Представленные здесь — это протокол для извлечения волокна рами в системе перекиси водорода щелочных, поддерживаемых источником контролируемым высвобождением щелочных.
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.
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.
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%,…
The authors have nothing to disclose.
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.
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 |