全 文 ：第２３卷第３期
２０１２年６月
中原工学院学报
ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＺＨＯＮＧＹＵＡＮ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ．２３　Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．，２０１２
　收稿日期：２０１２－０５－１７
　作者简介：黄伟韩（１９８１－），女，河南襄城人，硕士．
　　文章编号：１６７１－６９０６（２０１２）０３－００５８－０４
苘麻纤维脱胶实验及性能研究
黄伟韩，喻红芹
（中原工学院，郑州４５０００７）
摘　要：　对苘麻脱胶进行了分析研究．实验采用碱氧一浴法、碱煮法、预尿氧法分别对苘麻进行脱胶，并对纤维的微观
形态、细度、残胶率、成分、断裂强度、红外等性能进行了测试与分析．结果表明，碱氧一浴法脱胶效果最好，其最优工艺参
数为：浸酸时间１ｈ（温度５０℃、Ｈ２ＳＯ４ 浓度２ｇ／Ｌ），ＮａＯＨ浓度１２ｇ／Ｌ，Ｈ２Ｏ２浓度１４ｇ／Ｌ，沸水煮练２ｈ．在此条件下，
麻纤维残胶率为１０．１％，细度为２．６ｔｅｘ，断裂强度为４３．７２ｃＮ／ｔｅｘ．
关　键　词：　苘麻；脱胶；性能；测试
中图分类号：　ＴＳ１９２．５５　　　文献标志码：　Ａ　　　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－６９０６．２０１２．０３．０１３
　　苘麻，又名白麻，为锦葵科苘麻属植物，在中国的
种植和利用已有悠久历史．苘麻作为一种新型的天然
纺织原料，具备了麻类纤维吸湿散湿快、透气性好、纹
理自然、色调柔和、风格独特等优点．苘麻韧皮须经过
脱胶去除果胶、半纤维素和木质素等非纤维素物质，才
能获得具有可纺性的纤维．因此，脱胶是苘麻纤维制取
的重要环节，脱胶质量的好坏直接影响着麻纤维的产
量和质量．目前，常见的苘麻纤维脱胶方法有化学脱胶
法、生物脱胶法，但脱胶技术仍存在很多问题．传统的
化学脱胶工艺流程长，非常耗时，易损伤纤维，且环境
污染较大；而生物脱胶处理温和，效果不令人满意，达
不到纺纱要求，目前仍停留在实验室小试阶段，再加上
成本高等原因，限制了它在工业上的应用．鉴于此，本
文就苘麻的快速脱胶技术进行研究．
１　实　验
１．１　实验原料
实验原料为苘麻韧皮．
１．２　实验方法
碱煮法工艺流程为：浸酸→水洗→碱煮→水洗→
酸洗→水洗→晾干．
预尿氧法工艺流程为：预尿氧处理→水洗→碱煮
→水洗→酸洗→水洗→晾干．
碱氧一浴法工艺流程为：浸酸→水洗→碱氧一浴
→水洗→酸洗→水洗→晾干．
１．３　性能测试
苘麻成分测试采用中华人民共和国国家标准
ＧＢ／Ｔ５８８９－８６《苎麻化学成分分析方法》进行取样及
测试；细度测试采用中段切断称重法；强力测试使用
ＩＮＳＴＲＯＮ万能强力仪；红外测试方法为溴化钾压片
法（Ｂｉｏ－Ｒａｄ　ＦＴＳ－４０ＦＴＩＲ（Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ，ＭＡ，ＵＳＡ）
傅立叶转换红外光谱仪）．
２　结果与讨论
２．１　苘麻成分
表１显示了苘麻与其他麻类纤维的成分含量．由
表１可知，苘麻原麻化学成分中半纤维素、木质素、果
胶、水溶物等含量都较其他麻类高．水溶物、果胶在脱
胶过程易溶解或降解去除，而木质素含量高且难去除．
这些较多的胶质成分导致了苘麻含胶率较高．
２．２　碱煮法
此法为传统的煮练法，先经过预酸处理，Ｈ２ＳＯ４
　第３期 黄伟韩，等：苘麻纤维脱胶实验及性能研究
表１　苘麻与其他麻类的成分含量 ％
成分 水溶物 果胶 半纤维素 木质素 纤维素 含胶率
苘麻 ７．０５　 ９．７８　 １５．１　 １５．６　 ５１．４５　 ４５．６
大麻 １０～１３　 ３．８～３．６　 １６～１８．５　 ６．３～９．３　 ５５～６７　 ３４～４５
黄麻 １．５～２．５　 ０．５～１　 １２～１８　 １０～１５　 ５０～６０　 ４０～５０
亚麻 １～２　 １～４　 ８～１１　 １．５～７　 ７０～８０　 ２０～３０
浓度２ｇ／Ｌ，浴比１∶２０，温度５０℃，处理１ｈ．碱煮时，
ＮａＯＨ浓度分别为８ｇ／Ｌ、１０ｇ／Ｌ、１２ｇ／Ｌ、１４ｇ／Ｌ（助
剂Ｎａ２ＳｉＯ３浓度为３ｇ／Ｌ、ＮａＳＯ３ 浓度为３ｇ／Ｌ），浴比
为１∶３０，沸水煮练２ｈ．处理后的重量损失率如表２
所示．
表２　不同ＮａＯＨ浓度下的重量损失率
实验
ＮａＯＨ／
（ｇ·Ｌ－１）
时间／ｈ
重量
损失率／％
１　 ８　 ２　 １２．８
２　 １０　 ２　 １８．３
３　 １２　 ２　 １９．２
４　 １４　 ２　 ２１．３
　　由表２可知，随着 ＮａＯＨ浓度的增加，重量损失
率虽逐渐增加，但其值仍较小，说明残胶含量较高，脱
胶效果不够理想．
２．３　预尿氧法
预尿素法是利用尿氧溶液对苘麻的渗透、溶胀作
用，对苘麻纤维进行前处理．碱煮时，ＮａＯＨ 浓度为
１２ｇ／Ｌ（助剂 Ｎａ２ＳｉＯ３ 浓度为３ｇ／Ｌ、ＮａＳＯ３ 浓度为
３ｇ／Ｌ），浴比为１∶３０，沸水煮练２ｈ．处理后的重量损
失率如表３所示．
表３　不同 Ｈ２Ｏ２ 浓度下的重量损失率
实验
Ｈ２Ｏ２／
（ｇ·Ｌ－１）
ＣＯ（ＮＨ２）２／
（ｇ·Ｌ－１）
重量
损失率／％
１　 ８　 ０．３　 ２０．３
２　 １０　 ０．３　 ２３．５
３　 １２　 ０．３　 ２７．８
由表３可知，采用预尿氧法处理时，随着 Ｈ２Ｏ２ 浓
度的增加，重量损失率逐渐增大，胶质不断被降解，说
明此法脱胶效果尚好．
２．４　 碱氧—浴法
在其他条件完全相同的情况下，脱胶时间对重量
损失率的影响情况如表４所示．
表４　不同脱胶时间下的重量损失率
实验
ＮａＯＨ／
（ｇ·Ｌ－１）
Ｈ２Ｏ２／
（ｇ·Ｌ－１）
时间／ｈ
重量
损失率／％
１　 １２　 １４　 １　 ３２．１
２　 １２　 １４　 １．５　 ３６．５
３　 １２　 １４　 ２　 ３９．５
４　 １２　 １４　 ２．５　 ４０．１
由表４可以看出，随着碱煮时间的延长，苘麻的重
量损失率上升很快，而２ｈ后变化不大．这是因为在一
定时间范围内，煮练时间越长，胶质降解越多，脱胶效
果越好；但时间过长，残余的胶质为结构稳定的木质
素，脱胶效果则不明显，且耗时会增加成本．因此，煮练
时间确定为２ｈ．
ＮａＯＨ浓度对脱胶效果的影响情况如表５所示．在
脱胶处理过程中，苘麻纤维的细度先是随着ＮａＯＨ浓
度的增加而明显减小，在ＮａＯＨ浓度为１２ｇ／Ｌ时已逐
渐趋于稳定．ＮａＯＨ浓度的大小直接影响脱胶反应的进
行．如ＮａＯＨ浓度太小，很难去除胶质，从而使苘麻束
纤维不能充分分离；如 ＮａＯＨ浓度太大，苘麻纤维的
细度没有明显变化，且易使纤维素溶胀或生成碱纤维
素．因此，碱煮脱胶过程中，ＮａＯＨ浓度定为１２ｇ／Ｌ．
表５　ＮａＯＨ浓度对细度的影响
实验
ＮａＯＨ／
（ｇ·Ｌ－１）
Ｈ２Ｏ２／
（ｇ·Ｌ－１）
时间／ｈ 细度／ｔｅｘ
１　 ８　 １２　 ２　 ３．７６
２　 １０　 １２　 ２　 ３．３
３　 １２　 １２　 ２　 ２．８６
４　 １４　 １２　 ２　 ２．７９
Ｈ２Ｏ２ 浓度对脱胶效果的影响情况如表６所示．
随着 Ｈ２Ｏ２ 用量的加大，苘麻纤维的细度逐渐减小，而
后逐渐趋于稳定．由此可以看出，苘麻纤维细度与
·９５·
中原工学院学报 ２０１２年　第２３卷
Ｈ２Ｏ２ 的用量并不成正比关系；Ｈ２Ｏ２ 的用量如果超过
某一特定量，苘麻纤维的细度将不会发生明显变化，反
而会增加成本．因此，确定Ｈ２Ｏ２ 的最佳用量为１４ｇ／Ｌ．
表６　Ｈ２Ｏ２ 浓度对细度的影响
实验
ＮａＯＨ／
（ｇ·Ｌ－１）
Ｈ２Ｏ２／
（ｇ·Ｌ－１）
时间／ｈ 细度／ｔｅｘ
１　 １２　 １０　 ２　 ３．１２
２　 １２　 １２　 ２　 ２．８６
３　 １２　 １４　 ２　 ２．６０
４　 １２　 １６　 ２　 ２．５６
对以上几种实验方案的结果进行对比分析，可知
碱氧一浴法脱胶效果相对较好．其最佳工艺参数为：浸
酸时间１ｈ，Ｈ２ＳＯ４浓度２ｇ／Ｌ，浴比１∶２０，温度
５０℃．碱煮条件为：ＮａＯＨ 浓度１２ｇ／Ｌ，Ｈ２Ｏ２ 用量
１４ｇ／Ｌ，浴比１∶３０，沸水煮练２ｈ．在此条件下，苘麻
的脱胶效果最好．
２．５　苘麻纤维形态的观察
苘麻原麻及最佳条件下处理后的纤维横向形态分
别如图１和图２所示．可以看出，苘麻纤维截面均为不
规则多边形，有空腔；脱胶前空腔大而明显，但脱胶后
由于纤维的溶胀，空腔明显变小．
图１　苘麻原麻（８００×）
２．６　苘麻纤维的性能测试
经碱氧一浴法最佳方案处理后，所得苘麻纤维的
残胶率为 １０．１％，细度为 ２．６ｔｅｘ，断裂强度为
４３．７２ｃＮ／ｔｅｘ，断裂伸长率为２．７１％．此细度达到了
工艺纤维纺纱的细度要求，且强度较高．
２．７　苘麻纤维的红外测试
苘麻原麻和最佳条件下处理后的纤维的红外测试
图２　最佳条件下处理后的苘麻纤维（８００×）
结果如图３和图４所示．苘麻原麻和最佳条件下脱胶
后的麻纤维在２　９２０ｃｍ－１左右区域内呈现一个波峰，
该处的吸收峰是由于非纤维素多糖的Ｃ－Ｈ不对称伸
缩和对称伸缩振动产生的．根据苘麻的成分可推测出，
此处的波峰可能归因于较高的蜡质和半纤维素含量．
在１　７３３ｃｍ－１左右区域的吸收峰表示酯化羧基的
伸缩振动，它为水溶性物质的特征峰，反映了包含羧基
的糖醛酸含量．由图３和图４可知，原麻在此处具有明
显的特征峰，而脱胶后的纤维在此处不存在特征峰．这
表明在脱胶过程中，水溶物得以去除［１－４］．由此可知，
在脱胶过程中，大部分胶质得到了去除．
·０６·
　第３期 黄伟韩，等：苘麻纤维脱胶实验及性能研究
３　结　语
由以上几种实验方案的结果及分析可知，碱氧一
浴法脱胶效果相对较好，其最佳工艺参数为：浸酸时间
１ｈ，Ｈ２ＳＯ４ 浓度２ｇ／Ｌ，浴比１∶２０，温度５０℃．碱煮
条件为：ＮａＯＨ 浓度１２ｇ／Ｌ，Ｈ２Ｏ２浓度１４ｇ／Ｌ，浴比
１∶３０，沸水煮练２ｈ．在此条件下，苘麻的脱胶效果最
好，残胶率为１０．１％，细度为２．６ｔｅｘ，断裂强度为
４３．７２ｃＮ／ｔｅｘ．
参考文献：
［１］　Ｂｌａｃｋｗｅｌ　Ｊ，Ｖａｓｋｏ　Ｐ　Ｄ，Ｋｏｅｎｉｇ，Ｊ　Ｌ．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　ａｎｄ　Ｒａｍａｎ　Ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｃｅｌｕｌｏｓｅ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　Ｃｅｌ　Ｗａｌ　ｏｆ　Ｖａｌｏｎｉａ　Ｖｅｎｔｒｉｃｏｓａ
［Ｊ］．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，１９７０，４１：４３７５－４３７９．
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［３］　Ｓａｏ　Ｋ　Ｐ，Ｍａｔｈｅｗ　Ｍ　Ｄ，Ｒａｙ　Ｐ　Ｋ．Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｓｐｅｃｔｒａ　ｏｆ　Ａｌｋａｌｉ　Ｔｒｅａｔｅｄ　Ｄｅｇｕｍｍｅｄ　Ｒａｍｉｅ［Ｊ］．Ｔｅｘｔｉｌｅ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｊｏｕｒｎａｌ　１９８７，
５７：４０７
［４］　于世林，夏心泉，李寅蔚，等．波谱分析法［Ｍ］．重庆：重庆大学出版社，１９９１：４８．
Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｒｅｔｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｃｈｉｎｇｍａ　Ｆｉｂｅｒ
ＨＵＡＮＧ　Ｗｅｉ－ｈａｎ，ＹＵ　Ｈｏｎｇ－ｑｉｎ
（Ｚｈｏｎｇｙｕａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００７，Ｃｈｎｉａ）
Ａｂｓｔｅａｃｔ：　Ｒｅｔｔｉｎｇ　ｏｆ　ｃｈｉｎｇｍａ　ｆｉｂｅｒ　ｉｓ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ．Ａｌｋａｌｉ－Ｈ２Ｏ２ｏｎｅ－ｂａｔｈ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＮａＯＨ　ｂｏｉｌ－
ｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｒｅ－Ｕｒｅａ－Ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ａｒｅ　ｉｎｖｏｌｖｅｄ　ｉｎ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ，ｓｈａｐｅ　ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ，ｆｉｎｅｎｅｓｓ，ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｇｕｍ　ｃｏｎｔｅｎｔ，
ｉｎｇｒｅｄｉｅｎｔ，ｔｅｎａｃｉｔｙ　ａｎｄ　ｉｎｆｒａｒｅｄ　ｓｐｅｃｔｒａ　ａｒｅ　ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ａｌｋａｌｉ－Ｈ２Ｏ２ｏｎｅ－ｂａｔｈ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｓ
ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ　ａｒｅ　ａｓ　ｆｏｌｏｗｓ：ｔｈｅ　ａｃｉｄｉｃ　ｓｃｏｕｒｉｎｇ　ｔｉｍｅ　ｉｓ　１ｈ（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　５０℃，
Ｈ２ＳＯ４２ｇ／Ｌ），ＮａＯＨ　１２ｇ／Ｌ，Ｈ２Ｏ２１４ｇ／Ｌ，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｔｉｍｅ　２ｈ．Ｒｅｓｉｄｕａｌ　ｇｕｍ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｆｉｂｅｒ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｕｎｄｅｒ
ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍａｌ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｓ　１０．１％，ｆｉｎｅｎｅｓｓ　ｉｓ　２．６ｔｅｘ　ａｎｄ　ｔｅｎａｃｉｔｙ　ｉｓ　４３．７２ｃＮ／ｔｅｘ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　Ｃｈｉｎｇｍａ；ｄｅｇｕｍｍｉｎｇ；ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ；ｔｅｓｔ
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