生物质材料在纺织方面的应用

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摘　要：介绍了木质素及其衍生物、改性淀粉、甲壳素及其衍生物、茶皂素及其衍生物、脂肽类物质等生物质材料在生物质功能纤维、浆料、印染助剂、染色废水处理等方面的研究及应用现状，并展望了生物质材料在纺织方面潜在的应用可能性。
    关键词：生物质材料；纺织；应用
      生物质材料是指由动物、植物及微生物等生命体衍生而来，主要由碳、氢、氧３种元素构成的有机高分子物质组成。未经修饰的生物质材料易被自然界微生物降解为水、二氧化碳和其他小分子产物，并可再次进入自然界循环，具备可再生和可生物降解的极大优势［１］。常规纤维主要依赖不可再生、日趋枯竭的石油资源和高碳排高成本的棉、毛、麻、丝等天然纤维资源，而印染产业所用的染料和助剂亦主要来源于生产石化原料资源，且印染加工过程消耗大量的水和能源，并产生大量废水，严重污染环境。随着石油资源日益匮乏，染料和助剂的制造过程及纺织品印染加工过程中突出的环保问题及消费者对纺织品生态安全性的日益重视，印染行业转型发展迫在眉睫。我国生物质纤维资源储量丰富，开发低碳排生物质新资源是解决国内纺织工业资源不足，实现持续发展的重要手段。
    １·木质素及其衍生物
    木质素在植物中与纤维素伴生，是一种在自然界中含量丰富的天然原始资源，在地球上含量仅次于纤维素和半纤维素，其储存的太阳能甚至高于纤维素。木质素单体以Ｃ－Ｃ键、Ｃ－Ｏ－Ｃ键等形式连接而成的聚酚类三维网状空间结构大分子［２］，不易被溶剂所溶解。分子中因缺乏强亲水性及反应活性基团，导致其水溶性、化学反应性差，一般通过接枝共聚、缩合、磺化等方法将其改性拓宽应用范围，提高使用价值［３］。
    １．１　染料分散剂
    通过硫酸盐法回收造纸制浆废液，得到磺酸盐木质素，易降解且不会对人体和动物造成伤害，在染料工业中应用越来越广泛。国外在１９世纪７０年代就对木质素磺酸盐进行了研究应用，我国起步较晚，使用量远低于国外，尚有很大发展空间。常规染料大都在聚合物体系中使用，不易分散，木质素磺酸盐可作为分散染料、还原染料及活性染料等多种染料的分散剂，在干燥染料滤饼前后，加入木质素磺酸盐可有效阻止颗粒间的聚集，利于滤饼研磨从而使染料易于分散，染色均匀［４］。为简化木质素的提取方法，提高木质素磺酸盐的提取率、纯度，扩宽、改善在纺织方面的应用，国内外研究人员对木质素进行磺化改性、接枝改性、聚合改性等。Ｃｈａｋｒａｂａｒｔｙ等［５］研究出操作简便的厚体液膜法，萃取木质素磺酸盐的效率达９８％，回收率达７０％；Ｄｉｌ－ｉｎｇ等［６］通过对木质素进行改性，加入叔胺基团，改善了染料的分散性和热稳定性。
    １．２　印染废水吸附剂
    木质素作为一种天然高聚物，在很宽的浓度范围内都是良好的吸附剂，由木质素通过化学反应制备成的活性炭，更是对金属离子、染料、表面活性剂等物质都有较好的吸附去除效果［７－８］。
    作为汽油替代品的能源酒精受到越来越多的关注，利用玉米秸秆制备的能源酒精因成本低廉，来源丰富更是受到国内外专家的青睐，然而制备能源酒精的过程中会产生大量残渣，这些残渣中含有３０％～５０％左右的木质素，被称为酶解木质素。刘晓玲等［９］研究了用有机溶剂萃取法和无机碱性水溶液萃取法对酶解木质素进行分离，并进行了结构研究；许小容等［１０］以酶解木质素为原料制备出了新型的阳离子絮凝剂，只需较少量便能达到较好的脱色效果，且对使用环境的酸碱性要求不高；卢徐节等人［１１］从造纸黑液中提取的木质素作为混凝剂，对模拟印染废水进行处理，ＣＯＤ去除率达到５６．２％，脱色率达到６５．３％。

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