全 文 ：微波加热黄蜀葵纤维碱煮脱胶工艺研究
包肖婧，刘津玮，张 彦，李德朴
（青岛大学，山东 青岛２６６０７１）
摘 要：文章采用微波辐照法对黄蜀葵原麻进行快速的脱胶处理，研究了碱液浓度、微波处理时间
和处理温度等工艺参数对黄蜀葵残胶率的影响。
关键词：黄蜀葵；微波；脱胶；工艺；残胶率
中图分类号：ＴＳ１２３．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－３０２８（２０１２）０５－００４５－０４
黄蜀葵纤维属于韧皮类纤维，类似麻类纤维，
因此可以按照麻类纤维的工艺进行制取韧皮纤
维。其制取的重要工序是将黄蜀葵原麻中的胶质
和木质素有效去除，以获得较理想的韧皮纤维。
目前，韧皮类纤维主要的脱胶工艺是化学碱煮脱
胶工艺，加热方式是水浴锅加热，加热时间一般较
长，而且会影响黄蜀葵纤维的强力和品质。因此
开发新型、高效的黄蜀葵脱胶工艺成为了一种趋
势［１］，同时对促进麻类原料生产和保证麻类产业
的持续健康发展具有重要意义。
微波是一种波长在０．１～１００ｃｍ的电磁波，
它的频率在０．０３～３００ＧＨｚ范围之间。目前，微
波技术已经在植物纤维的预处理中有所应用，主
要集中于植物纤维发酵生产物质能源以及纸浆的
生产领域［２］。在麻业生产与加工中，微波辐照法
逐渐成为研究的热点，其中，青岛大学杨英贤［３］曾
将微波技术应用于罗布麻脱胶的预处理环节，辅
助超声波脱胶技术取得了较好效果。韩国军等人
也将微波技术应用到大麻脱胶中，同样取得了良
好效果，但将微波辐照法应用于黄蜀葵纤维的脱
胶工艺中则鲜有报道。本研究尝试将微波辐照技
术用于黄蜀葵纤维的制取中，寻找一种较为适合
的黄蜀葵纤维快速脱胶工艺，以弥补化学脱胶工
艺中的不足。
１ 实验
１．１ 原材料
黄蜀葵韧皮，取中部秸秆为原料。
收稿日期：２０１２－０８－２４
作者简介：包肖婧（１９８６—），女，山东青岛人，硕士研究生。
１．２ 试验仪器
ＡＰＥＸ微波化学工作室，电子天平，Ｙ８０１Ａ
八篮恒温烘箱，电子万能炉。
１．３ 实验试剂
硫酸，氢氧化钠，双氧水，双氧水稳定剂，二氧
化钡。
１．４ 测试方法
依照 ＧＢ ５８８９—１９８６苎麻化学成分定量分
析方法测定化学成分及残胶率。
１．５ 脱胶工艺流程
黄蜀葵韧皮→预酸处理→水洗→碱煮→水洗
→烘干。
１．６ 微波预酸处理工艺条件
硫酸浓度１ｍＬ／Ｌ，温度５０℃，处理时间１６
ｍｉｎ，浴比１∶２０。
１．７ 微波碱煮黄蜀葵纤维工艺条件
氢氧化钠浓度１０～１４ｇ／Ｌ，双氧水浓度１０～
１４ｇ／Ｌ，温度８０～１００℃，碱煮时间１０～６０ｍｉｎ，
浴比１∶２０。
２ 结果与讨论
２．１ 化学成分分析
黄蜀葵韧皮化学组分测定结果见表１，并与
苎麻、亚麻、大麻和罗布麻［４－８］进行了对比。
由表１可知，黄蜀葵所含的纤维素少于其它
麻类，半纤维素和水溶物含量均高于其它麻类，果
胶和脂腊质含量与其它麻类相比差别不大，木质
素含量高于其它麻类。由于木质素是芳香族高分
子化合物，其结构单元为苯环上有３个碳原子侧
键的芳香族物质，并且具有三维空间结构，因此化
学性质非常稳定，很难溶解于碱液中，这影响了胶
·５４· ２０１２年第５期 山东纺织科技
质的充分去除。常规的麻类脱胶方法都不能有效
解决胶质含量高的困难，尤其是木质素的去除［５］。
通常以损伤纤维素强力为代价，用浓碱或高温高
压蒸煮的方法来降低木质素含量，但效果一般［６］，
并且严重制约了黄蜀葵优质产品的开发。
表１ 常见麻类化学成分组成分析
麻类
纤维素
（％）
半纤维素
（％）
果胶
（％）
木质素
（％）
脂腊质
（％）
水溶物
（％）
黄蜀葵 ４１．８０ １７．７２ ６．８８ １３．２９ １．７６ １８．５５
苎麻 ７０．１１ １３．９９ ６．４７ ０．９７ ０．５１ ７．９５
亚麻 ７１．３８ １４．８０ ３．６５ ２．８７ １．５２ ４．７８
大麻 ５７．２９ １６．６４ ７．４３ ７．５６ １．５８ ９．７０
罗布麻 ４５．７４ １６．３１ ９．０６ １２．０９ ２．５８ １５．２２
２．２ 碱煮工艺
２．２．１ ＮａＯＨ浓度对脱胶效果的影响
按照１．５和１．６的工艺流程和工艺条件，微
波功率设定为６００Ｗ，浴比为１∶２０，处理时间４５
ｍｉｎ，采用不同用量的 ＮａＯＨ 对黄蜀葵纤维处理
后，测得黄蜀葵纤维的残胶率变化见图１。
图１ ＮａＯＨ浓度对残胶率的影响
由图１可以看出：在实验所规定的范围内，随
着ＮａＯＨ浓度的升高，残胶率逐渐降低，说明加
碱明显改善微波辐照的脱胶效果，当ＮａＯＨ含量
达到１０ｇ／Ｌ时，残胶率达到最低０．５７％，但是随
着ＮａＯＨ浓度增加，残胶率有上升趋势。随着
ＮａＯＨ浓度增大，纤维素的润胀度加大，纤维素
大分子结构不均一，苷键对化学药品具有不同的
稳定性，对化学键造成一定程度的破坏，纤维素强
度下降［７］，说明碱浓度过高会影响纤维的脱胶，同
时也降低了纤维的强度，浪费了原料，减少了黄蜀
葵纤维的纺织用价值。因此，根据残胶率指标确
定纤维脱胶的情况，确定ＮａＯＨ浓度为１０ｇ／Ｌ。
２．２．２ 时间对脱胶效果的影响
按照１．５和１．６的工艺流程和工艺条件，微
波功率为６００Ｗ，浴比为１∶２０，ＮａＯＨ浓度为１０
ｇ／Ｌ，采用不同的处理时间后，测得黄蜀葵纤维残
胶率的变化结果如图２所示。
图２ 微波辐照时间对残胶率的影响
由图２可以看出，随着时间的延长，纤维的残
胶率总体呈逐渐下降趋势，整个过程分为四个阶
段。
（１）起始段。残胶率的变化曲线下降呈陡变
状态，按照水相体系中纤维素纤维的界面动电化
学扩散双电位理论可得出，纤维与水溶液接触时，
表面获得电荷，并且电荷层结构为双层结构，一层
是紧密地在纤维表面的吸附层，另一层是在第一
层的外侧。在起始阶段，碱液中的化学电位显然
高于原麻纤维体系。由于黄蜀葵纤维的表面带有
负电位，Ｎａ＋进入纤维表面及空隙，与胶质发生化
学反应，形成复合盐和溶出胶束并扩散进入溶液。
开始时，因为溶液的化学位势垒高于黄蜀葵纤维
表面，产生大的亲和力使胶质溶出并迅速扩散，从
而使残胶率的曲线下降较快。
（２）平衡期。残胶率的变化曲线在３０～４０
ｍｉｎ段的变化呈缓慢状态。这是由于易溶于碱液
的成分在起始阶段已经基本反应完全，剩下的成
分半纤维素中的聚木糖和聚葡萄糖甘露糖成分抗
碱性顽固，此外碱液需进入纤维结晶区结构才能
发生进一步反应，因此该阶段残胶率变化缓慢，主
要是碱液分子逐步渗透到纤维结晶区，为下一步
反应做好准备。
（３）形成段。残胶率在变化曲线４０～５０ｍｉｎ
段下降呈快速状态。经过第一平衡阶段的渗透作
用，随着时间延长反应体系的温度进一步升高，碱
液分子开始作用于结晶区内的化学成分，发生与
起始阶段类似的化学反应。随着碱煮时间延长，
当溶液逐渐形成多糖高分子物溶液，其化学位逐
渐与原麻纤维体系平衡时，在形成段的末期出现
·６４· 山东纺织科技 ２０１２年第５期
残胶率趋于稳定平衡状态。
（４）稳定段。残胶率在变化曲线５０～６０ｍｉｎ
段下降呈缓慢状态。此时，黄蜀葵韧皮纤维表面
开始形成被覆的多糖高分子物凝胶，阻止了Ｎａ＋
进入黄蜀葵纤维的内部。但由于煮练液的热力学
运动，仍有少部分Ｎａ＋在高势垒的势能作用下克
服障碍进入到黄蜀葵纤维体系里，继续与负电位
键结合发生化学反应，继续使残余胶质生成可溶
性盐，并在煮练液界面动电化学作用下溶出［９］。
综上所述，控制黄蜀葵纤维碱煮时间十分关
键，本实验条件下控制在３０～５０ｍｉｎ较为合适。
２．２．３ 微波辐照温度对脱胶效果的影响
按照１．５和１．６脱胶工艺流程和微波辐照黄
蜀葵纤维的碱煮工艺条件，时间为４５ｍｉｎ，ＮａＯＨ
浓度为１０ｇ／Ｌ，浴比１∶２０，采用不同微波辐照温
度处理后，测得黄蜀葵纤维的残胶率变化结果如
图３。
图３ 微波辐照温度对残胶率影响
由图３可以看出，随着温度的升高，煮液中极
性分子的运动加快，黄蜀葵纤维内的大分子运动
也加快，从而加快了脱胶反应速率，同样时间内黄
蜀葵纤维的残胶率随温度升高而逐渐降低，但考
虑到温度太高会使纤维中的纤维素分解，从而影
响纤维的强力，控制温度在适当范围内是必要的。
当在９５～１００℃时残胶率达到一个平衡值０．３０％
左右，同时强力也适合纺织用，因此在实验所考查
范围内，黄蜀葵纤维的微波处理温度定在９５℃较
为理想。
２．２．４ 黄蜀葵纤维基本形态
图４和图５分别为黄蜀葵韧皮和经脱胶后制
得的黄蜀葵纤维。
由图４和图５可以看出，黄蜀葵韧皮由微波
辐照法经上述工艺制得的黄蜀葵纤维，色泽良好，
粗细均匀，可适用于纺织行业。
３ 结语
３．１ 微波辐照法黄蜀葵纤维脱胶工艺大大缩短
了黄蜀葵的脱胶时间。由传统的化学碱煮脱胶所
需的９０～２４０ｍｉｎ缩短到了５０ｍｉｎ左右。
３．２ 微波处理时间、碱液浓度、处理温度是影响
微波强化处理黄蜀葵脱胶效果的３个重要因素。
在本实验条件下，当微波处理时间在５０ｍｉｎ左
右、碱液浓度在１０ｇ／Ｌ左右、处理温度在９５℃左
右时的脱胶效果较为理想。碱液浓度为１０ｇ／Ｌ、
处理时间为５０ｍｉｎ、处理温度在９５℃时获得最佳
的残胶率为０．３６％。
３．３ 经上述工艺制得的黄蜀葵纤维适用于纺织
行业。
参考文献：
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究［Ｊ］．北京纺织，２００１，２２（６）：１９．
·７４· ２０１２年第５期 山东纺织科技
羊毛和银纤维混纺织物电磁
屏蔽性能探讨及研究
游国民１，王进美１，许云生２，刘刚中２，潘 峰２
（１．西安工程大学，陕西 西安７１００４８；２．山东南山纺织服饰有限公司，山东 烟台２６５７０６）
摘 要：文章介绍了银纤维不同含量的精纺毛纱制备过程，分析了三种配比的纱线在织造过程中的
难易程度及其织物屏蔽性能；并介绍了混纺织物后整理的工艺，测试了混纺织物在后整理前后的织物屏
蔽性能；然后将银纤维混纺织物在后整理前后织物的屏蔽性能进行对比，分析并得出可能产生这种变化
的原因。最后进行实验分析，优化出了最合理的纤维配比和工艺参数，使得混纺织物的电磁屏蔽效果达
到最佳。
关键词：银纤维；混纺；毛织物；屏蔽效能
中图分类号：ＴＳ１０６．８＋１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－３０２８（２０１２）０５－００４８－０３
随着现代技术的发展，生活节奏的加快，人们
越来越看重身体健康和环境产生的影响，这样就
会对纺织品的安全、卫生、保健性能提出更高的要
求。银纤维因其具有多种功效，一直备受关注。
其良好的导电性、抗菌性、抗静电性能是作为选用
复合面料的最主要因素［１］。文章为了更好地研究
银纤维的适用范围，采取银纤维与毛纤维混纺，初
步探讨混纺织物的防辐射性能，研究其混纺织物
整理前后的电磁屏蔽效能。
收稿日期：２０１２－０８－１５
作者简介：游国民（１９８６—），男，安徽阜阳人，硕士研究生。
１ 实验
１．１ 实验原料
银纤维：４．４４ｔｅｘ；毛纱（单纱）纱号：１１．１１
ｔｅｘ；捻度：９１Ｔ／１０ｃｍ；毛纱（合股）纱号：７．９４
ｔｅｘ；捻度：１２０Ｔ／１０ｃｍ。
１．２ 银纤维混纺织物的制备
实验中选取了８％、１８％、３４％三种不同的银
纤维含量。在纺纱工序中，与毛纱合股并线，倍捻
形成筒子纱，最后蒸纱防止回捻过大。
采用上述制备的三种不同银纤维含量的纱线
檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨檨
，
［８］ 杨英贤，宁福军．超声波在罗布麻脱胶预处理中的应用［Ｊ］．纺
织导报，２００５，（５）：２５—２６．
［９］ 徐旭峰，陈鹏，陈创鑫，等．微波强化碱处理黄麻快速脱胶工
艺研究［Ｊ］．上海纺织科技，２０１０，３８（１２）：２８．
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ Ｄｅｇｕｍｍｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｏｋｒａ ｂｙ
ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
Ｂａｏ Ｘｉａｏｊｉｎｇ，Ｌｉｕ Ｊｉｎｗｅｉ，Ｚｈａｎｇ Ｙａｎ，Ｌｉ Ｄｅｐｕ
（Ｑｉｎｇｄａｏ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ ２６６０７１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｇｕｍｍｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｏｋｒａ．Ｔｈｅ ｅｆｅｃｔ ｏｆ ＮａＯＨ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｇｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎ ｏｋｒａ ｆｉｂｅｒｓ
ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｏｋｒａ；ｍｉｃｒｏｗａｖｅ；ｄｅｇｕｍｍｉｎｇ；ｐｒｏｃｅｓｓ；ｒｅｓｉｄｕａｌ ｇｕｍ ｃｏｎｔｅｎｔ
·８４· 山东纺织科技 ２０１２年第５期