摘 要：本发明属于天然纤维加工技术领域，具体涉及一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法。所述方法包括苎麻韧皮预处理、醇胺/甜菜碱/水三元均相体系脱胶处理及后整理步骤。所述三元体系中，醇胺提供温和碱性环境以促进胶质降解，甜菜碱提高润湿与渗透性能，促进胶质脱离并分散，实现“渗透-脱胶-分散”一体化，水作为介质形成稳定均相体系，从而实现对苎麻胶质的高效均匀去除。预处理与三元均相体系脱胶步骤协同作用，促进脱胶液渗透并提高脱胶效率。与现有技术相比，本发明脱胶效率高、纤维损伤小，工艺简单且无需使用强酸强碱，残胶率低，绿色环保，降低成本。所得苎麻纤维性能良好，具有较好的工业应用价值。
权利要求书
1.一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.原麻预处理：
将苎麻韧皮置于脱胶罐中，向罐内缓慢注入去离子水或软化水，确保液体完全浸没苎麻韧皮，密闭脱胶罐；
随后，对密闭脱胶罐进行加热，加热至指定温度后持续保持；
预处理结束后，排空罐内液体，将苎麻韧皮挤压脱水，备用；
S2.三元均相体系脱胶处理：
向脱胶罐中泵入事先调配的醇胺、甜菜碱与水组成的三元均相体系脱胶液，使脱胶液覆盖经预处理的苎麻韧皮；
将脱胶罐密闭后，再对密闭脱胶罐进行加热蒸煮脱胶；
脱胶结束后，将脱胶罐内脱胶液全部倒出，收集回收；
随即向罐内注入洗涤水，对脱胶后的苎麻纤维进行清洗，挤压脱水后得到苎麻脱胶半成品；
S3.后整理：
将苎麻脱胶半成品依次进行脱水、上油、干燥处理，最终获得符合要求的苎麻精干麻成品。
2.根据权利要求1所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，步骤S1中，加热脱胶罐至80～100℃并持续20～30min。
3.根据权利要求1所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，步骤S2中，所述三元均相体系脱胶液包括醇胺类化合物、甜菜碱类化合物和水，其中，醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺或二乙醇单异丙醇胺中的至少一种，甜菜碱选自无水甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱或磺基甜菜碱中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，醇胺、甜菜碱与水的摩尔比为1：4～12：2～5；
使用前，按摩尔比将醇胺、甜菜碱与水混合，并加热搅拌均匀，形成三元均相体系脱胶液；其中，加热温度为60～80℃。
5.根据权利要求1所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，步骤S2中，苎麻韧皮与三元均相体系脱胶液的质量比为1：15～30，确保液面完全覆盖经预处理的苎麻韧皮。
6.根据权利要求1所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，步骤S2中，加热的脱胶温度为130～150℃，保持恒温蒸煮时间为2～3h。
7.根据权利要求1所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，步骤S2中，回收脱胶液的方法为：收集的脱胶液经100～300目滤网或板框压滤机进行固液分离，去除脱胶过程中产生的胶质残渣、纤维碎屑及不溶性杂质，收集滤液即回收脱胶液，储存于密闭储罐中备用。
8.根据权利要求1所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，步骤S2中，清洗所用的洗涤水为自来水；清洗次数为2～5次，每次水洗时间为10～20min，直至洗涤液pH值呈中性。
9.根据权利要求1所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，步骤S3中，脱水、上油时间均为10～20min；干燥温度为90～110℃，干燥时间为50～60min。
10.根据权利要求1所述的一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，其特征在于，所述方法还能够对红麻纤维、亚麻纤维、汉麻纤维或黄麻纤维中的一种或多种进行脱胶处理。
技术领域
本发明属于天然纤维加工技术领域，具体涉及一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法。
背景技术
苎麻是一种重要的天然植物纤维原料，其织物具有良好的透气性、吸湿性、凉爽感及抑菌、抗静电等特性，在服装、家纺及产业用纺织品领域得到广泛应用。然而，苎麻原麻中除纤维素外，还含有约20%～35%的胶质成分（包括半纤维素、果胶、木质素等），这些胶质使单纤维紧密结合，导致纤维粗硬、脆性大及可纺性差。因此，脱胶处理是苎麻纤维加工中的关键环节，其效果直接影响纤维的质量及应用价值。类似地，红麻、亚麻、汉麻、黄麻等其他麻类纤维同样存在因胶质包裹而需脱胶的问题，且部分麻种（如红麻）木质素含量更高，脱胶难度更大。
目前，工业上主要采用化学碱煮法进行苎麻脱胶。典型工艺包括：苎麻原麻经硫酸溶液预浸处理、水洗后进行氢氧化钠煮练，再经二次煮炼（使用氢氧化钠、硅酸钠、尿素、双氧水、三聚磷酸钠及亚硫酸钠的混合溶液），随后多次水洗、脱水、给油及烘干，最终获得精干麻。该方法虽工艺成熟且应用广泛，但存在明显缺陷：一方面，大量使用强腐蚀性化学试剂，产生废水、废气，对环境造成严重污染且工艺流程复杂；另一方面，高浓度碱液不可避免地损伤纤维素，导致苎麻纤维强度下降，影响其在高档纺织品中的应用。对于红麻等其他麻类，化学碱煮法同样存在上述污染和纤维损伤问题。
为寻求更优的脱胶方案，专利CN114000205A公开了一种“高质量低污染选择性氧化苎麻脱胶的方法”，引入了选择性氧化体系，在一定程度上减少了脱胶时间并降低了废水COD值，但该方法使用的氧化脱胶液中化学试剂种类繁多，体系复杂，成本及环保压力仍较大。国内外研究者曾尝试生物脱胶或单一有机胺体系等脱胶方法。生物脱胶条件温和、对纤维损伤小，但周期长（通常需12小时以上）、成本高、稳定性差，且对木质素去除能力有限，难以工业化应用；单一有机胺体系（如乙醇胺）脱胶温和，但效率也不理想，例如中国申请专利CN116575131A中提到的乙醇胺脱胶方法，需要长时间加热处理才能达到一定的脱胶效果，且仍难以高效去除胶质。值得注意的是，上述替代方法大多针对苎麻或亚麻，针对红麻、汉麻等高木质素麻类的绿色脱胶技术尤为匮乏。
综上所述，现有技术中尚缺乏一种既能高效脱除包括木质素在内的各类胶质、又避免强碱对纤维损伤、同时具备环保、高效、低成本且适用于多种麻类的脱胶工艺。因此，开发一种环保、高效、对纤维损伤小且既适用于苎麻、又可拓展至其他麻类的脱胶工艺，已成为当前麻纤维加工领域亟待解决的关键问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法。该方法具有高效、环保、对纤维损伤小、操作简便等显著特点，能够为苎麻纤维的加工提供一种全新的优质技术方案。
采用的技术方案为：
一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，包括以下步骤：
S1.原麻预处理：
将苎麻韧皮置于脱胶罐中，向罐内缓慢注入去离子水或软化水，确保液体完全浸没苎麻韧皮，密闭脱胶罐；
随后，对密闭脱胶罐进行加热，加热至指定温度后持续保持；
预处理结束后，排空罐内液体，将苎麻韧皮挤压脱水，备用；
S2.三元均相体系脱胶处理：
向脱胶罐中泵入事先调配的醇胺、甜菜碱与水组成的三元均相体系脱胶液，使脱胶液覆盖经预处理的苎麻韧皮；
将脱胶罐密闭后，再对密闭脱胶罐进行加热蒸煮脱胶；
脱胶结束后，将脱胶罐内脱胶液全部倒出，收集回收；
随即向罐内注入洗涤水，对脱胶后的苎麻纤维进行清洗，挤压脱水后得到苎麻脱胶半成品；
S3.后整理：
将苎麻脱胶半成品依次进行脱水、上油、干燥处理，最终获得符合要求的苎麻精干麻成品。
优选的，步骤S1中，加热脱胶罐至80～100℃并持续20～30min。
优选的，步骤S2中，所述三元均相体系脱胶液包括醇胺类化合物、甜菜碱类化合物和水，其中，醇胺选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、异丙醇胺或二乙醇单异丙醇胺中的至少一种，甜菜碱选自无水甜菜碱、烷基酰胺丙基甜菜碱或磺基甜菜碱中的任意一种。
优选的，醇胺、甜菜碱与水的摩尔比为1：4～12：2～5；
使用前，按摩尔比将醇胺、甜菜碱与水混合，并加热搅拌均匀，形成三元均相体系脱胶液；其中，加热温度为60～80℃。
优选的，步骤S2中，苎麻韧皮与三元均相体系脱胶液的质量比为1：15～30，确保液面完全覆盖经预处理的苎麻韧皮。
优选的，步骤S2中，加热的脱胶温度为130～150℃，保持恒温蒸煮时间为2～3h。
优选的，回收脱胶液的方法为：收集的脱胶液经100～300目滤网或板框压滤机进行固液分离，去除脱胶过程中产生的胶质残渣、纤维碎屑及不溶性杂质，收集滤液即回收脱胶液，储存于密闭储罐中备用。
优选的，步骤S2中，清洗所用的洗涤水为自来水；清洗次数为2～5次，每次水洗时间为10～20min，直至洗涤液pH值呈中性。
优选的，步骤S3中，脱水、上油时间均为10～20min。
优选的，步骤S3中，燥温度为90～110℃，干燥时间为50～60min。
优选的，所述方法还能够对红麻纤维、亚麻纤维、汉麻纤维或黄麻纤维中的一种或多种进行脱胶处理。
与现有技术相比，本发明提供的基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，可使苎麻纤维残胶率低至3%～6%、断裂强度达7～8cN/dtex，脱胶均匀、纤维损伤小；同时工艺中不使用硫酸、强碱及氧化剂，脱胶废水可回收，绿色环保；此外，该方法省去二次碱煮等工序，操作简便，总耗时仅4～5小时，综合解决了现有技术环境污染重、纤维损伤大等痛点，具备突出的工业应用前景。
为更好地理解本发明的技术特点，现详细分析与说明如下：
上述技术方案中，首先对苎麻韧皮进行热水预处理，该步骤是后续高效脱胶、保护纤维品质的基础。具体采用80～100℃去离子水或软化水浸没原料，利用热水的润湿、溶胀与物理洗涤作用，实现三重效果：一是去除表面泥沙等杂质，避免阻碍脱胶液与胶质接触；
二是溶解部分水溶性果胶，降低后续脱胶负荷；三是破坏纤维素无定形区与胶质的氢键网络，活化纤维结构，为脱胶液渗透创造通道。该预处理不引入化学试剂，不会损伤纤维力学性能，这也是本发明的优势之一。
正式脱胶阶段，本发明创新性采用醇胺、甜菜碱与水组成的三元均相脱胶液，在130～150℃密闭条件下协同处理预处理后的苎麻韧皮，该体系为核心技术特征，协同机理如下：（1）醇胺的双重功能：优选单乙醇胺，其氨基提供pH 10～12温和碱性环境，选择性水解果胶、半纤维素的酯键及糖苷键，实现胶质降解；羟基与氨基通过氢键结合S型木质素，选择性溶出木质素并避免副产物产生。相较于传统强碱处理，可显著降低纤维素损伤，保障纤维强度。（2）甜菜碱的协同作用：选取无水甜菜碱等两性表面活性剂，降低脱胶液表面张力，增强渗透润湿能力；其离子基团与醇胺协同破坏胶质和纤维素连接的氢键，促进胶质脱离并分散，实现“渗透-脱胶-分散”一体化，区别于现有单一成分脱胶液。（3）水的介质作用：作为绿色溶剂，使醇胺与甜菜碱形成稳定均相体系，保证组分浓度均匀、传质迅速，避免脱胶不均或纤维损伤，调控反应温和可控。130～150℃、2～3小时恒温蒸煮条件与三元均相脱胶液协同，可快速渗透纤维并高效降解胶质；同时醇胺抑制纤维素碱性降解，从而在低残胶率（3%～6%）的同时保持较高的纤维断裂强度（7～8cN/dtex）。
热水预处理与三元均相脱胶是有机整体，二者协同是实现优异效果的关键：预处理除杂、活化纤维，为脱胶液渗透创造条件；脱胶体系在活化基础上高效除胶。实验表明，缺少预处理会导致脱胶阻力增大、残胶率增大2%，两步操作缺一不可。
本发明与现有碱煮脱胶技术相比，优势突出，具体如下：
（1）绿色环保：避免使用高污染、高腐蚀性试剂；脱胶废液可回收循环使用，减少化
学品消耗和废水排放，解决传统工艺污染痛点。
（2）品质提升：温和脱胶避免纤维素损伤，精干麻断裂强度7～8cN/dtex，显著优于传统碱法（5～6cN/dtex），纤维柔软度改善、断丝率降低，提升产品附加值。
（3）流程简化：仅需一次蒸煮，较传统碱煮省去4～5道工序，操作简便，总耗时缩短至4～5小时，降低时间和人工成本。
因此，本发明可实现环保、效率、品质三重优势，解决行业痛点，具备显著创造性和产业价值。
附图说明
图1为本发明实施例3生产的苎麻纤维电镜图片。
图1
图2为本发明实施例4生产的红麻纤维电镜图片。
图2
具体实施方式
附图仅用于示例性说明；下面结合附图和实施例，对本发明进行详细说明。应当理解，现有技术或公知常识可能省略。
说明：苎麻原麻产地：四川达州，初始含胶率为29%。苎麻原麻1000公斤，等分为五等份，分别用于实施例1、2、3和对比例1、2。红麻原麻产地：新疆喀什，初始含胶率为28%。红麻原麻200公斤，用于实施例4。
实施例1
一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，包括以下依次进行的步骤：
步骤一，原麻预处理：
将苎麻韧皮置于脱胶罐中，向罐内缓慢注入去离子水，确保液体完全浸没苎麻韧皮，密封脱胶罐。随后，通过加热系统将罐内温度升温至指定温度，并保持设定温度一定时间。预处理结束后，排空罐内液体，将苎麻韧皮挤压脱水，备用。
步骤二，醇胺/甜菜碱/水三元均相体系脱胶处理：
向脱胶罐中泵入由醇胺、甜菜碱与水组成的三元均相体系脱胶液，确保液面完全覆盖经预处理的苎麻韧皮。
将脱胶罐密闭后，将其加热至指定温度，并保持恒温蒸煮状态一定时间进行脱胶。
脱胶结束后，将罐内脱胶液倒出收集并回收利用；
随即向罐内注入洗涤水，对脱胶后的苎麻纤维进行多次清洗，直至洗涤液pH值呈中性，挤压脱水后得到苎麻脱胶半成品。
步骤三，后整理：
将所述脱胶半成品依次进行脱水、上油、干燥处理，最终获得符合工业应用要求的苎麻精干麻成品。
步骤一中，所述加热温度为80℃，保温时间为20min。
步骤二中，所述三元均相脱胶液由二乙醇胺、烷基酰胺丙基甜菜碱与水按摩尔比为1：4：2组成，三者混合并加热搅拌均匀，形成三元均相体系脱胶液；其中，加热温度为60℃。
苎麻韧皮与三元均相脱胶液的质量比为1：15；脱胶罐的加热温度为130℃，恒温蒸煮时间为2h。
步骤二中，洗涤时间为10min，清洗3次；步骤三中，脱水处理时间为10min，上油处理时间为10min；干燥温度为90℃，干燥时间为50min。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为5.89%、纤维强度为8.71cN/dtex。
实施例2
一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，包括以下依次进行的步骤：
步骤一，原麻预处理：
将苎麻韧皮置于脱胶罐中，向罐内缓慢注入软化水，确保液体完全浸没苎麻韧皮，密封脱胶罐。随后，通过加热系统将罐内温度升温至指定温度，并保持设定温度一定时间。
预处理结束后，排空罐内液体，将苎麻韧皮挤压脱水，备用。
步骤二，醇胺/甜菜碱/水三元均相体系脱胶处理：
向脱胶罐中泵入由醇胺、甜菜碱与水组成的三元均相体系脱胶液，确保液面完全覆盖经预处理的苎麻韧皮。
将脱胶罐密闭后，将其加热至指定温度，并保持恒温蒸煮状态一定时间进行脱胶。
脱胶结束后，倒出罐内脱胶液收集并回收，随即向罐内注入洗涤水，对脱胶后的苎麻纤维进行多次清洗，直至洗涤液pH值呈中性，挤压脱水后得到苎麻脱胶半成品。
步骤三，后整理：
将所述脱胶半成品依次进行脱水、上油、干燥处理，最终获得符合工业应用要求的苎麻精干麻成品。
步骤一中所述加热温度为90℃，保温时间为25min。
步骤二中所述三元均相脱胶液由异丙醇胺、无水甜菜碱与水按摩尔比为1：6：2组成，三者混合并加热搅拌均匀，形成三元均相体系脱胶液；其中，加热温度为70℃。
苎麻韧皮与三元均相脱胶液的质量比为1：20；脱胶罐的加热温度为140℃，恒温蒸煮时间为2.5h。
所述步骤二中，洗涤时间为15min，清洗4次；步骤三中，脱水处理时间为15min，上油处理时间为15min；干燥温度为100℃，干燥时间为55min。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为4.25%、纤维强度为7.43cN/dtex。
实施例3
一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，与实施例1的不同之处在于，步骤一中所述加热温度为100℃，保温时间为30min。
步骤二中所述三元均相脱胶液由单乙醇胺、烷基酰胺丙基甜菜碱与水按摩尔比为1：8：3组成，三者混合并加热搅拌均匀，形成三元均相体系脱胶液；其中，加热温度为80℃。
苎麻韧皮与三元均相脱胶液的质量比为1：30；脱胶罐的加热温度为150℃，恒温蒸煮时间为3h。
步骤二中，洗涤时间为20min，清洗5次；步骤三中，脱水处理时间为20min，上油处理时间为20min；干燥温度为110℃，干燥时间为60min。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为3.51%、纤维强度为7.28cN/dtex。
实施例4
采用与实施例3相同的溶剂体系和工艺参数，将苎麻原麻替换为红麻原麻。处理后测得红麻精干麻残胶率为7.5%（红麻因木质素含量较高，脱胶难度更大，但7.5%的残胶率已满足粗支纱、麻袋等工业用途的要求，且可通过进一步优化参数降低），断裂强度为3.1cN/dtex，结果表明本发明的方法同样适用于红麻纤维的脱胶。
可以预见地，本发明的脱胶机制并不依赖于特定麻种。红麻、苎麻、亚麻、汉麻、黄麻等麻类纤维的胶质均由果胶、半纤维素和木质素构成，其化学本质相同，仅相对含量存在差异。因此，本领域技术人员能够合理预见，本发明的方法同样适用于亚麻、汉麻、红麻等其他麻类纤维的脱胶。
对比例1
采用传统工艺生产苎麻精干麻：
将苎麻原麻于1%硫酸中预浸1h，水洗20min；再于1%氢氧化钠中一煮1h，水洗20min；然后于混合液（含1%氢氧化钠、3%硅酸钠、3%尿素、3%双氧水、3%三聚磷酸钠、2%亚硫酸钠）中二煮1h；经多次水洗20min、脱水20min、给油20min、烘干1h，得到精干麻。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为2.98%、纤维强度为6.25cN/dtex。
对比例2
采用单一乙醇胺生产苎麻精干麻：
步骤一，原麻预处理：
将苎麻韧皮置于脱胶罐中，向罐内缓慢注入去离子水或软化水，确保液体完全浸没苎麻韧皮，密封脱胶罐。随后，通过加热系统将罐内温度升温至指定温度，并保持设定温度一定时间。预处理结束后，排空罐内液体，将苎麻韧皮挤压脱水，备用。
步骤二，单一乙醇胺脱胶处理：
向脱胶罐中泵入乙醇胺脱胶液，确保液面完全覆盖经预处理的苎麻韧皮。将脱胶罐密闭后，将其加热至指定温度，并保持恒温蒸煮状态一定时间。蒸煮结束后，排空罐内脱胶液，随即向罐内注入洗涤水，对脱胶后的苎麻纤维进行多次清洗，直至洗涤液pH值呈中性，挤压脱水后得到苎麻脱胶半成品。
步骤三，后整理：
将上述脱胶半成品依次进行脱水、上油、干燥处理，最终获得符合工业应用要求的苎麻精干麻成品。
上述步骤一中所述加热温度为100℃，保温时间为30min。
上述步骤二中苎麻韧皮与单一乙醇胺脱胶液的质量比为1：30；脱胶罐的加热温度为150℃，恒温蒸煮时间为3h。
上述步骤二中，洗涤时间为20min，清洗5次；步骤三中，脱水处理时间为20min，上油处理时间为20min；干燥温度为110℃，干燥时间为60min。
产品检验检测结果：
所制得的苎麻纤维残胶率为9.76%、纤维强度为9.21cN/dtex。
为更加全面地对比实施例1/2/3和对比例1/2的工艺，结合下列附图对本发明作进一步的说明。
图1和图2分别为本发明的三元均相体系脱胶方法（实施例3和实施例4）生产得到的苎麻和红麻纤维的电镜照片。由图1和图2可以看出，本发明方法所得纤维产品表面洁净，表面残留胶质少，可达到纺纱纤维要求。
将本发明实施例1-4与对比例1-2的方法进行对比，结果见下表1所示。
表1 实施例与对比例的方法工艺对比情况
由表1可知，本发明的苎麻纤维脱胶方法不使用强酸强碱，脱胶废液可回收循环利用，残胶率低，具有绿色环保优势；所得纤维断裂强度高，对纤维损伤小；同时该方法耗时短、流程简单，能够显著节约时间并降低成本。
相比对比例2，本发明残胶率更低，溶剂对胶质的溶解选择性高，胶质去除地更温和、更精准、更均匀、更可控。同时脱胶液可通过简单过滤和补加直接回用，避免了高能耗的真空蒸馏，综合提升了脱胶效率、纤维品质与工艺环保性。此外，水的加入进一步降低了生产成本。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
文章摘自国家发明专利，一种基于醇胺/甜菜碱/水三元均相体系的苎麻纤维脱胶方法，发明人:宋焱，聂凯，孙长春，马君志，冯逢逢，张帅，姜伟，张元明，韩光亭，申请号:202610582071.X，申请日:2026.04.29。
