CN108048954A - 一种由红藻提取液直接制备卡拉胶纤维的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种由红藻提取液直接制备卡拉胶纤维的方法，包括以下步骤：（1）将新鲜红藻清除杂质后，水洗干净，剪成小块或者将干海藻用去离子水浸泡24小时以上；（2）取处理后的红藻加入藻体质量10‑20倍的5‑10wt%NaOH溶液，加热温度至50‑80℃处理0.5‑2h；（3）将碱预处理后的红藻取出加入2‑5倍的水，85‑100℃加热提取1‑4h，提取物趁热加入NaOH使其浓度达到5‑15wt%；（4）将上述提取物过滤，得到提取液；（5）将提取液倒入纺丝釜，脱泡后进入喷丝头，再经过2‑15%的凝固浴，湿法纺丝制备卡拉胶纤维；（6）初生纤维经拉伸、水洗，再用95%的乙醇脱水，最后晾干。本发明的方法具有工艺简单，节能降耗的优点，减少了生产流程，实现了卡拉胶纤维从海藻原料到卡拉胶纤维的一条线的生产工艺。

Description

一种由红藻提取液直接制备卡拉胶纤维的方法
技术领域
本发明涉及一种卡拉胶纤维的制备方法，特别是涉及一种由红藻提取液直接制备卡拉胶纤维的方法。
背景技术
卡拉胶是从红藻中提取的一种天然线形硫酸多糖，卡拉胶溶液在室温下呈不能流动的凝胶状态，因此传统上卡拉胶的应用主要是以稳定剂、增稠剂及凝胶剂等形式广泛应用于食品、化妆品及医药等领域。
近年来随着海藻纤维的迅速崛起，与海藻酸钠结构类似的卡拉胶线性分子也被挖掘出其在成纤方面的特性与应用研究。但由于卡拉胶溶液的凝胶结构特征，需将其转变为流动的溶液态，才能进行溶液纺丝。夏延致等（CN 102304772 A）利用碱溶液作溶剂，可以常温溶解卡拉胶，常温纺丝，所得卡拉胶纤维色泽光亮，纤度均匀，有较高的强度，为卡拉胶的工业化生产开辟了一条简便可行道路。
然而目前卡拉胶纤维的制备方式仍然是采用先热水提取卡拉胶粉末（即，将海藻经过除杂、热水提取、过滤、干燥，得到卡拉胶粉末），而后将卡拉胶粉末溶解经湿法纺丝（即，即将卡拉胶粉末溶于热水或碱中，配成卡拉胶溶液，再经凝固浴形成卡拉胶纤维）制备纤维。这是由于常规条件下提取卡拉胶所得的提取液在室温条件下呈凝胶状态，不能进行湿法纺丝，因而需要将卡拉胶凝胶冷冻干燥成粉末，纺丝过程再将卡拉胶粉末重新溶解成溶液。此工艺流程要经过沉淀、干燥、再溶解的方式，工艺复杂，对水资源、乙醇、能源等的消耗过多。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种由红藻提取液直接制备卡拉胶纤维的方法，在卡拉胶纤维制备过程中不经粉末状态而直接将提取液转换成纺丝液，将大大缩短工艺流程，减少水和能源损耗，可以在低能耗、低水耗状态下实现由海藻到卡拉胶纺丝液再到卡拉胶纤维一体化流程，实现海藻纤维产业向更加环境友好型和资源节约型转变，从而进一步降低产品价格，提升海藻纤维的产品竞争力。
本发明的方法是将卡拉胶提取过程中所得的提取液，通过加入NaOH，破坏了卡拉胶溶液在室温下的凝胶结构，因此可以做到不经沉淀干燥成粉末状态，而直接将提取液转换成纺丝液，保证卡拉胶溶液在室温下呈流动状态，从而大大缩短了制备工艺流程。
本发明的具体技术方案包括：海藻清洗、碱预处理、提取、过滤、湿法纺丝、纤维干燥等步骤：
（1）清洗：将新鲜红藻清除杂质后，水洗干净，剪成小块或者将干海藻用去离子水浸泡24小时以上；
（2）碱预处理：取处理后的红藻加入藻体质量10-20倍的5-10wt% NaOH溶液，加热温度至50-80℃处理0.5-2h；
（3）提取：将碱预处理后的红藻取出加入2-5倍的水，85-100℃加热提取1-4h，提取物趁热加入NaOH使其浓度达到5-15wt%；
（4）过滤：将上述提取物过滤，得到提取液；
（5）湿法纺丝：将提取液倒入纺丝釜，脱泡后进入喷丝头，再经过2-15%的凝固浴，湿法纺丝制备卡拉胶纤维；
（6）纤维干燥：初生纤维经拉伸、水洗，再用95%的乙醇脱水，最后晾干。
所述红藻为卡拉胶属红藻，包括鹿角菜、沙菜或麒麟菜等。
所述步骤（3）中也可以将碱预处理后的红藻直接加入2-5倍的5-15wt%的NaOH溶液，85-100℃加热提取1-4h。
所述步骤（4）中过滤为采用200目纱布过滤。
所述步骤（5）中凝固浴之后还包括拉伸浴阶段。
所述凝固浴和拉伸浴为含有一价K+或二价Ba2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+金属离子的溶液。
本发明的方法还可以包括纤维交联的步骤：将湿法纺丝的拉伸浴换成乙醇，并在其中加入交联剂，可以制得交联卡拉胶纤维。
所述交联剂为环氧氯丙烷或醛、二醛、酸酐。
本发明与目前的制备卡拉胶纤维工艺相比，具有以下优势：
本发明利用红藻提取液直接制备卡拉胶纤维，大大缩短了工艺流程，减少了水和能源损耗，在低能耗、低水耗状态下实现由海藻到卡拉胶纺丝液再到卡拉胶纤维一体化流程，实现了海藻纤维产业向更加环境友好型和资源节约型转变，从而进一步降低了产品价格，提升了海藻纤维的产品竞争力。而在纺丝过程中通过向拉伸浴中加入交联剂，可以在线交联的方式提高纤维的强度，同时不增加操作步骤。
本发明的方法具有工艺简单，节能降耗的优点，减少了生产流程，实现了卡拉胶纤维从海藻原料到卡拉胶纤维的一条线的生产工艺。
附图说明
图1 是传统方法制备卡拉胶纤维的工艺路线图。
图2 本发明方法制备卡拉胶纤维的工艺路线图。
具体实施方式
下面通过具体实施例来详细说明本发明，但本发明并不仅仅局限于以下实施例中。一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
实施例1：
取100g清洗干净的鲜鹿角菜，剪碎成1cm左右小块，加入1000ml 6%的NaOH溶液，水浴加热调节温度至70℃预处理1h。将预处理后的红藻取出，之后加入200ml 8%的NaOH溶液，95℃水浴加热2h，将提取后含有杂质的提取液用2层200目纱布过滤，得到提取液。将提取液倒入纺丝釜，脱泡后进入喷丝头，以15%的BaCl2溶液作为凝固浴，湿法纺丝制备卡拉胶纤维，初生纤维经拉伸、水洗，再用95%的乙醇脱水，最后将卡拉胶纤维在通风处晾干。
实施例2：
取70g清洗干净的新鲜沙菜，剪碎，加入1000ml 6%的NaOH溶液，水浴加热调节温度至60℃预处理2h。向预处理后的红藻中加入210ml 10% NaOH，90℃水浴加热提取2.5h，用2层200目纱布过滤，得到提取液。将提取液倒入纺丝釜，脱泡后进入喷丝头，以7%的KCl溶液作为凝固浴，7%的CaCl2溶液作拉伸浴，湿法纺丝制备卡拉胶纤维，初生纤维经拉伸、水洗，再用95%的乙醇脱水，最后将卡拉胶纤维在通风处晾干。
实施例3：
取8.5g清洗干净的干麒麟菜，剪碎，在1000ml去离子水中浸泡24小时，取出加入1000ml10%的NaOH溶液，水浴加热调节温度至80℃预处理0.5h，水洗干净，加入300ml去离子水，85℃水浴加热提取3h，提取物中趁热加入2.4g NaOH，搅拌均匀，将提取后含有杂质的提取液用2层200目纱布过滤，得到提取液。将提取液倒入纺丝釜，脱泡后进入喷丝头，以10%的CuCl2溶液作为凝固浴，湿法纺丝制备卡拉胶纤维，初生纤维经拉伸、水洗，再用95%的乙醇脱水，最后将卡拉胶纤维在通风处晾干。
实施例4：
取100g清洗干净的新鲜麒麟菜，剪碎，加入1000ml 8%的NaOH溶液，水浴加热调节温度至60℃预处理1h，水洗干净，加入400ml去离子水，90℃水浴加热提取3h，提取物中趁热加入3.2g NaOH，搅拌均匀，将提取后含有杂质的提取物用2层200目纱布过滤，得到提取液。将提取液倒入纺丝釜，脱泡后进入喷丝头，以5%的BaCl2溶液作为凝固浴，拉伸浴为环氧氯丙烷和乙醇（1:20，V/V），湿法纺丝制备卡拉胶纤维，初生纤维经拉伸、水洗，再用95%的乙醇脱水，最后将卡拉胶纤维在通风处晾干。
对比例1：
取ι-卡拉胶粉末21g，加入300ml 8% NaOH配制成7%的卡拉胶溶液, 将卡拉胶溶液倒入纺丝釜，脱泡后进入喷丝头，以10%的BaCl2溶液作为凝固浴，湿法纺丝制备卡拉胶纤维，初生纤维经拉伸、水洗，再用95%的乙醇脱水，最后将卡拉胶纤维在通风处晾干。
对实施例1，2，3，4和对比例1所得的卡拉胶纤维进行力学性能测试，结果如表1。
表1 湿法纺丝制备的卡拉胶纤维干态拉伸强度
纤维样品 强度（cN/dtex）
实施例1 1.65
实施例2 1.58
实施例3 1.61
实施例4 1.76
对比例1 1.63
由表1可以看出，由纺丝液直接纺织的卡拉胶纤维与传统方式制备的卡拉胶纤维在强度方面相差不大，而通过交联以后可以提高卡拉胶纤维的强度。

Claims (8)

1.一种由红藻提取液直接制备卡拉胶纤维的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜红藻清除杂质后，水洗干净，剪成小块或者将干海藻用去离子水浸泡24小时以上；
（2）碱预处理：取处理后的红藻加入藻体质量10-20倍的5-10wt% NaOH溶液，加热温度至50-80℃处理0.5-2h；
（3）提取：将碱预处理后的红藻取出加入2-5倍的水，85-100℃加热提取1-4h，提取物趁热加入NaOH使其浓度达到5-15wt%；
（4）过滤：将上述提取物过滤，得到提取液；
（5）湿法纺丝：将提取液倒入纺丝釜，脱泡后进入喷丝头，再经过2-15%的凝固浴，湿法纺丝制备卡拉胶纤维；
（6）纤维干燥：初生纤维经拉伸、水洗，再用95%的乙醇脱水，最后晾干。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述红藻为卡拉胶属红藻，包括鹿角菜、沙菜或麒麟菜。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤（3）中将碱预处理后的红藻直接加入2-5倍的5-15wt%的NaOH溶液，85-100℃加热提取1-4h。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤（4）中过滤为采用200目纱布过滤。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤（5）中凝固浴之后还包括拉伸浴阶段。
6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于所述凝固浴和拉伸浴为含有一价K+或二价Ba2+、Cu2+、Zn2+、Ni2+、Ca2+金属离子的溶液。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括纤维交联的步骤：将湿法纺丝的拉伸浴换成乙醇，并在其中加入交联剂，制得交联卡拉胶纤维。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述交联剂为环氧氯丙烷或醛、二醛、酸酐。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109957041A (zh) * 2019-04-23 2019-07-02 绿新（福建）食品有限公司 一种全面提高卡拉胶品质的方法
CN111286813A (zh) * 2020-03-03 2020-06-16 青岛大学 一种金属离子诱导液晶卡拉胶纤维的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04119121A (ja) * 1990-09-06 1992-04-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 天然多糖類繊維の製造法
US20050148922A1 (en) * 2003-12-31 2005-07-07 Reeves William G. Thermoplastic composition and products made therefrom
EP2011815A1 (en) * 2006-04-21 2009-01-07 Wuhan University The use of aqueous solution of sodium-hydroxide and sulfourea in producing cellulose products in pilot-scale
CN101718010A (zh) * 2009-12-31 2010-06-02 中国纺织科学研究院 一种海藻纤维的制备方法
CN102304772A (zh) * 2011-08-07 2012-01-04 青岛大学 一种碱溶法卡拉胶纤维的制备方法
CN103319620A (zh) * 2013-06-28 2013-09-25 如皋市双马化工有限公司 卡拉胶制造工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04119121A (ja) * 1990-09-06 1992-04-20 Mitsubishi Rayon Co Ltd 天然多糖類繊維の製造法
US20050148922A1 (en) * 2003-12-31 2005-07-07 Reeves William G. Thermoplastic composition and products made therefrom
EP2011815A1 (en) * 2006-04-21 2009-01-07 Wuhan University The use of aqueous solution of sodium-hydroxide and sulfourea in producing cellulose products in pilot-scale
CN101718010A (zh) * 2009-12-31 2010-06-02 中国纺织科学研究院 一种海藻纤维的制备方法
CN102304772A (zh) * 2011-08-07 2012-01-04 青岛大学 一种碱溶法卡拉胶纤维的制备方法
CN103319620A (zh) * 2013-06-28 2013-09-25 如皋市双马化工有限公司 卡拉胶制造工艺

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109957041A (zh) * 2019-04-23 2019-07-02 绿新（福建）食品有限公司 一种全面提高卡拉胶品质的方法
CN111286813A (zh) * 2020-03-03 2020-06-16 青岛大学 一种金属离子诱导液晶卡拉胶纤维的制备方法
CN111286813B (zh) * 2020-03-03 2022-03-11 青岛大学 一种金属离子诱导液晶卡拉胶纤维的制备方法

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