香蕉茎秆纤维化学脱胶工艺及脱胶纤维性能

来源：农业工程学报杂志2015年第13期北京时间：

作者：徐树英,谭蔚,张玉苍,

摘要：为了将废弃的香蕉茎秆制备纤维的工艺运用到纺织领域，采用化学法脱胶工艺提取香蕉茎秆纤维。研究预酸，预氧及碱液煮炼工艺条件对香蕉茎秆纤维脱胶率和残余木质素率的影响，确定较佳的脱胶工艺。采用傅立叶红外光谱（fourier transformed infrared spectroscopy，FTIR）、X射线衍射（X-ray diffraction，XRD）和扫描电镜（scanning electron microscopy，SEM）分析较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维的理化特性；并对其力学性能进行测试与分析。结果表明：预酸采用H2SO4质量浓度2 g/L，浴比1∶20，水浴温度55℃，时间2 h；预氧处理工艺采用H2O2质量浓度7 g/L；助剂Na2SiO3质量分数3%，多聚磷酸钠质量分数2%；温度95℃，pH值11，浴比1∶20，时间1.5 h，升温时间35～40 min；碱液煮炼NaOH溶液质量浓度 9 g/L，常压0.1 MPa煮沸，温度100℃，时间3 h，浴比1∶20；酸洗用H2SO4体积分数0.1%，温度28℃，时间5 min。在此条件下，香蕉茎秆纤维的脱胶率为68%，残余木质素率为8.21%。FTIR结果表明对比香蕉茎秆粗纤维，化学法较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维去除了大部分的半纤维素和木质素，相对结晶度为60%；断裂截面的SEM图表明化学法制备的香蕉茎秆纤维呈现脆性-塑形复合型断裂形式，直径范围在0.068 mm左右。力学性能测试结果表明较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维拉伸强度，杨氏模量和断裂伸长率分别是353.09 MPa，18.34 GPa和1.70%。结果表明化学法较佳工艺制备的香蕉茎秆纤维在纺织工业具有一定的应用前景。

关键词：纤维, 脱胶, 傅里叶光谱, 残胶率, 残余木质素率, 力学性能