. Z., Zhao, J., Qu, Y. B. An effective degumming enzyme from Bacillus sp. Y1 and synergistic action of hydrogen peroxide and protease on enzymatic degumming of ramie fiber. BioMed Res Int. , (2013).
- Li, Z. L., Yu, C. W. Effect of peroxide and softness modification on properties of ramie fiber. Fiber Polym. 15, 2105-2111 (2014).
- Li, Z. L., Meng, C. R., Yu, C. W. Analysis of oxidized cellulose introduced into ramie fiber by oxidation degumming. Text Res J. 85 (20), 2125-2135 (2015).
- Xueren, Q. Green bleaching technologies of pulp. , Chemical Industry Press. Beijing. (2008).
- Erkselius, S., Karlssom, O. J. Free radical degradation of hydroxyethy cellulose. Carbohydr Polym. 62, 344-356 (2005).
- Meng, C. R., Liu, F. M., Li, Z. L., Yu, C. W. The cellulose protection agent used in the oxidation degumming of ramie. Textile Research Journal. 86 (10), 1109-1118 (2016).
- Long, X., Xu, C., Du, J., Fu, S. The TAED/H2O2/NaHCO3 system as an approach to low-temperature and near-neutral pH bleaching of cotton. Carbohydr Polym. 95, 107-113 (2013).
- Yun, N. Studies on magnesium-based hydrogen peroxide bleaching and mechanisms of deinked pulp. , South China University of Technology. China. (2014).
- Zhang, W., Kong, F. Replacement of sodium peroxide bleaching by magnesium-based peroxide bleaching for pulp. Paper Sci Technol. 29, 25-28 (2010).
- Meng, C. R., Li, Z. L., Wang, C. Y., Yu, C. W. Alkali Source Used in the Oxidation Degumming of Ramie. Text Res J. 87 (10), 1155-1164 (2017).
- Gorski, D., Engstrand, P., Hill, J., Axelsson, P., Johansson, L. Mg(OH)2-based hydrogen peroxide refiner bleaching: influence of extractives content in dilution water on pulp properties and energy efficiency. Appita Journal. 63 (3), 218-225 (2010).
- Leduc, C., Martel, J., Danea, C. Efficiency and effluent characteristic from Mg(OH)2-based hydrogen peroxide bleaching of high-yield pulps and deinked pulp. Cellulose Chemistry & Technology. 44 (7-8), 271-276 (2010).
