Alkali hidrojen peroksit sistemi kontrollü salımlı Alkali kaynağınca desteklenen Rami lif çıkarımı
Summary
Burada sunulan bir Rami fiber çıkarılması için alkali hidrojen peroksit sistemi kontrollü salımlı alkali kaynağınca desteklenen iletişim kuralıdır.
Abstract
Bu iletişim kuralı bir kontrollü salımlı alkali kaynağınca desteklenen bir alkali hidrojen peroksit sisteminde ham Rami Temizleme tarafından Rami fiber çıkarılması için bir yöntem gösterir. Rami çıkarılan fiber Tekstil malzeme çok önemli bir türüdür. Önceki çalışmalarda, Rami lif sadece sodyum hidroksit tarafından desteklenen bir alkali hidrojen peroksit sisteminde ayıklandı. Ancak, güçlü alkalinite sodyum hidroksit, nedeniyle hidrojen peroksit oksidasyon reaksiyon hızını kontrol etmek zor ve böylece tedavi lif büyük zarar sonuçlandı. Bu protokol için sodyum hidroksit ve magnezyum hidroksit oluşur, kontrollü salımlı alkali kaynak ve alkali hidrojen peroxidesystem pH değerini tampon bir alkali durumu sağlamak için kullanılır. Magnezyum hidroksit ikame oranı hidrojen peroksit sistem pH değerini ayarlayabilirsiniz ve lif özellikleri üzerinde büyük etkisi vardır. PH değeri ve alkali hidrojen peroksit sistem oksidasyon yeteneğini temsil eder, korunmada gereken indirgeme potansiyelini potansiyel (ORP) değeri bir pH metre ve ORP metre, sırasıyla kullanarak takip. Ayıklama işlemi ve atıksu fiber çıkarma sonra kimyasal oksijen ihtiyacı (COD) değerini sırasında alkali hidrojen peroksit sisteminde kalan hidrojen peroksit içeriği KMnO4 titrasyon yöntemi tarafından test edilmiştir. Lif verimi bir hassas Elektronik denge ölçülür ve lif kalan diş etleri bir kimyasal analiz yöntemi tarafından test edilir. Fiber polimerizasyon derecesi (PD değer) Ubbelohde Vikozimetre kullanarak bir içsel viskozite yöntemi tarafından mercek altına alındı. Kablo, azim, uzama ve yırtılması, dahil çekme özelliği fiber gücü enstrüman ölçülür. Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopi ve x-ışını kırınım kristal özelliği fiber ve fonksiyonel grupları tanımlamak için kullanılır. Bu iletişim kuralı kontrollü salımlı alkali kaynak bir alkali hidrojen peroksit sisteminde çıkarılan fiber özelliklerini artırabilir kanıtlıyor.
Introduction
Rami, ‘Çin çimen’ bilinen olan elyaf Tekstil Sanayi1,2için mükemmel bir malzeme olarak kullanılabilir çok yıllık bir bitkidir. Ana ekonomik bitkileri Çin’e yerel biridir; Rami Çin üretimi dünya1,2toplam verim fazla % 90 sorumluydu. Rami lif en güçlü ve en uzun bitki lifleri ile bir neredeyse ipeksi bir görünüm3,4parlak biridir. Rami fiber uzun uzunluğu bast lif nadiren görülen tek lif iplik için uygun olun. Rami fiber yapılan Tekstil serinlik, antibakteriyel, mükemmel ısı iletkenlik, havalandırma, vb3,4 gibi birçok mükemmel özelliklere sahip
Selüloz Rami lifleri ana bileşenidir ve Rami, pektin, lignin, su çözünür malzemeler, gibi diğer bileşenlerinde5,6diş eti olarak tanımlanır. Rami fiber-ebilmek var olmak hulâsa belgili tanımlık gums kimyasal reaktifler,5,6degumming olarak tanımlanan bir işlemi içeren çözüm çözülerek. Rami fiber ekstraksiyon esas olarak iki yaklaşım var: kimyasal degumming ve biyo-degumming. Enerji tüketimi, zaman tüketimi ve COD geleneksel kimyasal degumming içinde degumming atık su değeri oldukça yüksek, selüloz 6-8 h7,8 için yüksek basınç altında konsantre NaOH ham Rami Temizleme tarafından lif elde edilir . Alternatif olarak, biyo-degumming bir çevre dostu Rami fiber çıkarılması için seçenektir. Yine de, sert tepki durumu ve gelişmiş donanımları, endüstriyel uygulama daha fazla9,10inhibe. Bu nedenle, oksidasyon alkali hidrojen peroksit ile degumming değerli bir hediye ve daha düşük degumming sıcaklık11,12ve daha kısa degumming zaman, bunun için odaklanmak için alternatif uygulama gerektirir. Ancak, peroksitler güçlü oksidasyon yeteneği nedeniyle fiber özellikleri13,14büyük hasara neden olabilir degumming işlemi sırasında önemli selüloz bozulma meydana gelebilir. Alkali peroksit oksidasyon Rami degumming en büyük dezavantajı bu.
Önceki çalışmalarda, Rami fiber sodyum hidroksit15tarafından desteklenen bir alkali hidrojen peroksit sisteminde ayıklandı. Ancak, güçlü alkalinite sodyum hidroksit, nedeniyle hidrojen peroksit oksidasyon reaksiyon hızını kontrol etmek zor ve böylece tedavi fiber7‘ ye büyük zarar sonuçlandı. Rami fiber özelliklerini geliştirmek için sodyum hidroksit ve magnezyum hidroksit oluşur, kontrollü salımlı alkali kaynak bu çalışmada bir alkali durumu sunmak ve alkali hidrojen peroksit sistem16 pH değeri arabellek kullanılır , 17.
Bu teknolojinin gerisinde yatan mantığı aşağıdaki gibi tanımlanabilir. Magnezyum hidroksit biraz distile suda çözünür ve bu OH– tüketimi ile degumming çözüm içine yavaş yavaş geçiyoruz ve pH değeri ve böylece degumming çözüm oksidasyon yeteneği uygun aralığı18‘ tutmak. Magnezyum hidroksit (SR) ikame oranı % 10 toplam alkali doz altında magnezyum hidroksit yerine NaOH köstebek oranı olarak tanımlanır ve ikame oranı aşağıda ki formül ile hesaplanabilir. Ayrıca, Mg2 + oksidasyon19,20üzerinde neden selüloz düşmesine engel olabilirsiniz.
Burada, M2 (g) Mg(OH)2ağırlığıdır, ağırlığıdır NaOH M1 (g), 40 NaOH molekül ağırlığı olduğunu, 58 Mg(OH)2molekül ağırlığı, İSG Mg(OH)22 sayıdır, ve SR ikame oranıdır.
Bu iletişim teknolojisi ayıklanması, ağartma ve bitki malzemelerden bir alkali hidrojen peroksit sisteminde değiştirmek genişletilebilir. Ancak, pH değeri ve reaksiyon sıcaklığını alkali hidrojen peroksit sistemi yelpazesi bu teknoloji21için anahtar olduğunu belirtmek gerekir. PH değeri alkali hidrojen peroksit sisteminin ikame oranı17değiştirerek düzeltilebilir. PH değeri ve böylece oksidasyon yetenek alkali hidrojen peroksit sisteminin ikame oranı artan ile azaltın. Reaksiyon ısısı 85 ° C’de ayarladığınızda, serbest radikal tepki sistemdeki ana rol oynar ve sistemin güçlü oksidasyon malzemeleri eriterek için uygundur; reaksiyon sıcaklığı 125 ° C’de ayarladığınızda, serbest radikal tepki inhibe ve sistem19beyazlatma için uygundur sistem HOO büyük miktarda bulunmaktadır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mg(OH)2 ikame oranı ve tepki sıcaklık ayarı bu protokolü kilit noktası oldu. MG(Oh)2 ikame oranı pH değeri ve böylece degumming çözüm oksidasyon yeteneği etkisi altına alabiliyor. Rami degumming için en iyi Mg(OH)2 ikame oranı % 20, selüloz yeterli koruma altında bir ikame oranı % 20’in altında alamaz ve kalan diş etleri (düşük DP değeri ve crystallinity) aşırı miktarda lif muhafaza edilebilir çünkü oldu altında bir ikame oranı % 20 (?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser tarafından desteklenmiştir ayrılmış Çin Tarım araştırma sistemi için Bast ve yaprak elyaf bitkileri (grant numarası arabalar-19), tarım bilim Akademisi Çin ve teknoloji yenilik Projesi (grant numarası ASTIP-IBFC07), yenilik Fonu fon Donghua Üniversitesi’nde yüksek lisans öğrencileri için (sayı 16 D 310107 grant), ‘Xiaoping bilim ve teknoloji yenilik takım’ (sanayileşme entegre bast fiber biyolojik degumming, Ar- Ge grubu), Çin burs Konseyi.
Materials
| 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 | 250mL/500mL | 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 | 50×30 | 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. , (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. , (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. , (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).
