淀粉改性剂的作用机理及其性能研究

棉纺织技术

368・【48】・

Cotton Textile Technology

　　　　　　　　　　　

第30卷　第6期

2002年6月

淀粉改性剂的作用机理及其性能研究3

沈艳琴

武海良

本德萍

(西安工程科技学院)

　　(

武秀娟

山西省晋华纺织厂)

　　淀粉改性剂应用于浆纱调浆工艺已有多年, 并取得了一定的经济效益和社会效益。, , 满原理, 。

, 因而淀粉的分子量变小, , 使浆液流动性增加, 具有良好的渗透性。聚丙烯腈经高温高压处理后转化为聚丙烯腈部分水解物, 水解物大分子中存在亲水基团, 能够溶解于水, 成为粘度较高的水溶液, 使浆液成膜性能好, 浆液与纤维粘合时, 随浆液的渗透使水解物分子链和纤维分子链形成一定程度的纠缠, 使之有较好的粘附力。

淀粉改性剂2的主要成分是淀粉酶、磷酸盐、聚丙烯腈不完全水解物、引发剂等, 与淀粉混合用于调浆时, 淀粉改性剂中的淀粉酶在活性条件下, 对淀粉分子链中的α21,4甙键水解发生催化作用, 使淀粉分子结构中的直链部分切断, 支链淀粉的长链分开形成若干短链, 淀粉大分子迅速降解, 从而分子量降低, 使可溶成分增加, 淀粉粘度降低, 流动性和渗透性增大, 磷酸盐与原淀粉发生反应, 淀粉大分子上的一个羟基被一个酸根置换而生成酯。将酯化后的淀粉进行醚化, 使酯化变性淀粉也具有水溶性。丙烯腈对淀粉进行醚化反应, 在分子结构上引入丙烯腈分子, 生成氰乙基淀粉。氰乙基淀粉对纤维素类物质作用力大, 从而增加了淀粉对纤维素类物质的粘附性。总之, 淀粉改性剂与淀粉混合用于调浆时, 能发挥催化作用使淀粉水解变性和酯化, 成为复合变性淀粉, 从而使浆液的流动性加强, 渗透性增强, 其粘度稳定性好, 克服了原淀粉渗透差、强力不高、浆膜脆硬、粘度不稳定的弱点。

1　淀粉改性剂的物理性能

淀粉改性剂的物理性能见表1。

表1　淀粉改性剂的物理性能

项　　目外观

气味

有效成分/%p H 值细度

淀粉改性剂1淡黄色粉状无异味86以上9～10非水溶物90%(16μm 以下)

淀粉改性剂2白色粉状无异味867～9非水溶物90%(18μm 以下)

2　变性机理

淀粉改性剂的制备简要工艺流程见图1。

图1　淀粉改性剂的制备工艺流程

常见淀粉改性剂的变性机理有两种。

淀粉改性剂1是以聚丙烯腈为原料, 经高温高压处理后与α淀粉酶混合的一种淡黄色粉状物。在调浆过程中以添加剂形式使用。调浆时, 由于淀粉酶对淀粉的催化作用, 使淀粉大分子

3陕西省教育厅专项科研基金资助(项目号为00J K224)

3　浆液质量测试

3. 1　与PVA 的混溶性

分别调制含固量10%的混合浆液。配方一:60%原淀粉,6%淀粉改性剂1, 40%PVA ; 配方二:60%原淀粉,6%淀粉改性剂2,40%PVA。均匀搅拌并升温至95℃, 保温30min , 然后在室温

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放置24h , 观察分层情况, 结果表明, 其混合浆液

都是均匀的, 未发现分层现象, 由此说明由淀粉改性剂1、淀粉改性剂2作用生成的复合变性淀粉浆液与PVA 有良好的互溶性。3. 2　浆液粘度及粘度热稳定性测试浆液的粘度是反映浆料性能的主要参数之一, 其粘度大小及粘度的热稳定性直接影响浆液渗透和被覆及经纱上浆质量的稳定性。

配制6%含固量的淀粉浆。配方一:100%淀粉,6%淀粉改性剂1; 配方二:100%淀粉,6%淀粉改性剂2。在100℃水浴中加热到95℃, 3h , 每间隔30min 测定一次粘度见表2。

表2　时间/min

配方一

[**************]

36. 525. 325. 124. 723. 323. 323. 3

4　浆纱质量测试

4. 1　浆料配方(见表4)

表4　浆料配方单位:%

T/C 65/3513. 1tex C J 14. 6tex

项　　目

配方一配方二配方一配方二玉米淀粉

PVA

[**************]06　浆液及浆纱质量(见表5)

表5　浆液及浆纱质量

T/C 65/35

项　　目

配方一

浆槽粘度/s 1210浆槽温度/℃95上浆率/%11. 5增强率/%12. 3减伸率/%10. 7毛羽下降率/%17. 213. 1tex

C J 14. 6tex

粘度/mPa ・s

配方二

37. 2

25. 925. 325. 024. 124. 124. 1

配方二11. 49510. 926. 06. 935. 6配方一配方二31. 319. 3959511. 19. 913. 931. 415. 18. 931. 841. 35　结论

(1) 加入淀粉改性剂的复合变性淀粉浆液与PVA 具有良好的互溶性, 且浆液质量稳定, 具有

3. 3　浆液粘附力

浆液粘附力是上浆质量的重要标志, 粘附力的大小与浆料本身的内聚力和浆料与纤维之间的

粘附性能有关。其测试方法采用粗纱法, 将试验用浆料配制成含固量为1%的浆液500ml (含淀粉改性剂1的为配方一, 含淀粉改性剂2的为配方二) , 升温到95℃, 恒温水浴调温30min , 将长度为300mm 的涤棉粗纱条、纯棉粗纱条各20根分别浸渍5min , 拿出晾干,24h 后在织物强力仪上测试上浆粗纱条的断裂强力, 断裂强力平均值即为浆液粘附力, 测试结果见表3。

表3　浆液粘附力测试结果项　　目

配方一

粘度/mPa ・s p H 值

断裂强力/N

4. 87. 287. 1

粘度低、浸透性好、粘附力强等优点。

(2) 原淀粉中加入淀粉改性剂配制成的浆液对于减少涤棉纱和纯棉纱的毛羽、提高耐磨强力等方面均有良好的效果。参考文献:

[1]　李玉琦, 韩改月. DDF 淀粉催化剂上浆的生产实践

〔J 〕. 棉纺织技术,1991;19(3) :45～46.

[2]　郭君惠. DDF 复合催化剂的应用〔J 〕. 棉纺织技术,

1992;20(1) :51～53.

[3]　李志瑾. KS 271淀粉变性助剂的性能及应用〔J 〕. 陕

涤棉品种

配方二

4. 9

7. 074. 4

纯棉品种配方一

4. 87. 248. 3

配方二

4. 97. 036. 9

西纺织,2001; (3) :37～38.

[4]　李宗奎, 郑可省. DDF 复合催化剂在淀粉浆调制中

的作用〔J 〕. 棉纺织技术,1991;19(5) :28～291

[5]　黄故. 棉织原理〔M 〕. 北京:中国纺织出版社,1995. [6]　洪仲秋1纺织浆料助剂的功能及应用〔J 〕. 棉纺织技

注:漏斗3#孔, 水值4. 3s 。

从上述测试结果可知, 添加改性剂的淀粉浆

对涤棉粗纱条的断裂强力均有良好的改善(原淀粉对涤棉粗纱条的断裂强力为42. 3N ) 。

术,2002;30(2) :13～16.

[7]　刘海文, 何新勇, 马晓红等1淀粉改性剂与浆料助剂分

类之我见〔J 〕. 棉纺织技术,2002;30(2) :17～19.