第２１卷第３期 纤维素科学与技术 、，０１．２ｌ ＮＯ．３ ２０１３年９月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｓｅｐｔ．２０１３ 文章编号：１００４—８４０５（２０１３）０３－００７０—０３ 碱处理对棉秆皮纤维木质素的影响 李龙 ， 季延 （１．西安工程大学纺织与材料学院，陕西西安７１００４８； ２．巴音郭楞职业技术学院，库尔勒８４１０００） 摘要：棉秆皮纤维中的木质素影响纤维的柔软性。采用正交实验分析碱性处理条件 对棉秆皮纤维木质素的影响。实验结果表明：Ｈ２０：浓度对棉秆皮纤维的木质素影响 最大，且对木质素含量的影响最显著。在ＮａＯＨ质量浓度８ ｇ／Ｌ，温度８０￣Ｃ，时间４５ ｍｉｎ，Ｈ２０２质量浓度７ Ｌ条件下，棉秆皮纤维中木质素含量较少。 关键词：棉秆皮纤维；木质素；碱处理 中图分类号：０６３６．２ 文献标识码：Ａ 木质素是植物细胞壁的主要组成部分之一，存在于细胞胞膜和细胞壁内部，是一种无定 形的高分子化合物。木质素是纤维素的粘合剂，起支撑、粘结纤维素、增强植物体机械强度 的作用【ＪＪ。当制取纺织用纤维韧皮中木质素含量超过一定量时，会对纤维有大的影响。木质 素含量的多少是影响纤维的重要因素之～，纤维中木质素含量少，纤维光泽好、柔软并富有 弹性，并具有较好的可纺性和染色着色性能。反之，纤维光泽差，柔软性、弹性、可纺性及 上染性能均差。木质素一般较难去除，主要是因为木质素分子与纤维素及其他多糖类物质相 互以化学键紧密结合，相互贯穿包围，以及相互形成配位化合物。木质素结构中存在较多的 羟基，以醇羟基和酚羟基两种形式存在【２］。木质素的酚羟基的多少直接影响木质素的物理和 化学性质，它能反映出木质素的醚化、缩合程度、木质素的溶解性能及反应能力。木质素中 的甲氧基与果胶酸中的甲氧基形成过程不同，木质素中的甲氧基是由酚羟基形成，而果胶物 质中的甲氧基由醇羟基形成；由酚羟基形成的甲氧基难以分解，若用碱煮或浓酸处理时可使 甲氧基部分。 本文分析碱处理条件下棉秆皮纤维中木质素含量的变化。 １ 实验 １．１材料 棉秆皮纤维通过棉秆皮脱胶获得 。 收稿日期：２０１３．０４．１９ 基金项目：教育部科学技术研究重点项目（２０８１４０）；陕西省科技计划项目（２００８Ｋ０６．１０）；中国纺织工 业协会科技指导性项目（２００８００９）；陕西省咸阳市科学技术研究发展计划项目（２０１２ｋ１６－０９）。 作者简介：李龙（１９６４～），男，博士，教授；主要从事天然纤维资源利用、纺织技术的研究。 第３期 李龙等：碱处理对棉秆皮纤维木质素的影响 ７１ １．２实验方案 对制备的棉秆皮纤维采用正交实验进行处理，正交实验设计见表ｌ。处理浴比１：５０。 表１碱处理工艺正交实验设计 １．３木质素含量测定 木质素含量的测定参照ＧＢ５８８８．８９《苎麻化学成分定量分析方法》中苎麻木质素的测试 方法。将提取脂蜡质后风干的样品称取１ ｇ并剪碎（－Ｋ度不超过１．５ ｍｍ），共取３个样。分 别置于已知重量的具塞三角烧瓶中，烘至恒重，取出迅速放入干燥器中冷却，称重，记录。 而后缓缓加入３０ ｍＬ ７２％的硫酸溶液，在８￣１５￣Ｃ下放置２４ ｈ。然后移至三角烧瓶中，用蒸 馏水稀释至３００ ｍＬ，装好球型冷凝管煮沸１ ｈ，稍冷，用已知重量的玻璃砂芯滤器反复抽滤、 洗涤，直至滤液中不含硫酸根离子时为止（用１０％氯化钡溶液检验）。取下玻璃砂芯滤器烘 至恒重，取出迅速放于干燥器中冷却，称重并记录。根据公式（１）求得纤维的木质素含量。 木质素质量分豺％＝薰 ２结果与分析 鐾 。 ㈩ 在正交实验条件下，棉秆皮纤维中木质素含量的测定结果见表２。利用正交实验分析方 法 得到木质素含量的直观方法结果和方差分析结果。 由表２对评价木质素残余率的极差分析可知，对碱处理后棉秆皮纤维木质素含量的影响 大小依次为：Ｄ＞Ｃ＞Ｂ＞Ａ，即Ｈ２Ｏ２浓度＞温度＞时间＞ＮａＯＨ浓度。 根据分析结果，在ＮａＯＨ质量浓度８ ｇ门Ｌ，温度８０￣ｃ，时间４５ ｍｉｎ，Ｈ２０２质量浓度７ ｇ几 ７２ 纤维素科学与技术 第２１卷 的条件下，棉秆皮纤维中木质素含量较少。通过实验得到，在此处理条件下，棉秆皮纤维中 木质素质量分数为９．２７％。 正交实验得到的棉秆皮纤维木质素含量的方差分析见表３。其中， ＝０．０７０，相对较小， 可以归为误差，因此误差的偏差平方和 ＝ＳＡ＝０．０７０，则自由度 ．届＝２。由表３可以看 出，在正交试验设定的各因素水平范围内，时间和Ｈ Ｏｚ浓度对纤维的木质素含量影响显著， 而其他因素对纤维的木质素含量没有显著影响。 表３木质素含量的方差分析及Ｆ值检验 表示影响显著 ３ 结论 在用ＮａＯＨ处理棉秆皮纤维的过程中，Ｈ２Ｏ２浓度对棉秆皮纤维中木质素含量影响最为 显著。在ＮａＯＨ质量浓度８ ｇ／Ｌ，温度８０￣Ｃ，时间４５ ｍｉｎ，Ｈ２０２质量浓度７ ｇ／Ｌ的条件下， 棉秆皮纤维中木质素含量较少。 参考文献： ［１１］ 蒋挺大．木质素［Ｍ】．北京：化学工业出版社，２００１：３５－４５． ［２］ 邬义明．植物纤维化学［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，１９９１：２２４—２５１． ［３ ３］盛冠忠，李龙．棉秆皮成分及其纤维性能分析［Ｊ］．西安工程大学学报，２００９（１）：１ ８・２２． ［４】 汪荣鑫．数理统计［Ｍ】．西安：西安交通大学出版社，１９８７：１４８－１５４． Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ａｌｋａｌｉ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｉｇｎｉｎ ｏｆ Ｆｉｂｅｒｓ ｆｒｏｍ Ｃｏｔｔｏｎ．．ｓｔｒａｗ ＬＩ Ｌｏｎｇ ， ＪＩ Ｙａｎ： （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＴｅｘｔｉｌｅ＆Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｘｉ’ａｌｌ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７１００４８，Ｃｈｉｎａ； ２．ＢａＹｉｎ ＧｕｏＬｅｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｋｕｅｒｌｅ ８４１０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｎ ｌｉｇｎｉｎ ｏｆ ｉｆｂｅｒｓ ｒｆｏｍ ｃｏｔｔｏｎ－ｓｔｒａｗ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ ｓｏｆｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｆｂｅｒｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｌｅｓｓ ｌｉｇｎｉｎ， ｈｅ ｔｍｏｒｅ ｓｏｆｔｎｅｓｓ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ＰａＤｅｒ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆａｌｋａｌｉ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｎ ｈｅ ｔｌｉｇｎｉｎ ｏｆｆｉｂｅｒｓ ｆｒｏｍ ｃｏｔｔｏｎ－ｓｔｒａｗ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｉｔ ｉｓ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｅｒｏｘｉｄｅ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄ ｈｅ ｔｌｉｇｎｉｎ ｏｆ ｉｆｂｅｒｓ ｓｅｒｉｏｕｓｌｙ，ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｌｉｇｒａｎ ｗａｓ ＮａＯＨ ｃｏｎｔｅｎｔ ８ ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ８０℃，ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｉｍｅ ４５ ｍｉｎ，ａｎｄ Ｈ２０２ ｃｏｎｔｅｎｔ ７ ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｆｉｂｅｒｓ ｒｏｍ ｆｃｏｔｔｏｎ－ｓ仃ａｗ；ｌｉｇｎｉｎ；ａｌｋａｌｉ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
