摘  要：本发明公开了基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，具体包括如下步骤：步骤1，对原料进行预处理；步骤2，配制硅基反相微乳液脱胶液；步骤3，采用步骤2配制的脱胶液对步骤1预处理后的原料进行双氧水氧化脱胶；步骤4，用清水冲洗步骤3处理后的纤维，去除浮胶；步骤5，再次采用步骤2配制的脱胶液对步骤3处理后的纤维进行双氧水氧化脱胶；步骤6，用去离子水洗涤步骤5处理后的纤维至中性，烘干，即得到罗布麻精干麻。本发明解决了现有罗布麻脱胶工艺难以同时满足高效率与低损伤、高产量与低污染的问题。

 

权利要求书

1.基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

步骤1，对原料进行预处理；

步骤2，配制硅基反相微乳液脱胶液；

步骤3，采用步骤2配制的脱胶液对步骤1预处理后的原料进行双氧水氧化脱胶；

步骤4，用清水冲洗步骤3处理后的纤维，去除浮胶；

步骤5，再次采用步骤2配制的脱胶液对步骤3处理后的纤维进行双氧水氧化脱胶；

步骤6，用去离子水洗涤步骤5处理后的纤维至中性，烘干，即得到罗布麻精干麻。

2.根据权利要求1所述的基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：所述步骤1的具体过程为：将罗布麻原麻去除木屑、杂草、泥沙杂质，清水冲洗，于80～85℃烘干至含水率≤12%。

3.根据权利要求1所述的基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程为：以十甲基环五硅氧烷为连续相，以去离子水为分散相，加入表面活性剂和助表面活性剂，搅拌形成反相微乳液，然后向反相微乳液中依次加入氢氧化钠、无磷复合稳定剂和双氧水，混合均匀。

4.根据权利要求3所述的基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：所述步骤2中，表面活性剂为PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷，助表面活性剂为正己醇，PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷与正己醇的质量比为1～3：1。

5.根据权利要求3所述的基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：所述步骤2中，十甲基环五硅氧烷在脱胶液中的体积占比为90%～94%，去离子水在脱胶液中的体积占比为6%～10%。

6.根据权利要求3所述的基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：所述步骤2中，无磷复合稳定剂由马来酸-丙烯酸共聚物钠盐和葡萄糖酸钠复配而成；马来酸-丙烯酸共聚物钠盐：葡萄糖酸钠质量比为0.8～1.2：1。

7.根据权利要求3所述的基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：所述步骤3中，双氧水氧化脱胶的处理温度为95～100℃，处理时间为40～60min。

8.根据权利要求3所述的基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：所述步骤5中，双氧水氧化脱胶的处理温度为95～100℃，处理时间为100～120min。

9.根据权利要求3所述的基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，其特征在于：所述步骤6中，于80～90℃烘干至含水率≤10%。

 

技术领域

本发明属于天然韧皮纤维纺织前处理技术领域，涉及基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法。

 

背景技术

罗布麻（Apocynum venetum）是我国特有的多年生野生草本韧皮纤维植物，其纤维具有中空结构、抗菌抑菌、吸湿导湿、抗紫外线等独特性能，是高端纺织制品的优质原料。但罗布麻原麻中含有大量果胶（约11.29%）、半纤维素（约12.7%）、木质素（约12.28%）以及脂蜡质（约6.32%）和水溶物（约12.83%）等非纤维素胶质成分，纤维素含量仅为44.58%左右。这些胶质物质将纤维束紧密粘合在一起，若脱胶不彻底，会导致纤维粗硬、可纺性差、染色不均，直接影响成品质量。因此，脱胶是罗布麻纤维加工中最关键的前处理工序。

目前，罗布麻纤维的脱胶方法主要存在以下技术缺陷：（1）传统脱胶法将罗布麻原麻浸泡于自然水体中，依靠天然微生物发酵分解胶质。该方法周期长达7～15天，占地面积大，发酵过程不可控，脱胶均匀性差，产生大量高化学需氧量（COD）有机废水，不能满足规模化生产要求。（2）化学脱胶法则以高浓度氢氧化钠（10g/L以上）为主要脱胶剂，辅以三聚磷酸钠、偏硅酸钠等助剂，在高温（100℃）下进行长时间煮练。该方法虽脱胶效率高，但存在严重缺陷：强碱会严重刻蚀纤维表面，导致纤维断裂强力急剧降低；磷酸盐排放易引发水体富营养化，硅酸盐在高温下析出硅垢堵塞设备管道；工艺末端需稀硫酸中和酸洗，产生大量含盐废水；水资源与化学药剂消耗量巨大。（3）酶脱胶利用果胶酶、半纤维素酶等生物酶制剂定向降解胶质，作用条件温和、纤维损伤小。但酶制剂成本高，对环境条件（温度、pH、水质等）敏感，脱胶效果不稳定；单一酶制剂无法完全分解罗布麻复杂的多组分胶质体系，需多种酶复配或与其他工艺联合使用，工业化难度大。

综上所述，现有罗布麻脱胶技术在高效率与低损伤、高产量与低污染之间存在难以调和的矛盾，亟需开发一种温和、高效、低污染的新型绿色脱胶工艺。

 

发明内容

本发明的目的是提供基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，解决了现有罗布麻脱胶工艺难以同时满足高效率与低损伤、高产量与低污染的问题。

本发明所采用的技术方案是，基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，具体包括如下步骤：

步骤1，对原料进行预处理；

步骤2，配制硅基反相微乳液脱胶液；

步骤3，采用步骤2配制的脱胶液对步骤1预处理后的原料进行双氧水氧化脱胶；

步骤4，用清水冲洗步骤3处理后的纤维，去除浮胶；

步骤5，再次采用步骤2配制的脱胶液对步骤3处理后的纤维进行双氧水氧化脱胶；

步骤6，用去离子水洗涤步骤5处理后的纤维至中性，烘干，即得到罗布麻精干麻。

本发明的特点还在于：

步骤1的具体过程为：将罗布麻原麻去除木屑、杂草、泥沙杂质，清水冲洗，于80～85℃烘干至含水率≤12%。

步骤2的具体过程为：以十甲基环五硅氧烷为连续相，以去离子水为分散相，加入表面活性剂和助表面活性剂，搅拌形成反相微乳液，然后向反相微乳液中依次加入氢氧化钠、无磷复合稳定剂和双氧水，混合均匀。

步骤2中，表面活性剂为PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷，助表面活性剂为正己醇，PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷与正己醇的质量比为1～4：1。

步骤2中，十甲基环五硅氧烷在脱胶液中的体积占比为90%～94%，去离子水在脱胶液中的体积占比为6%～10%。

步骤2中，无磷复合稳定剂由马来酸-丙烯酸共聚物钠盐和葡萄糖酸钠复配而成；马来酸-丙烯酸共聚物钠盐：葡萄糖酸钠质量比为0.8～1.2：1。

步骤3中，双氧水氧化脱胶的处理温度为95～100℃，处理时间为40～60min。

步骤5中，双氧水氧化脱胶的处理温度为95～100℃，处理时间为100～120min。

步骤6中，于80～90℃烘干至含水率≤10%。

本发明的有益效果如下：

（1）以D5硅基反相微乳液替代全水相作为脱胶介质，水与化学药剂总消耗量较传统全水碱煮工艺降低94%以上。

（2）微乳液纳米水核可快速渗透至纤维胶质层内部，双氧水在纳米水核中定向氧化降解木质素等胶质成分。经本发明方法处理后，罗布麻纤维白度可达86.7以上，显著优于传统碱脱胶的76.0，果胶、木质素等胶质去除充分。

（3）采用温和的双氧水氧化体系替代高温浓碱煮练，不使用高浓度强碱，可有效保

护纤维素结构。处理后纤维平均细度（20.36μm以上）优于传统碱脱胶（17.05μm），平均长度（23.8mm以上）满足可纺性要求，纤维结晶度保留良好。

（4）采用无磷无硅助剂体系（马来酸-丙烯酸共聚物钠盐+葡萄糖酸钠），消除水体富营养化风险与设备硅垢问题；取消传统工艺末端酸洗工序，无含盐酸性废水产生；D5介质可通过静置油水分层实现回收再利用。

（5）本发明可直接适配现有高温染整设备，无需大规模设备改造；且可推广应用于苎麻、亚麻等韧皮纤维的脱胶处理。

 

附图说明

图1（a）是罗布麻原麻的纤维表观形貌图。

  

图1（a）

图1（b）是采用对比例1传统脱胶工艺对图1（a）所示的罗布麻原麻脱胶处理后的纤维表观形貌图。

图1（b）

图1（c）是采用本发明基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法实施例2对图1（a）所示的罗布麻原麻脱胶处理后的纤维表观形貌图。

  

图1（c）

图1（d）是采用本发明基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法实施例1对图1（a）所示的罗布麻原麻脱胶处理后的纤维表观形貌图。

  

图1（d）

图1（e）是采用本发明基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法实施例3对图1（a）所示的罗布麻原麻脱胶处理后的纤维表观形貌图。

  

图1（e）

图2（a）是罗布麻原麻纤维的扫描电镜图。

  

图2（a）

图2（b）是采用对比例1传统脱胶工艺对图2（a）所示的罗布麻原麻脱胶处理后的纤维扫描电镜图。

  

图2（b）

图2（c）是采用本发明基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法实施例2对图2（a）所示的罗布麻原麻脱胶处理后的纤维扫描电镜图。

  

图2（c）

图2（d）是采用本发明基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法实施例1对图2（a）所示的罗布麻原麻脱胶处理后的纤维扫描电镜图。

  

图2（d）

图2（e）是采用本发明基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法实施例3对图2（a）所示的罗布麻原麻脱胶处理后的纤维扫描电镜图。

  

图2（e）

图3是罗布麻原麻以及采用本发明基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法对比例1与实施例1脱色后的罗布麻原麻的X射线衍射图。

  

图3

 

具体实施方式

下面结合具体实施方式进行详细说明。

本发明基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，包括以下步骤：

步骤1，原料预处理：将罗布麻原麻去除木屑、杂草、泥沙杂质，清水冲洗，于80～85℃烘干至含水率≤12%；

步骤2，配制硅基反相微乳液脱胶液：以十甲基环五硅氧烷（D5）为连续相，以去离子水为分散相，加入表面活性剂PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷和助表面活性剂正己醇，搅拌形成反相微乳液；然后依次加入氢氧化钠、无磷复合稳定剂和双氧水，混合均匀；

D5在脱胶液中的体积占比为90%～94%，去离子水的体积占比为6%～10%；PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷与正己醇的质量比为1～4：1，PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷与正己醇总添加量（质量浓度）为20～30g/L；氢氧化钠的添加量为0.1～0.3g/L（仅用于活化双氧水）；双氧水为30%双氧水，添加量为4～8mL/L；无磷复合稳定剂由马来酸-丙烯酸共聚物钠盐和葡萄糖酸钠复配而成；马来酸-丙烯酸共聚物钠盐的添加量（质量百分比）为0.10%～0.15%，葡萄糖酸钠的添加量（质量百分比）为0.10%～0.15%，马来酸-丙烯酸共聚物钠盐：葡萄糖酸钠质量比为0.8：1～1.2：1。脱胶处理的浴比为1：30～1：60。

步骤3，第一阶段双氧水氧化脱胶：将步骤1预处理后的罗布麻原麻浸渍于步骤2配制的脱胶液中，于95～100℃处理40～60min；

步骤4，水洗浮胶：用清水冲洗步骤3处理后的纤维，去除浮胶；

步骤5，第二阶段双氧水氧化脱胶：将水洗后的纤维投入同配比（步骤2制备的）的新鲜脱胶液中，于95～100℃处理100～120min；

步骤6，后处理：用去离子水洗涤纤维至中性，于80～90℃烘干至含水率≤10%，得到罗布麻精干麻。

本发明全程不设置碱煮工序与酸洗中和工序。

实施例1（最优实施例）

步骤1，原料预处理：取3g新疆罗布麻原麻，人工剔除木屑、杂草等杂质，清水冲洗，于85℃烘干至含水率≤12%，备用。

步骤2，脱胶液配制（1L体系）：量取D5940mL和去离子水60mL；加入PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷37.5g和正己醇12.5g（质量比3：1，总25g/L），搅拌形成反相微乳液；依次加入NaOH0.2g，马来酸-丙烯酸共聚物钠盐1.2g，葡萄糖酸钠1.2g，30%双氧水6mL，混合均匀。浴比为1：50。

步骤3，一阶段双氧水氧化脱胶：将预处理后的罗布麻原麻完全浸没于脱胶液中，于100℃处理60min。

步骤4，水洗浮胶：取出纤维，用少量清水冲洗去除浮胶。

步骤5，二段双氧水氧化脱胶：将水洗后的纤维投入同配比的新鲜脱胶液中，于100℃处理120min。

步骤6，后处理：取出纤维，用去离子水反复洗涤至中性，于85℃烘干至恒重。

测试结果表明，纤维平均长度23.8mm，平均细度20.36μm，CIE白度86.7；纤维表面光洁，单纤维形态完整；废水中不含磷、硅酸盐及酸洗盐分；水与化学药剂总消耗量为传统工艺的6%。

实施例2（90%D5配比）

步骤1，原料预处理：取3g新疆罗布麻原麻，人工剔除木屑、杂草等杂质，清水冲洗，于85℃烘干至含水率≤12%，备用。

步骤2，脱胶液配制（1L体系）：量取D5900mL和去离子水100mL；加入PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷37.5g和正己醇12.5g（质量比3：1，总25g/L），搅拌形成反相微乳液；依次加入NaOH0.2g，马来酸-丙烯酸共聚物钠盐1.2g，葡萄糖酸钠1.2g，30%双氧水6mL，混合均匀。浴比为1：50。

步骤3，一阶段双氧水氧化脱胶：将预处理后的罗布麻原麻完全浸没于脱胶液中，于100℃处理60min。

步骤4，水洗浮胶：取出纤维，用少量清水冲洗去除浮胶。

步骤5，二段双氧水氧化脱胶：将水洗后的纤维投入同配比的新鲜脱胶液中，于100℃处理120min。

步骤6，后处理：取出纤维，用去离子水反复洗涤至中性，于85℃烘干至恒重。

测试结果表明，纤维平均长度22.5mm，平均细度21.90μm，CIE白度78.9，脱胶效果良好。

实施例3（98%D5配比）

步骤1，原料预处理：取3g新疆罗布麻原麻，人工剔除木屑、杂草等杂质，清水冲洗，于85℃烘干至含水率≤12%，备用。

步骤2，脱胶液配制（1L体系）：量取D5980mL和去离子水20mL；加入PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷37.5g和正己醇12.5g（质量比3：1，总25g/L），搅拌形成反相微乳液；依次加入NaOH0.2g，马来酸-丙烯酸共聚物钠盐1.2g，葡萄糖酸钠1.2g，30%双氧水6mL，混合均匀。浴比为1：50。

步骤3，一阶段双氧水氧化脱胶：将预处理后的罗布麻原麻完全浸没于脱胶液中，于100℃处理60min。

步骤4，水洗浮胶：取出纤维，用少量清水冲洗去除浮胶。

步骤5，二段双氧水氧化脱胶：将水洗后的纤维投入同配比的新鲜脱胶液中，于100℃处理120min。

步骤6，后处理：取出纤维，用去离子水反复洗涤至中性，于85℃烘干至恒重。

测试结果表明，微乳液体系极性不足，双氧水承载量低，胶质去除不彻底，纤维CIE白度为63.8，脱胶效果一般。

实施例4（低双氧水用量）

D5体积占比为94%，30%双氧水添加量调整为4mL/L；步骤2中，浴比为1:30；步骤3中，于95℃处理40min；步骤5中，于95℃处理100min；步骤6中，于80℃烘干至含水率≤10%，其余工艺参数与实施例1相同。

测试结果表明，纤维平均长度23.7mm，平均细度21.12μm，CIE白度74.1，脱胶合格。

实施例5（表面活性剂配比1：1）

PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷13.9g，正己醇13.9g（质量比1：1）；步骤2中，浴比为1:60；步骤3中，于98℃处理50min；步骤5中，于98℃处理110min；步骤6中，于90℃烘干至含水率≤10%，其余工艺参数与实施例1相同。其余配方及工艺参数与实施例1相同。

测试结果表明，脱胶效果良好，纤维白度85.5。

实施例6（表面活性剂配比2：1）

PEG/PPG-18/18聚二甲基硅氧烷22.8g，正己醇11.4g（质量比2：1），其余配方及工艺参数与实施例1相同。

测试结果表明，脱胶效果良好，纤维白度85.8。

对比例1（传统全水相碱脱胶）

采用全水相体系，不添加D5及表面活性剂。药剂配方：氢氧化钠10g/L、三聚磷酸钠2%、偏硅酸钠2%，浴比1：50。工艺流程：一次碱煮（100℃，60min）→水洗→二次碱煮（100℃，120min）→稀硫酸酸洗中和→水洗→烘干。

测试结果表明，纤维平均长度23.6mm，平均细度17.05μm，CIE白度75.0。废水含高浓度磷、硅及盐类物质，化学药剂消耗量为实施例1的16倍以上。

图1（d）为实施例1脱胶处理后的纤维，色泽洁白均匀，无黄变、无胶质结块；对比图1（b）传统碱煮对比例1纤维残留色素胶质，证明本发明两段双氧水硅基微乳液氧化可深度脱除果胶、木质素与天然色素，解决传统碱脱胶白度偏低、胶质脱除不彻底问题。图2（d）为实施例1脱胶处理后的纤维，纤维表面光滑平整，无胶质薄膜包覆，纤维竖纹、节点清晰完整，无强碱腐蚀断裂缺损；图2（b）传统工艺（对比例1）纤维表面存在碱蚀损伤与胶质残留，说明D5硅基反相微乳液搭配温和氧化体系，避免浓强碱刻蚀纤维，解决传统化学脱胶纤维强力、细度受损缺陷。对照图3的X射线衍射图谱：实施例1衍射峰尖锐、峰强更高，纤维素结晶结构完整；传统对比例1衍射峰宽化、强度下降，证明本发明提供的脱胶不会破坏纤维素结晶区域，有效缓解传统高温浓碱造成纤维素降解、纤维力学性能劣化的技术难题。

对应图1（c）为实施例2纤维表观，纤维洁白均匀，仅少量细微色素残留；图2（c）为实施例2微观可见纤维基本无胶质覆盖，仅少量胶质微点；XRD图谱结晶峰保持完整。相比传统工艺性能更优，适用于常规胶质含量罗布麻原料，同样实现无磷无酸洗、低药剂消耗，可工业化稳定使用。

图1（e）为实施例3脱胶后的纤维，可见纤维明显泛黄；图2（e）为实施例3脱胶后的纤维，微观图像显示纤维表面部分胶质薄膜未剥离。该配比水相占比过低，无法稳定承载足量氧化活性组分，脱胶能力下降。

图1（b）是传统工艺（对比例1）纤维外观暗沉发黄，色素、胶质残留明显；图2（b）是传统工艺（对比例1）SEM可见纤维表面大量胶质、纤维表面被刻蚀；图3XRD图谱纤维素衍射峰宽化，结晶完整性受损。

结合性能数据，得出以下结论：传统高碱体系纤维有损伤、白度差；化学试剂与水资源消耗巨大；磷硅助剂与酸洗带来多重水污染、设备硅垢问题，对比本发明各实施例，充分证明硅基反相微乳液两段双氧水工艺能够克服现有罗布麻脱胶技术短板。

如下表1为传统脱胶与本发明微乳液脱胶罗布麻纤维的物理性能

表1

文章摘自国家发明专利，基于硅基反相微乳液的罗布麻绿色脱胶方法，发明人:陈杨轶，李京芝，曹颖，吴熙淳，张召，齐欢，申请号:202610956947.2，申请日:2026.06.30。