[发明专利]菠萝叶纤维的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种菠萝叶纤维的制备方法及用途。

背景技术

菠萝，为多年生草本植物，原产地为南美洲的巴西，是热带区域的三大名果之一。我国的主要产地在广东、广西、海南、云南、福建、台湾等地。菠萝的叶脉纤维被胶质包裹(即为菠萝叶纤维)，这个纤维可以做成衣服，也可以制成绳索、缝线、绢丝、纸张等产品，可以说菠萝一身都有利用价值，是十分重要的经济农作物。

菠萝叶纤维(我国亦称凤梨麻)取自于风梨植物的叶片中，它与剑麻等纤维一样，属于叶脉纤维。菠萝叶纤维的化学组成与亚麻、黄麻类似，但纤维素含量较低，半纤维素和木质素含量偏高，故菠萝叶纤维粗硬，伸长小，弹性差，吸湿放湿快。纤维中脂蜡质含量较高，因此光泽较好。菠萝叶纤维的可纺性能优于黄麻而次于亚麻，在纺纱前进行适当的脱胶处理可以改善可纺性。菠萝叶纤维单纤维细胞长约2～10mm，宽约1～26μm，长度直径比为450。其单纤维长度较短，在纺纱加工时采用工艺纤维，在脱胶处理时采用半脱胶，以保证残胶能够将短纤维粘连成符合工艺要求的工艺纤维。菠萝叶工艺纤维的强度和断裂伸长介于亚麻与黄麻之间，故其成纱质量优于黄麻而次于亚麻。该纤维外观洁白，柔软爽滑，手感如蚕丝，故又有菠萝丝的称谓。

人类利用菠萝叶纤维已有一定的历史。菲律宾是较早将菠萝叶纤维用于服装、家具布以及工业上的国家。早在19世纪，英国一家亚麻纺织厂就用亚麻湿纺工艺将菠萝叶纤维纺出细纱。印度曾用黄麻和菠萝叶纤维在黄麻纺纱系统上纺出了138tex的混纺纱，且湿纺质量高于干纺，混纺比例中菠萝叶纤维越高，纱线的质量越好。日本在菲律宾建立了菠萝叶纤维原料基地，将纤维运回国内进行精加工后制成高档产品。

我国于20世纪90年代末开始对菠萝叶纤维的提取和应用的研究，试图找到对其合理利用的途径。菠萝叶纤维应用主要体现在两个方面：第一，服用及装饰布。第二，工业用纺织品。

现有的对菠萝叶原料处理的化学方法所需的时间较长。并且制备得到的菠萝叶纤维由于其细度为314公支、断裂强度3.96cN/dtex及柔软度为50捻/25cm，导致其纤维粗、硬，故当纺纱超过10英支以上，由于成纱的断裂强度不够，往往会出现较严重的断头现象，因此难以纺纱。

发明内容

本发明的目的是提供一种所需时间较短的菠萝叶纤维的制备方法。

为了达到上述目的，本发明提供了一种菠萝叶纤维的制备方法，其原理是在碱煮的过程中加入氧化剂，充分利用碱和双氧水互相作用，以达到有效去除原料中非纤维素物质的目的。在本方明所提供的方案中，碱既起到去除果胶、半纤维素、木质素及其它胶质的作用，又为双氧水的分解提供了一个碱性环境。双氧水在酸性介质中很稳定，分解速率非常低，而在碱性介质中可以被碱活化，双氧水分子发生离解，可以漂白纤维，同时还可以氧化木质素，木质素被氧化后可以溶解于高温强碱液中，从而有助于更好的去除木质素。具体包括下列步骤：

步骤1、将菠萝叶片进行机械处理得到菠萝叶纤维原料；

步骤2、将通过步骤1得到的菠萝叶纤维原料用酸预浸渍；

步骤3、对通过步骤2得到的菠萝叶纤维原料进行水洗，使其pH值达到6.8～7.2；

步骤4、将通过步骤3得到的菠萝叶纤维原料煮练锅内进行碱煮；

步骤5、对通过步骤4得到的菠萝叶纤维原料进行水洗，使其pH值达到6.8～7.2；

步骤6、将通过步骤5得到的菠萝叶纤维原料进行后处理。

步骤1中所述的机械处理是指先去除菠萝叶片边缘的刺，随后采用机械敲击或轧压的方法将菠萝叶的叶肉胶质刮除。达到高效分离各组分，有效去除其中的部分木质素、半纤维素和果胶的目的。

步骤2中所述的酸预浸渍是指将通过步骤1得到的菠萝叶纤维原料放入浓度为0.5～2g/L的98％浓硫酸溶液，在温度为30℃～60℃下处理1～2小时；菠萝叶纤维原料与硫酸溶液的重量比为1∶16～1∶10。

步骤4中所述的碱煮是指，在煮练锅中加入与菠萝叶纤维原料重量比为10∶1～16∶1的氢氧化钠溶液，所述的氢氧化钠溶液浓度为5～14g/L，以菠萝叶纤维原料重量为100％计，同时还加入1.5～3％的三聚磷酸钠，4～6％的水玻璃，4～8％的碳原子数为5～6的脂肪醇聚氧乙烯醚(以下简称为JFC)和3～10％的过氧化氢溶液，将通过步骤3得到的菠萝叶纤维原料放入煮练锅内通过蒸汽加热，直到煮练锅的压强达到0.1～0.2MPa，保持2～6小时进行蒸煮。