알칼리 과산화 수소 시스템 제어 릴리스 알칼리 소스에서 지 원하는 모시 섬유의 추출
Summary
여기는 알칼리 과산화 수소 시스템 제어 릴리스 알칼리 소스에서 지 원하는 모시 섬유의 적 출을 위한 프로토콜이입니다.
Abstract
이 프로토콜에서는 알칼리 과산화 수소 시스템 제어 릴리스 알칼리 소스에서 지 원하는 원시 모시를 수 색 하 여 모시 섬유 추출 하는 방법을 보여 줍니다. 모시에서 추출한 섬유 매우 중요 섬유 재료의 종류 이다. 이전 학문에서는, 모시 섬유는 수산화 나트륨 에서만 지원 되는 알칼리 과산화 수소 시스템에서 추출 했다. 그러나, 때문에 수산화 나트륨의 강한 알칼리, 과산화 수소의 산화 반응 속도 제어 하기 어려운 되었고 치료 섬유에 따라서 큰 피해 발생. 이 프로토콜에서 수산화 나트륨과 수산화 마그네슘의 구성 되는 제어 릴리스 알칼리 소스는 알칼리 상태를 제공 하 고 알칼리 수소 peroxidesystem의 pH 값을 버퍼링 하는 데 사용 됩니다. 수산화 마그네슘의 대체 율 과산화 수소 시스템의 pH 값을 조정할 수 있으며 섬유 속성에 큰 영향. PH 값과 oxidation-reduction 잠재력 (ORP) 값, 알칼리 과산화 수소 시스템의 산화 능력을 나타내는 pH 미터, ORP 미터, 각각 사용 하 여 감시 되었다. 추출 과정 및 섬유 추출 후 폐수의 화학적 산소 수요 (대구) 값 중 알칼리 과산화 수소 시스템에서 과산화 수소 잔류 콘텐츠 KMnO4 적정 방법으로 테스트 합니다. 정밀 전자 저울을 사용 하 여 섬유의 수확량을 측정 하 고 잔여 잇 몸 섬유의 화학 분석 방법에 의해 테스트 됩니다. 섬유의 중 합도 (PD 값) 내장 점도 방법 Ubbelohde 점도 계를 사용 하 여 테스트 됩니다. 섬유, 끈기, 신장, 파열 등의 인장 속성 섬유 강도 악기를 사용 하 여 측정 됩니다. 푸리에 변환 적외선 분광학 그리고 x 선 회절 기능 그룹 및 섬유의 크리스탈 재산을 특성화 하는 데 사용 됩니다. 이 프로토콜 제어 릴리스 알칼리 소스 알칼리 과산화 수소 시스템에서 추출 하는 섬유의 속성을 향상 시킬 수 있는 증명 한다.
Introduction
일반적으로 ‘중국 잔디’로 알려진 모시는 누구의 섬유 섬유 산업1,2에 대 한 훌륭한 자료로 사용 될 수 있다 다년생 나물 이다. 그것은 네이티브 중국; 주요 경제 작물 중 하나 중국에는 모시의 생산 세계1,2총 생산량의 90% 이상을 차지 하고있다. 모시 섬유는 거의 부드러운 외관3,4광택 강한 고 긴 식물 섬유 중 하나입니다. 모시 섬유의 긴 길이 거의 인 피 섬유에서 볼 수 있는 단일 섬유 회전에 적합 하 게. 모시 섬유에서 만든 섬유 등3,4 , 환기, 항균, 우수한 열 전도성, 차가움 등 많은 우수한 속성을가지고
셀 룰 로스 모시 섬유의 주요 구성 요소 이며,5,6잇 몸 모시, 펙 틴, 리그 닌, 물 녹는 재료, 다른 구성 요소 정의 됩니다. 모시 섬유는 화학 시 약,5,6degumming로 정의 된 프로세스에 포함 된 솔루션에서 잇을 용 해 하 여 추출할 수 있습니다. 존재 하는 모시 섬유 추출의 주로 두 가지 방법: 화학 degumming 및 바이오 degumming. 에너지 소비, 시간 소모, 그리고 대구에 전통적인 화학 degumming degumming 폐수의 가치는 오히려 높은, 셀 룰 로스로 섬유 6 ~ 8 h7,8에 대 한 높은 압력에서 집중된 NaOH에 원시 모시를 수 색 하 여 추출 . 또한, 바이오 degumming 모시 섬유 추출에 대 한 환경 친화적인 옵션입니다. 그럼에도 불구 하 고, 가혹한 반응 조건 및 정교한 장비는 더 산업 응용9,10을 억제합니다. 그러므로, 귀중 한 선물 알칼리 수소 과산화 수소와 산화 degumming 하며 그것에 대 한 초점을 대체 응용 프로그램 짧은 degumming 시간과 낮은 degumming 온도11,12. 그러나,는 과산화물의 강력한 산화 능력 때문 상당한 셀 룰 로스 분해 과정에서 degumming, 섬유 속성13,14에 큰 손상을 일으킬 수 있습니다 발생할 수 있습니다. 이것은 알칼리 과산화 수소 산화 degumming 모시의의 가장 큰 단점입니다.
이전 학문에서는, 모시 섬유는 수산화 나트륨15에서만 지원 되는 알칼리 과산화 수소 시스템에서 추출 되었다. 그러나, 때문에 수산화 나트륨의 강한 알칼리, 과산화 수소의 산화 반응 속도 제어 하기 어려운 되었고 따라서 치료 섬유7에 큰 피해 발생. 모시 섬유의 속성, 개선 하기 위해 알칼리 상태를 제공 하 고 알칼리 과산화 수소 시스템16 의 pH 값을 버퍼를 제어 릴리스 알칼리 소스, 수산화 나트륨, 수산화 마그네슘의 구성 되는이 연구에 사용 된 , 17.
이 기술 뒤에 근거는 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 수산화 마그네슘 증된 물에 약간 용 해 이며 아– 의 소비와 degumming 솔루션으로 점차적으로 해산 하 고 적절 한 범위18에서 pH 값 및 따라서 degumming 솔루션의 산화 능력을 유지 수 있습니다. 수산화 마그네슘의 대체 율 (SR) 10%, 총 알칼리 량에서 수산화 마그네슘으로 대체 하는 NaOH의 몰 비율으로 정의 되 고 대체 속도 다음 식에 의해 계산할 수 있다. 또한, Mg2 + 방지할 수 있다 셀 루 로스 저하 산화19,20이상으로 인 한.
여기, M2 (g)은 Mg(OH)2의 무게, M1 (g)은 NaOH의 무게, 40은 NaOH의 분자량, 58은 Mg(OH)2의 분자량, 2는 Mg(OH)2, OHs의 수 그리고 SR은 대체.
이 프로토콜의 기술 추출, 표백, 및 식물 재료의 알칼리 과산화 수소 시스템에서 수정 확장할 수 있습니다. 그러나, 그것은 알칼리 과산화 수소 시스템의 pH 값과 반응 온도 선택이 기술21에 대 한 열쇠는 주목 해야 합니다. 알칼리 과산화 수소 시스템의 pH 값 대체 율17를 변경 하 여 조정할 수 있습니다. PH 값과 따라서 산화 능력 알칼리 과산화 수소 시스템의 대체 율의 증가 함께 감소 한다. 반응 온도 85 ° C에서 설정 되어, 자유 라 디 칼 반응 시스템에서 주요 역할을 담당 하며 시스템의 강한 산화 재료; 해산 적합 125 ° C에서 반응 온도 설정 하면 자유 라 디 칼 반응을 저해 하 고 시스템을19표백에 적합 하 게 시스템에 존재 하는 많은 양의 후.
Protocol
Representative Results
Discussion
Mg(OH)2 대체 속도 반응 온도 설정이이 프로토콜의 핵심 이었다. Mg(OH)2 대체 속도 pH 값 및 따라서 degumming 솔루션의 산화 능력을 좌우할 수 있다. 모시 degumming에 대 한 최고의 Mg(OH)2 대체 율은 20%, 셀 루 로스 20%, 대체 율에서 충분 한 보호를 받을 수 있기 때문에 잔여 잇 (낮은 DP 값 및 결정)의 과도 한 양의 섬유에서 유지 될 것 20% (그림 4A) 이상 대체 속도?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
이 작품에 의해 지원 되었다는 갑니다 펀드 중국 농업 연구 시스템에 대 한 인 피와 잎 섬유 작물 (부여 번호 자동차-19), 중국 아카데미 농업 과학 및 기술 혁신 프로젝트 (보조금 번호 ASTIP-IBFC07), 혁신 펀드 동화 대학교에서 대학원 학생에 대 한 (번호 16 D 310107 부여), ‘핑 과학 및 기술 혁신 팀’ (산업화 통합 생물학 degumming 인 피 섬유의 R & D 그룹), 중국 장학금 위원회.
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
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