机制丝绵论文（精选3篇）
机制丝绵论文 篇1
1 研究机制丝绵的生态加工技术是丝绵被健康发展的必然之路
丝绵被是以天然蚕丝纤维为原料, 更以轻软、舒适、保暖性好的特点深受国内外消费者的欢迎, 它也是我国传统丝绸产品和重要的出口商品。近年来随着人们生活水平的日益提高, 越来越多消费者青睐使用蚕丝被, 产品出现了旺销的局面。传统丝棉被的加工方法是采用下脚茧 (双宫茧、蛆茧、柴印茧等) 为原料, 经过高温煮茧, 将脱胶的蚕茧经剥茧去除蚕蛹, 经清洗然后将茧丝纤维扯松套环, 后经脱水、自然干燥, 最后将丝绵用手工方法拉制成丝绵被胎。这种用手工制成丝绵, 从整个生产过程中仅使用纯碱液作为煮茧的脱胶剂, 丝绵加工完全采用手工拉制, 虽然其加工工序较为简单, 但由于手工丝绵的生产效率低, 工人劳动强度大, 出绵率不高, 生产过程中产生的蚕茧脱胶废液会造成对环境严重污染, 因此手工丝绵不符合生态纺织品标准的要求。近年来丝绵被销售数量日益增长, 进入21世纪初国内相继出现机制丝绵生产工厂, 机制丝绵与手工丝绵相比生产效率要高出4倍以上, 工人劳动强度下降, 出绵率亦提高0.5%~0.8%, 但目前机制丝绵生产工艺尚有不完善之处, 机制丝绵生产过程用烧碱将蚕茧进行开茧, 然后加工成丝绵片, 同时排放烧碱和大量丝胶废液, 小作坊生产的机制丝绵的脱胶废液大部分不经任何处理直接排放到下水道, 造成了对环境严重污染;规模较大的机制丝绵生产厂脱胶废水虽经污水处理, 但大量丝胶资源没有充分利用。一些小规模作坊生产厂, 为追求蚕丝被高额利润, 采用以劣质蚕茧 (霉茧、黄斑茧、油污茧) 为原料, 在丝绵片精练过程中加入过氧化氢漂白剂和荧光增白剂增白来提高丝绵的白度。由于机制丝绵的蓬松度与柔软性比手工丝绵有所降低, 此外机制丝绵脱胶残留碱液, 由于丝绵片叠堆精练袋中, 用水冲洗不易将丝纤维表面的残留碱液除去, 往往在有机硅柔软剂还需添加少量冰醋酸, 才能使机制丝绵p H符合生态纺织品标准的要求。
据业内有关专家估算, 目前丝绸类产品内销市场消耗蚕茧量在30%以上, 并且有逐年增长的趋势, 蚕丝被已成为丝绸内销市场新的消费亮点。2010年全国蚕丝被年产量已达1 980万条。目前, 蚕丝被生产已由手工作坊式生产向规模化、现代化、品牌化、生态纺织品方向发展, 在茧丝绸行业中的地位日益突出。
在国家“东桑西移”和西部大开发政策推动下, 广西近年来蚕桑业生产取得了跨越式发展, 2005年蚕茧产量位居全国第一位, 约占全国蚕茧产量35%, 取代了“十连冠”的江苏省, 成为第一大桑蚕生产省份。而广西南宁地区具有丰富的土地资源和适宜温暖的气候条件, 年产茧批次多, 出茧早, 亩桑产茧量比全国平均水平高出近一倍以上, 拥有丰富的蚕茧资源, 近年来蚕丝被已成为丝绸内销市场的主导产品, 而目前广西南宁地区加工蚕丝被的生产规模与品质处于较低水平, 在国家“东桑西移”政策指导下, 对机制丝绵进行生态技术研究, 生产优质蚕丝被供应市场, 实现蚕茧资源深加工, 对发展南宁地区蚕桑业具有现实的促进作用。
目前, 机制丝绵的产量占整个丝绵总份额比例日益增加并占主导位置, 鉴于机制丝绵的生产状况, 研究机制丝绵生态的加工技术课题, 显得十分重要。为了使我国的丝绵产业走向健康可持续发展的道路, 必须积极研究和推广机制丝绵的生态加工技术, 从原料、加工过程到成品直至消费过程满足生态方向的要求, 为广大消费者提供更多的健康、绿色床上用品, 提高人们的生活水平。
2 机制丝绵生态加工的生产流程
3 机制丝绵生态加工技术关键
3.1 机制丝绵片挂练生产工艺
(1) 概况
机制丝绵片的脱胶精练工艺, 目前全国各丝绵厂往往采用土法生产, 将丝绵片袋装在布袋中, 叠堆在水泥池或不锈钢圆桶内, 加入精练剂通过蒸汽加热进行脱胶精练, 将经过精练后袋装丝绵片用手工方式取出, 再浸泡在水池中, 最后用自来水冲洗、脱水, 除去在丝绵片上沾附丝胶和精练残液, 然后经过软化后整理和烘干, 该手工作坊式生产工艺存在的主要问题有:
(1) 丝绵片装袋叠堆在精练池 (桶) 内, 在精练过程中由于丝绵片相互挤压, 精练时间将延长, 有时往往造成丝绵片局部精练效果不佳, 丝绵片会出现少量绵块和丝筋;
(2) 该生产工艺劳动强度大, 工人用手工方式不断在精练地上下翻动装入袋中丝绵片, 生产环境差, 生产厂房地面到处流着精练残留液;
(3) 该生产工艺精练液约有30%~40%流失, 如当天重复使用精练液, 必须要补加水和精练剂, 蒸汽加热, 水、电耗能大, 助剂用量增加, 生态丝绵生产厂设计, 必须要改造原有手工作坊丝绵片精练生产工艺, 采用丝绵片挂练与水洗一条龙的新生产工艺。
(2) 丝绵片挂练生产工艺的创新点
(1) 与原生产工艺相比, 水、蒸汽、精练助剂用量减少20%~30%, 排放脱胶废水便于回收利用, 同时可缩短精练时间。
(2) 由于采用松式挂练将丝绵片脱胶、硬水洗, 丝绵片的品质优于旧生产工艺, 特别是丝绵片上基本不出现软硬绵块和丝筋。
(3) 挂练丝绵片的品质明显优于旧老生产工艺, 尤其是丝绵片成型好, 丝绵蓬松性亦有所提高。
(4) 采用电动行车代替手工操作移动精练丝绵片, 将大大降低操作劳动强度, 生产车间环境得到明显改善。
(5) 机制丝绵挂练加工技术具有节能、节水、高效、设计合理、降低劳动强度、减少对环境的污染等优点。
(3) 丝绵片挂练生产设备有关说明
(1) 挂练槽采用不锈钢材质制造, 容积大小与高度、宽度尺寸可根据丝绵片尺寸与生产需求量设计, 丝绵片的挂练架子亦采用不锈钢材质制造, 挂练架子上方部位有吊钩, 可通过电动行车上下或左右平行移动, 丝绵片挂练架子必须保证丝绵片在精练过程完全浸入精练液, 精练液蒸汽加热时, 悬挂丝绵片受热均匀, 确保丝绵片脱胶均匀, 为此, 在精练槽底部和槽壁四周安装蒸汽管, 使精练槽体各部位升温速度快, 调节温度容易控制, 为节约蒸汽能源, 挂练槽可安装活动的不锈钢盖板。
(2) 将精练后丝绵片悬挂在精练架子上, 用吊车放入高温、中温水浸泡, 然后用喷淋水充分洗涤丝绵片表面残留的精练废液 (亦可用高压水枪在丝绵片正反面冲洗) 。
(3) 挂练槽与清洗槽应平行安置排列, 每个挂练槽旁边应配2~3个清洗槽, 清洗槽应配有蒸汽管、进水管、出水管, 其水的容积应比挂练槽适当扩大。
精练后丝绵片上粘附精练液中污液, 特别是吸附着一定量的碱液及助剂残留液, 若去除不净, 日久会使丝绵泛黄、变硬, 所以水洗必须充分。该水洗生产工艺采用多次且逐步降温, 可避免精练液中污染物突然遇冷凝聚而沉积在丝绵片难以去除。
3 防止蚕丝被的p H值异常
Oeke-Tex Standard 100标准公布的有害物质表及GB18401-2003《国家纺织产品基本安全技术规范》均将p H值列为技术规范的第一位。
p H值作为衡量纺织品的酸碱性指标, 人体是从皮肤开始接触纺织品, 因此纺织品p H值, 尤其是贴体蚕丝被的p H值对人体健康影响甚大, 正常人体皮肤的p H值是5.5~6.0, 呈微酸性, 可防止病菌的入侵, 保护人体健康, 与皮肤接触的纺织品的p H值偏高 (碱性) 或偏低 (酸性) , 都对人体皮肤健康不利, 轻则引起皮肤过敏、瘙痒, 重则导致皮肤溃疡, 进而引发其它疾病。在我国生态纺织品技术要求的国家标准中, 均规定婴幼儿用品和直接接触皮肤的纺织用品p H值为4.0~8.0, 蚕丝被应符合此规定范围p H值。然而, 采用目前常规生产工艺, 将丝绵片装入布袋中精练, 精练后丝绵片叠堆在布袋中用自来水冲洗, 往往水冲洗不彻底, 丝绵片会残留脱胶残留的碱液, 会造成p H值超过8.0, 达不到生态纺织品p H规定值;机制丝绵生态加工技术采用挂练生产设备, 将丝绵片采用松式悬挂脱胶以后, 放在高温水池浸泡清洗, 再放入温热水池浸泡清洗, 然后将丝绵片松式悬挂, 用高压水泵水枪正反面冲洗丝绵片。由于避免了装入布袋丝绵片相互重叠挤压在一起, 只要将丝绵片充分水洗一定能除去丝绵表面残留碱液, 是保证丝绵绵片达到生态纺织品p H值指标最好、最经济的方法。
4 机制丝绵脱胶废水中回收提纯丝胶
蚕丝主要由占70%~80%的丝素及包覆在外围的占20%~30%的丝胶及少量的蜡质和无机物组成。在机制丝绵加工过程中, 一部分的丝胶被煮茧溶液里的氢氧化钠水解而溶解在煮茧废水中, 在接下来的精练过程当中, 丝绵片残留的丝胶进一步被碳酸钠溶解在脱胶废水中。因此, 机制丝绵加工废水当中含有高浓度的丝胶蛋白, 浑浊度和COD都很高, 不经处理直接排放, 会严重破坏水体质量, 引起水生动植物生存环境的恶化。丝胶蛋白在纺织品涂层、生物材料、医药、化妆品领域有着广泛的应用前景, 因此, 丝胶废水直接排放是资源的极大浪费。从丝绵脱胶废水中提取高纯度的丝胶, 一方面可以有效防止环境的污染, 实现节能减排;另一方面可以变废为宝, 对实现丝绸产业链的延长, 具有深远的意义。
从机制丝绵脱胶废水中回收提纯丝胶, 可采用膜分离技术, 为减少运行过程中膜的负担以及降低膜堵塞, 先用盐酸将废水溶液调节至其等电点附近p H3.8~4.0, 大部分的丝胶因溶解度降低而析出, 使得上层清液的丝胶浓度大为降低, 然后再使用超滤膜 (截留分子量8000~6000) 过滤, 实现浓缩脱盐的目的, 同时, 滤出的清液丝胶含量较低, 在经过纳滤膜 (截留分子量400~200) 过滤后, 水质清澈透明, 达到国家排放要求, 对环境无害。
由于采用超滤膜和纳滤膜分离提取丝胶, 整个过程是纯物理的, 不再加入新的杂质, 有利于保持丝胶原有的化学特性, 对于其后续加工提纯及应用带来更大的方便。
丝胶提纯生产工艺流程如下:
5 对机制丝绵的生态加工技术产品质量评估
对采用生态加工技术的机制丝绵进行手工扯松后加工而成的蚕丝被送国家丝绸及服装产品质量监督检验中心检测其结果如表1、表2。
摘要：鉴于目前机制丝绵的产量占丝绵总份额的比例日益增长, 而且占主导位置, 从当前国内绝大部分机制丝绵工厂现状来看, 符合要求的生态纺织品甚少, 因此, 研究机制丝绵生态加工技术显得十分迫切, 大力推广节能、节水、高效、设计合理、操作简便的先进加工技术和设备。从丝绵脱胶废水中回收丝胶, 以减少可用资源的浪费和对环境造成的污染。从原料、加工过程直到消费过程满足生态方向的要求, 为广大消费者提供更多健康的、绿色的床上用品。
关键词：机制丝绵,生态纺织品,丝胶
丝绵木果实纤维的基本性能 篇2
杜仲也称丝绵木, 又名厚杜仲。皮质厚, 折断时白丝多而如棉, 可入药, 别名:思仙、木绵、思仲、丝连皮、扯丝皮、丝绵皮, 具补肝肾、强筋骨、降血压、安胎等诸多功效。《神农本草经》中列为上品。谓其“主治腰膝痛, 补中, 益精气, 坚筋骨, 除阴下痒湿, 小便余沥。久服, 轻身耐老。”植株为落叶乔木, 植株可高达15m, 春季开花, 花单性, 无花被, 雌雄异株, 雄花簇生, 由10个雄蕊组成, 雌花单生, 有梗;长椭圆状扁平的果实为单翅果, 长2~3cm, 宽1~2cm, 果期6~11月[1]。翅果扁而薄, 中间稍突, 长椭圆形[2]。如图1所示是丝绵木植株, 如图2为丝绵木鲜果实。
2 尝试采用机械方法进行纤维的制取
如图3为丝绵木干态果实, 尝试将果实内部的纤维取出。如图4所示, 丝绵木纤维洁白, 透明, 韧性大, 弹性好, 明显具有弹性纤维的特性。
图5为纤维与丝绵木果实壳的结合状态, 从中可以明显看出, 纤维与壳的结合紧密, 不易分离。图6是采用机械方法进行分离的纤维, 明显带有大量的碎果实皮壳。纤维自然卷曲, 同时可以看出, 纤维易劈裂。
3 丝绵木果实纤维性能测试
经测试可知, 丝绵木纤维的自然长度为33.2mm, 符合纺织用纤维的长度。细度测试结果如表1所示, 纤维平均直径为4.712μm, 但是纤维细度差异明显。
纤维的拉伸性能好, 如图7所示是纤维受力拉伸后, 纤维长度明显增长, 未断裂状态下的伸长率超过56.6%, 测试最大未断裂伸长率值高达99.6%。试验中还发现, 干燥的果实纤维强度比鲜果实纤维大。
单位:μm
在实验室中, 采用手工方法制取的纤维含量占果实总重量的34.2%左右。
4 结语
丝绵木果实中的纤维有很好强度和很强的韧性, 细度细, 弹性好。符合纺织纤维的性能要求, 尝试进行纤维的性能测试, 希望能够有所应用。但是在这其中, 如何巧妙地将丝绵木果实的皮壳与纤维有效分离, 更好更精确地分离将有待进一步研究。
参考文献
[1]杨乐芳等.纺织材料性能与检测技术[M].上海:东华大学出版社, 2010.12.
[2]周美凤.纺织材料[M].上海:东华大学出版社, 2010.
[3]余序芬.纺织材料实验技术[M].北京:中国纺织出版社, 2004.
机制丝绵论文 篇3
我国的丝绸工业发展和中华民族的文明紧密相连, 特别是在建国以来, 我国的丝绸工业沿着社会主义的道路, 自力更生, 奋发图强, 大步向前迈进。增加了出口, 为国家的建设积累了资金, 同时也满足了全国人民的生活需求, 提高了人民群众的消费水平。并且, 随着世界经济的不断发展和人们生活水平的日益提高, 越来越多的消费者青睐使用集保暖与保健功能为一体的丝绵产品。
1 丝绵除油的方法
茧丝上的油脂主要来源于蛹体, 其含量随季节变化有所差异。蛹油为有腥昧的红棕色粘稠体, 其主要成分是复杂的高级脂肪酸甘油酯的混合物及游离脂肪酸、微量磷酸、糖类和色素等。其中饱和脂肪酸约占总脂肪酸25%, 不饱和脂肪酸约占75%。由于蛹油中含有较多的不饱和基团, 容易发生变性。依据蛹油的基本性质, 丝绵除油的方法有以下几种[3]。
1.1 表面活性剂除油
在水溶液中, 表面活性剂的作用主要有乳化、增溶、渗透 (润湿) 和分散作用。表面活性剂对于油脂来说所起的作用是增溶、乳化和分散作用。
表面活性剂溶液的物理化学性质会随溶液浓度的变化而有一个转折点, 这个转折点会出现在浓度不大的范围内。经分析认为:在溶液中表面活性剂超过一定浓度时会从单个离子或分子缔合成胶态聚集物, 即形成胶团。胶团的形成容易导致溶液性质发生突变, 所以溶液性质发生突变时的浓度, 即开始形成胶团时的浓度, 称为临界胶团浓度或临界胶束浓度[1]。
1.2 皂碱法除油
目前对丝绵的除油普遍采用的方法是皂碱法。丝绵可以利用纯碱和肥皂等表面活性剂在精练过程中同时达到脱胶和除油的目的。从除油和脱胶的原理我们能发现, 对丝绵脱胶和除油, 碱起到主要的作用。一方面, 丝胶与碱之间发生相互的作用, 丝胶吸收了碱, 促使了丝胶的膨润溶解, 因此达到了脱胶的目的;另一方面, 碱促进油脂的水解, 并与油脂的水解产物脂肪酸发生中和反应, 因而去除了油脂。除油时, 利用的是肥皂的渗透、润湿、乳化等表面活性。因此, 随着精细化工业的发展, 碱加表面活性剂的方法将可能更受到重视。皂碱法也存在缺点, 它不耐硬水, 极易产生钙镁皂沉淀, 从而影响丝质, 并且肥皂价格偏高, 残液也不易漂洗, 而纯碱又不能单独作为优质的除油剂来使用。因此, 寻找一种有效的表面活性剂或多种复合配方来代替肥皂和纯碱的混合使用, 成为目前除油剂的发展趋势[4]。
1.3 微生物化学精练除油
微生物化学精练是利用酶的作用使丝绵达到脱胶除油的效果。丝绵用酶精练时作用比较缓和, 避免了高温和酸碱的激烈处理。微生物化学精练包括微生物精练和酶精练。
微生物精练法是利用微生物在新陈代谢作用下所分泌的酶使绢纺原料脱胶除油。这种方法虽然陈旧, 但由于有较好的精练效果, 并且有独特的除油功能, 故有些工厂仍采用这种法, 特别是对于油滞头和有蛹茧类的含油率较高的原料, 大部分工厂仍然采用这种方法。这种方法的优点是能有效脱胶除脂, 作用缓和, 丝纤维光泽、手感好, 节约化工原料及能源, 提高产品质量, 并有利于降低成本。缺点是生产周期长, 占地面积大, 效率低, 劳动强度大, 卫生条件差, 生产过程中产生臭气。
酶精练法直接利用酶作用于绢纺原料, 使其能脱胶除脂, 缩短了发酵加工的周期。目前对蛋白酶研究较多, 而且出现了不少蛋白酶产品, 但除油用的脂肪酶较少。酶制剂法不但保持了腐化法的优点, 而且还克服了其精练时臭气大和精练时间长的缺点。但目前酶制剂除油品种不多, 技术还不够成熟, 无论在品种还是工艺上都有待进一步研究[2]。
1.4 有机溶剂除油
有机溶剂除油是用有机溶剂对油脂进行溶解处理, 完成脱脂任务。目前, 植物油的加工工业中, 一直都有选用有机溶剂作为浸出溶剂。同时, 也有学者使用有机溶剂提取蚕蛹油的方法进行研究, 以正已烷为优先选择, 其原因是其溶解度优异, 价格低廉, 来源丰富。有机溶剂浸出法选用符合国家相关标准的溶剂, 利用油脂与有机溶剂的互溶性, 通过溶剂与油料中油脂的接触而将其萃取溶解出来, 并用严格的工艺脱除油脂中的溶剂。
2 绵除油设备的探讨
对丝绵而言, 采用浸出法除油是一个新的技术, 其主要原理与植物油的加工相同:将丝绵片浸入到有机溶剂中, 通过改变外界条件达到有机溶剂萃取蛹油的最佳条件。萃取结束, 取出丝绵, 有机溶剂与蛹油的混合物再按不同沸点进行蒸发, 使溶剂汽化变成蒸汽与蛹油分离;溶剂蒸气则经冷凝、冷却回收后可继续使用。蛹油也可以回收再利用。
工艺依靠设备实现, 故此丝绵加工设备相当重要, 现在对机制丝绵的处理是通过脱胶技术将丝胶脱去, 但是现有脱胶技术多采用皂碱法, 对丝素存在损伤, 影响丝绵的韧性。目前洗绵的方法一般由人工进行, 通过先煮绵后水洗。水洗过程中用脚踩踏丝绵, 使丝胶流失。此种方法洗绵质量稳定性差, 很难达到统一的洗绵质量。通过研究发现洗绵过程中主要有几个难点:一是丝绵与蛹油脱离后, 由于在煮绵过程中产生巨大浮力, 丝绵又与漂浮在水面上的蛹油粘附, 造成蛹油残留;二是丝绵片有一定厚度, 洗绵过程中存在内外差异, 水流作用过大会使外层丝片紊乱, 丝胶溶失过度, 丝绵纤维强力及外观效果下降。目前尚未有科学的制绵工艺及其技术标准实现洗绵的工业化生产。开发出自动洗、煮、烘绵装置, 提高效率, 实现既将蛹油除尽又保持丝绵内在与外观性能的目的设备势在必行。
3 结语
丝绵被以其优良的服用性能征服了消费者。用缫丝汰头制作丝绵被既符合国家对资源充分利用的精神, 又延续了采用优质蚕丝制作丝绵被所具有的优良性能。所以缫丝汰头将是以后制作丝绵被的主要原料之一。使用有机溶剂对丝绵除油需要特殊的设备和较高的安全技术, 目前还很少采用, 但是该法具有不污染环境、脱脂率高、油脂能回收及经济效益高等优点, 具有很广阔的发展前景,
值得考虑研发有机溶剂对丝绵的除油设备。丝绵制作自动化程度低, 处理废水存在污染, 处理后的丝绵品种质量不高, 容易发臭, 不可洗等问题。开发出清洁、环保、自动化的丝绵制作设备也是目前面临的一个重要问题。
摘要：介绍丝绵除油工艺的基本现状, 并比较几种主要的除油工艺的优缺点, 探讨了丝绵进行清洁、环保的自动化生产的可行性。
关键词：丝绵,除油,生产
参考文献
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[2]劳继红等.碱性脂肪酶对重油滞头原料的除油研究[J].丝绸:2002, (9) :24-26.
[3]Lin Haitao, Ma, Pibo, Ning Wane, etc.Structure and Improvement of Properties of Floss Silk via Scouring and Finishing Treatment[J].Fibres & Textiles in Eastern Europe, 2013, (3) :18-21.