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1、W海Q移版纺织加工化学课程设计课程设计题目：姓名：班级：学号：指导老师：日期：2 0 12 年 1 月一、 任务书1二、 前言2三、 设计原理5四、 实验8五、 结论13六、 参考文献13七、 致谢14八、 附件15任务书一、目的通过该课程设计周培养学生查阅资料，综合运用所学的纺织加工化学等专业 课程知识和进行设计、实验、撰写设计说明书等的能力。二、课程设计简介及基本要求课程设计是纺织加工化学教学中极为重要的一个环节，本课程设计拟设1周时间。为培养和提高学生查阅资料，独立设计、计算和安排实验以及动手操作 的能力，要求在老师指导下由学生独立完成。由学生自拟题目，对纺织加工化学中的问题独力完成设计
2、并实验，撰写设计说明书 .课程设计要求1 .做好设计前预习，巩固和加深纺织加工化学基本理论知识，能综合运用 所学知识解决纺织加工化学问题。2 .能通过查阅资料，对比分析，根据设计要求进行实验方案设计，并具有 创新性.3 .能通过查阅仪器使用说明书和有关资料，正确地使用仪器设备并了解设 备的使用、测试原理.4 .复习和巩固化学实验的知识，能独立正确地完成试剂的配制、用具的洗 涤、具体操作等等。5 .实验过程中认真观察每一个现象并记录，实验结果记录具有科学性、准 确性。及时修改自己的设计方案。6 .撰写设计说明书要翔实真实地记载设计、实验结果，并加以分析讨论， 得出有说服力的结论。三.课程设计目的
3、要求纺织加工化学是纺织工程专业的主干课程之一，需要通过一定的课程设计在 纺织化学加工中综合应用基本的化学实验技能。通过课程设计及实验使学生巩固 和加深纺织加工化学的理论知识，加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综 合设计能力及创新能力。培养培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的 设计、实验习惯，为今后工作打下良好的基础。四、课程设计的基本内容芒麻、亚麻、黄麻等麻纤维的化学脱胶设计。包括：化学处理工艺、物理化学处理工艺及其碱处理工艺设计等等。五.时间安排一周分为四个阶段：第一阶段：（时间为半天）由指导老师布置任务、讲解课程设计要求和任务.第二阶段：（时间为1天半）学生查阅相关资料，初步确
4、定课程设计的题目、课 程设计多种方案及实验方案。交给指导老师检查、审核。第三阶段：（时间为2天）在实验室做实验并修正自己的方案（2人一组）。第四阶段：（时间为1天）撰写设计说明书并修改和完善。六、设计说明书的打印要求：1、中文题目（黑体、加粗、3号字）；中文摘要、关键词、正文；2、一级标题（黑体、小3号字）；二级标题（黑体、4号字）；三级标题（黑 体、小4号字）；目录（小4号宋体）；图题表题（黑体、5号字）；图表文字（5 号宋体）；注释、参考文献（宋体、5号字）。3、页眉：5号宋体，内容为课程设计说明书题目，居中；页码：右下角；4行距：1.5倍；5、打印用纸规格为A4七、课程设计说明书的要求：
5、学生一人撰写一篇设计说明书，设计说明书应包括封面、目录、设计任务书、 中文题目、摘要、关键词、正文、参考文献、附件、封底。字数要求在5000字以上，参考文献应不少于5篇（不包括辞典、手册）。 要求手写。八、成绩评定：根据学生提交的设计设计质量、实验情况、设计说明书书写质量、参考学生 出勤情况、工作态度、文明作风等，按优秀、良好、中等、 及格和不及格五 级 计分。二、前言芝麻的脱胶中国是世界上麻类资源最丰富的国家之一，主要的麻纤维包括芒麻、亚麻、 黄麻、大麻等。芒麻是我国独有的特色资源，号称“中国单”，主要分布在湖北、 湖南、江西、四川等省，总产量约占世界的 90%我国常年种植面积约在10万-2
6、0万公顷之间，纤维总产能达到12万-25万吨。麻纤维是切皮纤维、叶纤维和果壳纤维的总称。麻类作物切皮中除含有纤维 素外，还含有一些胶杂质，包括果胶物质、半纤维素和木质素等成分。我们国家 纺织工业中所加工的麻纤维主要是切皮纤维。即取自于韧皮植物切皮部的纤维， 如芒麻、亚麻、大麻、黄麻等。韧皮组织中的纤维处于胶质的包围之中，胶质将 各单纤维粘结成片状。不能直接用来纺纱。根据切皮植物茎的结构特点（如图）， 要制取纤维首先必须分离出切皮部。 各种麻植物茎各部分的生长情况不同， 制取 切皮部的方法也不同。如芒麻，麻茎较粗且木质部和保护组织都很发达，因此必须要经过剥皮（麻皮与木质部的分离过程）与刮青（青皮
7、与切皮部的分离过程） 才能制取切皮部。其它麻也必须根据其茎的结构特点进行初步加工。止匕外，在植 物生长过程中，由于风灾和病虫害的侵袭而形成的风斑、 虫斑等疵点，以及由于 收获、剥制等操作不良而使一些麻壳、皮屑留在原麻中，同样不利于纺织加工。 所以梳纺工程前必须进行脱胶工程处理， 脱去原麻中的胶质，制取出其中的芒麻 纤维。青皮咦韧皮植物茎的横藏面示量图I麻皮 制皮部 木质都麻纤维的脱胶过程严格说就是精制纤维素的过程。脱胶过程的组织和工 艺参数的选择必须注意掌握两点原则： 其一，脱去原麻中的胶质，使制取出的纤 维满足纺纱工程和产品质量的要求；其二，对纤维的损伤要尽量少。麻纤维的化学脱胶工艺包括三个
8、主要工艺过程，即预处理工艺、碱液煮 练工艺和后处理工艺，主要包含三种处理工艺：化学处理工艺，主要是碱液煮练，预处理工艺中的浸酸，后处理中的酸 洗、漂白和精练等工艺；物理化学处理工艺，主要是给油工序，其目的就是使脱胶麻纤维松散、 柔软，改善纤维的表面状态及机械物理性能；碱处理工艺。因此，麻纤维的化学脱胶工艺过程不能采用以无机酸为主的工艺，也不能 采用以氧化剂为主的工艺，只能采用以碱液煮炼为中心的工艺过程。 麻纤维的化 学脱胶过程基于此理组织的。概括地说，就是利用原麻中的纤维素和胶杂质成分 对碱、无机酸和氧化剂作用的稳定性的不同，在不损伤纤维原有机械性质的原则 下，去除其中的胶质成分，而保留或制取
9、纤维素的化学加工过程为了弥补化学药 剂作用的不足，在脱胶工艺中还必须辅以一定的机械物理的、化学的和物理化学的作用7。为提高碱液的煮炼效果，提高脱胶麻的质量，在碱液煮炼前后分别 加以预处理和后处理两大工艺过程。因此，麻纤维的化学脱胶工艺从大的方面来 说包括三个主要工艺过程，即预处理工艺、碱液煮炼工艺和后处理工艺。从原麻的化学成分及纺织工业对麻纤维的品质要求中知道， 原麻中的果胶物 质、半纤维素、木质素等胶质成分都是妨碍合理利用麻纤维的杂质。 利用微生物 的生命活动脱去原麻中的胶质的方法成为微生物脱胶法， 是麻纤维脱胶的方法之0微生物脱胶的基本原理就是利用某些微生物以这些胶质为其碳素营养来源 的特
10、性，将果胶物质、半纤维素以及木质素等物质分解转换为简单的低分子物质， 从中得到本身生命活动所需的营养物质和热能，从而完成麻纤维的脱胶过程8。因此，对脱胶用的微生物来说，要求它的碳素营养来源的专性要特别强，即要求脱胶用微生物只能从分解果胶物质、半纤维素和木质素物质中作为自己唯一的碳 素营养来源。否则，可能破坏纤维素的结构而恶化麻纤维的品质。三、设计原理所选实验内容：芝麻的化学脱胶方案一：二煮一漂法工艺过程：原麻拆包、拣麻、扎把一一浸酸水洗一一装笼（或 装笼一一浸酸一一水洗）一一一次碱液煮练热水洗一一二次碱液煮练一 一打纤（水冲洗）一一漂白酸洗水洗一一脱水一一给油脱 水一一抖松一一干燥，得到精干麻
11、。:为重点工序。预处理工艺过程：一次碱液煮练之前的工艺。碱液煮练工艺过程：一次碱液煮练到二次碱液煮练的工序。后处理工艺过程：二次碱液煮练之后的工序。1 .预处理工艺的主要工序之一：浸酸浸酸工艺参数：H2SO=1.52.0g/L温度0 50c时间：13h浴比：1: 15左右2 .碱液煮练的主要工艺参数和工艺条件氢氧化钠用量：NaOH=10g/L煮练温度：100 C左右煮练压力：147196kPa煮练时间：3h煮练的助剂：无机、有机助剂或表面活性剂，如Na2 SO3, Na2SiO3煮练的浴比：1： 20煮练用水质：清澈透明，无色，内含有机物质和无机盐的量要少，水 质宜软3 .后处理工艺漂白a.常
12、用漂剂：NaOCl （次氯酸钠），Ca（OCl） 2 （漂白粉）b.影响漂白作用的因素：I . 溶液的pH值不宜较好次氯酸盐7911双氧水（H 2O2）碱性（ 7）酸性高钮酸钾（KMn砂11.29.0亚氯酸钠（NaClO2）33.53.8II .漂剂有效成分的浓度有效氯浓度：0.51.5g/LIII .处理时间： 2.5minIV .处理温度：常温酸洗H 2SO=1.0 1.5g/L温度：常温时间：23min浴比：1: 20给油I. 油剂用量：2%2.5 %II. 给油温度： 50cIII. 给油时间：2minIV. Ph 8方案二：二煮一练法工艺过程：原麻拆包、拣麻、扎把一一浸酸一一水洗一一
13、装笼（或装笼浸酸一一水洗）一一一次碱液煮练一一热，冷水洗一一二次碱液煮练一一水 洗一一打纤一一酸洗一一水洗一一脱水一一精练一一水洗一一脱水一一抖松一 一给油一一脱水一一抖松一一干燥，得到精干麻。其工艺过程与工艺参数与二煮一漂法类似。方案三：芭琳的微生物脱胶基本原理：利用某些微生物以这些胶质为其碳素营养来源的特性，将果胶物质、半纤维素以及木质素等物质分解转化为简单的低分子物质，从中得到本身生命活动所需的营养物质和热能，从而完成麻纤维的脱胶过程。1. 果胶物质的分解果胶物质先被分解成可溶性果胶。可溶性果胶进一步被分解成甲醇和甲胶酸。果胶酸进一步被分解为己糖、戊糖、糖醛酸、少量有机酸和醇。己糖和戊糖
14、沿丁酸发酵过程被分解成了酸、二氧化碳、氢或水：C6H2Q=CHCHCHCOOH+2C+2H2+热C5H0O5= CH3CH2CH2COOH+Cm+热在好氧条件下，糖类物质全部被分解为二氧化碳和水：C6Hl2O5+6Q=6CO+6H2O蚀C5Hi0Q+5Q=5CO+5H2O蚀2. 半纤维素的分解在厌氧条件下，半纤维素沿丁酸发酵过程进行分解，即：C6Hi2Q=CHCHCHCOOH+2C+2H?+热C5Hl005= CH3CH2CH2COOH+C+H+热在好氧条件下，半纤维素最终被分解为二氧化碳和水，即：C6H12Q+6Q=6CO+6H20蚀C5Hi0Q+5Q=5CO+5H2O蚀3. 木质素的分解微
15、生物对木质素的分解作用研究得较少，在好氧性条件下木质素 分解较快，在厌氧性条件下木质素分解的速度则较慢。四、实验所选方案：方案一：二煮一漂法实验流程：脱胶：取样一一浸酸一一水洗一一煮练一一热水洗一一打纤一一水洗一一漂白一 一水洗酸洗水洗给油软化剂处理挤干抖松烘干1 .取样利用电子称重仪称量5g芒麻原麻2 .浸酸工艺参数：硫酸浓度：1.5g/L 浴比：1: 20温度：恒温槽中，约3 1.2 C 时间1小时步骤：a.计算和准备通过浴比计算出溶液质量为 100g;利用溶液质量和硫酸浓度计算出硫酸 用量为0.15g （0.1*1.5=0.15g 因所配硫酸浓度很低，所以密度按 1g/ml 计算）b.制取溶液将干燥的空烧杯放在电子称重仪上，得到烧杯重量为2.9420g;用滴管往烧杯中滴入一滴浓硫酸， 观查屏幕变化（不可超过3.0920g）, 未到
