本發明屬于紡織材料技術領域，具體涉及一種用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑及其制備和使用方法。

背景技術：

碳纖維屬于高技術纖維產品，具有直徑細、微孔結構發達，比表面積發達、吸附容量大、吸脫附速度快、孔徑分布集中，對低濃度吸附質具有優良的吸附能力，在航空航天、環境、化工、食品、衛生、電子和電化學等靈谷有很好的發展前景。目前聚丙烯腈纖維、瀝青纖維和粘膠纖維是目前生產碳纖維的主要原料，但是，聚丙烯腈纖維的原料是石油能源，瀝青中含有致癌物質，因此，為了降低生產成本，保護石油資源，保護環境和人體安全，碳纖維的原料正在從化石資源向生物資源轉變。

木材資源可再生，木材中含有豐富的纖維素和木質素，都是碳纖維的原料，以廢棄的木材和木材加工剩余物作為碳纖維的前驅體材料，通過化學分離法，提取纖維素或者木質素，在將其配成溶液或者熔融后紡絲形成粘膠纖維，再經過熱處理后炭化形成粘膠基木質碳纖維。而經預氧化、高溫炭化得到的碳纖維表面呈現惰性，需要經表面處理引入含氧官能團來改善纖維表面的活性，而上漿工藝的目的在于在有效減少因絲束摩擦產生的毛絲的同時，起到保護含氧官能團的作用，但是上漿劑的性能多較為單一，不能與多種復合材料進行良好匹配，因此需要進行退漿處理，防止上漿劑的存在對碳纖維的應用造成影響。

目前碳纖維的退漿主要有熱分解法、抽提法、溶解法等，其中熱分解法是利用高溫使漿料熱解，但是高溫也會使含氧基團如羧基翻身熱裂解，造成含氧官能團的損傷，目前使用的非高溫處理的溶劑有水、堿溶液、丙酮、二氯甲烷和硫酸等。中國專利cn105951239a公開的一種碳纖維包芯紗織物的生產方法，該方法中對碳纖維包芯紗織物的退漿工藝中采用40-50℃的熱水煮練，放置8-10h將漿料退去。但是目前基于碳纖維退漿方面的研究較少。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種退漿劑包括堿木質素和碳酸鈉堿性物質、纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶退漿酶、卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨表面活性劑、異丙醇和水，將化學試劑與生物試劑相結合，并依據粘膠基木質碳纖維的特性制備，將微乳技術與超臨界二氧化碳技術結合，達到溫和高效退漿的目的，對碳纖維表面的活性基團和微結構損傷很少。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

一種用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑，其特征在于，所述用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑中包括堿性物質、退漿酶、表面活性劑、多元醇和水，所述堿性物質為堿木質素和碳酸鈉，所述退漿酶為纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶，所述表面活性劑為卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，所述多元醇為異丙醇，所述用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑為微乳液。

作為上述技術方案的優選，所述用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的組分，按重量份計，包括堿性物質10-20份、退漿酶8-12份、表面活性劑5-10份、多元醇15-25份和水60-80份。

作為上述技術方案的優選，所述堿性物質中堿木質素和碳酸鈉的質量比為1:2-4。

作為上述技術方案的優選，所述退漿酶中纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的質量比為1:1:1:1。

作為上述技術方案的優選，所述表面活性劑中卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的質量比為1:0.3-0.5:0.7-0.9。

本發明還提供一種用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

將異丙醇和水混合均勻，加入卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，再將纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的混合物加入其中，充分攪拌至澄清，再加入堿木質素和碳酸鈉，充分混合后，超聲攪拌形成用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑。

作為上述技術方案的優選，所述超聲攪拌的功率為200-300w，時間為10-30min。

本發明還提供一種用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的使用方法，其特征在于：包括以下步驟：

將粘膠基木質碳纖維浸漬于用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑中，充分潤濕后，轉移至超臨界二氧化碳流體裝置中，加熱加壓反應，取出，多次清洗，真空干燥，得到退漿的粘膠基木質碳纖維。

作為上述技術方案的優選，所述加熱加壓反應的溫度為40-60℃，壓力為5-20mpa，時間為1-4h。

作為上述技術方案的優選，所述真空干燥的溫度為60-70℃，時間為12h。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明制備的退漿劑中含有堿性物質、生物退漿酶和表面活性劑，針對粘膠基木質碳纖維表面的幾納米厚的環氧樹脂體系上漿劑，生物退漿酶在微堿性環境下活性高，可去除環氧樹脂，且表面活性劑更有利于微乳液退漿劑滲透入粘膠基木質碳纖維的表面，提高退漿的完整性，且對粘膠基木質碳纖維的表面損傷小，表面溝槽結構清晰可見，表面光潔無雜質，漿料完全去除，而且處理溫度低，不會對粘膠基木質碳纖維表面的活性基團造成損失。

(2)本發明采用充分浸漬后的粘膠基木質碳纖維經超臨界二氧化碳處理，退漿反應溫和，對粘膠基木質碳纖維的損傷小，避免使用大量水、熱和高濃度堿溶液，降低了處理成本，提高了退漿效率，避免出現大量廢水，綠色安全環保。

具體實施方式

下面將結合具體實施例來詳細說明本發明，在此本發明的示意性實施例以及說明用來解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。

實施例1：

將異丙醇和水混合均勻，加入卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，再將纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的混合物加入其中，充分攪拌至澄清，再加入堿木質素和碳酸鈉，充分混合后，在200w超聲攪拌10min，形成用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑，其中，用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的組分，按重量份計，包括堿性物質10份、退漿酶8份、表面活性劑5份、多元醇15份和水60份，堿性物質中堿木質素和碳酸鈉的質量比為1:2，所述退漿酶中纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的質量比為1:1:1:1，表面活性劑中卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的質量比為1:0.3:0.7。

將粘膠基木質碳纖維浸漬于用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑中，充分潤濕后，轉移至超臨界二氧化碳流體裝置中，在40℃和5mpa條件下，加熱加壓反應1h，取出，多次清洗，在60℃下真空干燥12h，得到退漿的粘膠基木質碳纖維。

實施例2：

將異丙醇和水混合均勻，加入卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，再將纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的混合物加入其中，充分攪拌至澄清，再加入堿木質素和碳酸鈉，充分混合后，在300w超聲攪拌30min，形成用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑，其中，用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的組分，按重量份計，包括堿性物質20份、退漿酶12份、表面活性劑10份、多元醇25份和水80份，堿性物質中堿木質素和碳酸鈉的質量比為1:4，所述退漿酶中纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的質量比為1:1:1:1，表面活性劑中卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的質量比為1:0.5:0.9。

將粘膠基木質碳纖維浸漬于用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑中，充分潤濕后，轉移至超臨界二氧化碳流體裝置中，在60℃和20mpa條件下，加熱加壓反應1-4h，取出，多次清洗，在70℃下真空干燥12h，得到退漿的粘膠基木質碳纖維。

實施例3：

將異丙醇和水混合均勻，加入卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，再將纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的混合物加入其中，充分攪拌至澄清，再加入堿木質素和碳酸鈉，充分混合后，在250w超聲攪拌20min，形成用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑，其中，用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的組分，按重量份計，包括堿性物質15份、退漿酶9份、表面活性劑7份、多元醇19份和水75份，堿性物質中堿木質素和碳酸鈉的質量比為1:3，所述退漿酶中纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的質量比為1:1:1:1，表面活性劑中卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的質量比為1:0.4:0.8。

將粘膠基木質碳纖維浸漬于用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑中，充分潤濕后，轉移至超臨界二氧化碳流體裝置中，在45℃和10mpa條件下，加熱加壓反應3h，取出，多次清洗，在64℃下真空干燥12h，得到退漿的粘膠基木質碳纖維。

實施例4：

將異丙醇和水混合均勻，加入卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，再將纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的混合物加入其中，充分攪拌至澄清，再加入堿木質素和碳酸鈉，充分混合后，在210w超聲攪拌15min，形成用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑，其中，用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的組分，按重量份計，包括堿性物質13份、退漿酶10份、表面活性劑6份、多元醇21份和水75份，堿性物質中堿木質素和碳酸鈉的質量比為1:4，所述退漿酶中纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的質量比為1:1:1:1，表面活性劑中卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的質量比為1:0.5:0.7。

將粘膠基木質碳纖維浸漬于用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑中，充分潤濕后，轉移至超臨界二氧化碳流體裝置中，在55℃和10mpa條件下，加熱加壓反應3h，取出，多次清洗，在65℃下真空干燥12h，得到退漿的粘膠基木質碳纖維。

實施例5：

將異丙醇和水混合均勻，加入卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，再將纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的混合物加入其中，充分攪拌至澄清，再加入堿木質素和碳酸鈉，充分混合后，在280w超聲攪拌15min，形成用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑，其中，用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的組分，按重量份計，包括堿性物質14份、退漿酶11份、表面活性劑7份、多元醇21份和水75份，堿性物質中堿木質素和碳酸鈉的質量比為1:2.5，所述退漿酶中纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的質量比為1:1:1:1，表面活性劑中卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的質量比為1:0.5:0.6。

將粘膠基木質碳纖維浸漬于用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑中，充分潤濕后，轉移至超臨界二氧化碳流體裝置中，在45℃和8mpa條件下，加熱加壓反應2h，取出，多次清洗，在70℃下真空干燥12h，得到退漿的粘膠基木質碳纖維。

實施例6：

將異丙醇和水混合均勻，加入卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨，再將纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的混合物加入其中，充分攪拌至澄清，再加入堿木質素和碳酸鈉，充分混合后，在300w超聲攪拌25min，形成用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑，其中，用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑的組分，按重量份計，包括堿性物質20份、退漿酶8份、表面活性劑10份、多元醇15份和水80份，堿性物質中堿木質素和碳酸鈉的質量比為1:4，所述退漿酶中纖維素酶、果膠酶、α-淀粉酶和堿性蛋白酶的質量比為1:1:1:1，表面活性劑中卵磷脂、順丁烯二酸二仲辛酯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨的質量比為1:0.4:0.8。

將粘膠基木質碳纖維浸漬于用于粘膠基木質碳纖維的退漿劑中，充分潤濕后，轉移至超臨界二氧化碳流體裝置中，在60℃和5mpa條件下，加熱加壓反應4h，取出，多次清洗，在70℃下真空干燥12h，得到退漿的粘膠基木質碳纖維。

對比例：

將粘膠基木質碳纖維浸漬于水中在60℃條件下反應4h，取出，多次清洗，在70℃下真空干燥12h，得到退漿的粘膠基木質碳纖維。

經檢測，實施例1-6以及對比例制備的退漿的粘膠基木質碳纖維的元素含量、接觸角和表面形態的結果如下所示：

由上表可見，本發明制備的退降劑退漿后粘膠基木質碳纖維中的c和n元素明顯增加，碳纖維表面溝槽結構清晰可見，表面光潔無雜質，漿料完全除去。

上述實施例僅例示性說明本發明的原理及其功效，而非用于限制本發明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本發明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發明的權利要求所涵蓋。