技術領域

本發明涉及一種植物纖維及其制備方法，特別涉及一種以甘蔗皮為原料，制備甘蔗皮纖維的方法。

背景技術

我國甘蔗的種植面積很大，且產量高。甘蔗渣作為糖廠制糖后的主要廢棄物，其產量巨大，價格低廉，但是，目前對它的利用還十分有限，除少量用于造紙、農家堆肥和畜生飼料原料等，絕大部分作為燃料燃燒或廢棄，不僅產生了大量的固體廢棄物，造成環境污染，還造成了植物資源的巨大浪費。隨著不可再生資源的消耗，人們能源意識的增強，尋找天然的、可再生的資源越發成為技術人員的奮斗目標。

充分挖掘資源，減少環境負擔，是當今的一個重要主題。目前地球正面臨著石油資源短缺的問題，這也限制了依賴于石油資源的合成纖維的進一步發展。尋找原料來源廣、開發成本低的新纖維資源，是人們致力于研究的一個方向。纖維素是地球上最豐富的天然聚合物，天然纖維素纖維結晶度高、強度好，具有廣泛的用途，而且纖維素可生物降解、價格低廉。

甘蔗皮和甘蔗渣中纖維素含量較高，如能將其中的纖維提取出來加以利用，則既能充分合理地利用資源，緩解石油資源短缺帶來的問題，又能減少環境污染。在本發明作出之前，中國發明專利“一種利用甘蔗渣制備抗菌纖維材料的方法”?（CN?102180977A）中，涉及了一種蔗渣纖維素的提取方法，步驟包括：將甘蔗渣充分干燥，機械粉碎，用索式抽提脫蔗蠟，再通過熱水浴脫半纖維素，以亞氯酸鈉和酸堿處理脫木質素,得到分離的蔗渣纖維素。該發明的主要目的是以蔗渣纖維素為原料開發具有抗菌功能的纖維材料，對纖維的力學性能沒有要求，在提取纖維素時酸堿作用時間長，這樣既耗時耗能，又可能使得到的纖維力學性能惡化明顯。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種制備工藝簡單，成本低廉，且具有較好力學性能的甘蔗皮纖維及其制備方法。

實現本發明目的的技術方案是提供一種甘蔗皮纖維的制備方法，包括如下步驟：

（1）將甘蔗皮去除橫節剪成50～80mm長的小段，清水洗凈，再按浴比1：30～50置于水浴中沸煮處理1～2小時，更換清水后重復沸煮處理1～2次，烘干；

（2）按浴比1：20～30，在溫度為80～90℃的攪拌條件下，將烘干后的甘蔗皮置于鹽酸與甲酸的混合溶液中進行處理，提取甘蔗皮纖維；所述的混合溶液中，按質量百分比，鹽酸濃度為0.8～1.2%，甲酸濃度為8～15%，處理時間為20～80min；

（3）將得到的甘蔗皮纖維水洗后，按浴比1：20～30，在溫度為75～80℃的攪拌條件下，置于堿性溶液中進行堿煮處理，所述的堿性溶液為NaOH溶液，其質量濃度為8～10%；處理時間為80～130min；

（4）將堿煮處理后的甘蔗皮纖維置于弱酸溶液中進行中和處理，再經水洗、烘干，得到50～70%的甘蔗皮單纖維，其余為束纖維；單纖維的平均直徑為16～20μm的甘蔗皮纖維。

按上述制備方法得到的甘蔗皮纖維，纖維結晶結構為纖維素Ⅰ型；結晶度為50～60%；在標準大氣條件下的平衡回潮率為8～13%；單纖維的平均直徑為16～20μm；束纖維的平均直徑為150～170μm。

在本發明技術方案中，酸煮時采用鹽酸與甲酸的混合溶液，其原理是：鹽酸處理有利于分離出單纖維或較細的束纖維，但長時間處理對纖維損傷較大；甲酸對纖維損傷較小，獲得的纖維束較粗硬。本發明采用合適的鹽酸與甲酸的混合比例，以及合理的處理溫度和時間，使提取纖維的長度、線密度和強度等指標達到理想的要求。束纖維產品經進一步處理后可用于紡紗織造，單纖維可用于復合材料的制備。

與現有技術相比，本發明制備的甘蔗皮纖維具有以下特點：?

1.?甘蔗皮為甘蔗榨汁或制糖后的廢棄物，其原料來源廣泛，加工成本低廉，且纖維為天然纖維素纖維，可生物降解。

2.?得到的甘蔗皮纖維約60%為單纖維，單纖維分離效果好，有利于在復合材料中應用。

3.?得到的甘蔗皮束纖維力學性能好，長度和線密度離散性較小，有利于紡紗應用。

附圖說明

圖1是本發明實施例提取的甘蔗皮纖維表面的掃描電鏡圖。

圖2是本發明實施例提取的甘蔗皮纖維截面的掃描電鏡圖。

具體實施方法

下面結合附圖和實施例對本發明技術方案作進一步的闡述。

實施例1

將甘蔗皮去除橫節剪成長度約為?70?mm的小段，用清水洗凈。