即用型羥丙基淀粉的制備及應(yīng)用

王嬋 齊飛 張蕊琪

【摘 要】隨著發(fā)展經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)化，人類對(duì)保護(hù)環(huán)境意識(shí)的增強(qiáng)，高溫上漿能量消耗大，且原淀粉漿料自身粘度過(guò)大，不能直接應(yīng)用到漿紗工藝中，因此，需制備一種粘度適中且中低溫可溶的淀粉漿料，并將其推廣、應(yīng)用到中低溫漿紗工藝中，為紡織企業(yè)實(shí)現(xiàn)中低溫漿紗提供依據(jù)。本文主要以中低溫水溶即用型羥丙基淀粉漿料為研究對(duì)象，通過(guò)原淀粉經(jīng)過(guò)酸解后再經(jīng)過(guò)羥丙基化制備出羥丙基淀粉，采用SEM表征了羥丙基淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)，對(duì)所制備的即用型羥丙基淀粉漿料進(jìn)行了漿液、漿膜性能的測(cè)試，并對(duì)該淀粉漿料進(jìn)行了漿紗實(shí)踐。本文所研究的即用型羥丙基淀粉滿足中低溫漿紗工藝要求，為中溫漿紗奠定了理論基礎(chǔ)，同時(shí)該淀粉對(duì)環(huán)境友好、無(wú)污染等特性，具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

【關(guān)鍵詞】羥丙基淀粉；中低溫可溶淀粉；漿液性能；漿膜性能；漿紗性能

淀粉類、PVA類、聚丙烯酸類是廣泛應(yīng)用于漿紗工序中的三大類主體漿料。PVA類漿料各方面都有著優(yōu)良的性能，上漿效果好，織造效率高，但PVA類漿料分子內(nèi)聚力大，在漿紗過(guò)程中干分絞困難，退漿不易，且退漿廢水中PVA難以生物降解，COD值也很高，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染，近年來(lái)國(guó)家提倡少用或不用PVA類漿料。聚丙烯酸類漿料溶解性和成膜性等都很好，但其吸濕再黏性高，價(jià)格昂貴，給織造帶來(lái)了不便，限制了自身的廣泛應(yīng)用。因此，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的、可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略來(lái)看，淀粉和變性淀粉仍將是今后發(fā)展的最重要的一類漿料。

一、即用型羥丙基淀粉的制備

羥丙基淀粉是六十年代發(fā)展的淀粉衍生物，其制備是淀粉在堿催化下與環(huán)氧化合物作用生成淀粉醚，早期所使用的醚化劑是環(huán)氧乙烷，所得到的是經(jīng)乙基淀粉，由于環(huán)氧乙烷的沸點(diǎn)低（13-14℃），有毒，在一定的濃度和空氣混合下會(huì)發(fā)生爆炸，使貯存生產(chǎn)都不方便，也不安全。所以近年來(lái)都使用環(huán)氧丙烷。

（1）制備即用型羥丙基淀粉的過(guò)程為：原淀粉酸解→醚化處理→即用型羥丙基淀粉。

（2）即用型羥丙基淀粉制備工藝為：酸解淀粉濃度30%，反應(yīng)溫度45℃，反應(yīng)時(shí)間19h，酸含量5%，堿含量1%，環(huán)氧丙烷15%。

（3）即用型羥丙基淀粉的外觀為性狀均一的白色乳液，無(wú)特殊性氣味，pH為中性，含水率為70.9%。

二、即用型羥丙基淀粉的基本性能

本章試驗(yàn)以第1章制得的即用型羥丙基淀粉漿料為實(shí)驗(yàn)樣品，對(duì)即用型羥丙基淀粉漿液以及漿膜的性能進(jìn)行測(cè)試和計(jì)算，包括漿液的粘濃、粘溫、比粘附力，漿膜的吸濕性，水溶速率、斷裂強(qiáng)力、耐屈曲性、厚度等。

（1）合成的中低溫可溶即用型羥丙基淀粉，測(cè)得的漿液粘度為5.6s（含固量為6%，中低溫調(diào)漿65℃，調(diào)漿時(shí)長(zhǎng)60min），粘度穩(wěn)定性為96.5%；對(duì)純棉粗紗紗條的比粘附力為13.83N/%，對(duì)滌棉粗紗紗條的比粘附力為5.85N/%，能滿足漿紗過(guò)程對(duì)漿料溶解性、粘度、粘附力、粘度穩(wěn)定性的要求。

（2）制成漿膜后，即用型羥丙基淀粉漿膜斷裂強(qiáng)度為843.2cN/mm2，斷裂伸長(zhǎng)率為0.98%，水溶速率為0.68s，耐屈曲次數(shù)為12次，能滿足漿紗過(guò)程對(duì)漿膜各項(xiàng)性能的要求。

三、即用型羥丙基淀粉漿紗應(yīng)用

織造時(shí)，經(jīng)紗要經(jīng)過(guò)開(kāi)口、引緯、打緯、卷取、送經(jīng)五大運(yùn)動(dòng)等各種拉伸、屈曲、摩擦作用。未經(jīng)上漿的經(jīng)紗毛羽指數(shù)高，纖維之間抱合力不足，耐磨性能差。在織造時(shí)的復(fù)雜機(jī)械力作用下，紗線會(huì)起毛起球、解體、斷頭；還會(huì)使經(jīng)紗相互粘連導(dǎo)致開(kāi)口不清，形成織疵，滯?？椩焐a(chǎn)。經(jīng)紗上漿是織造前最重要的一道工序，通過(guò)漿料分子對(duì)紗線浸透和被覆兩方面作用，賦予經(jīng)紗優(yōu)良的強(qiáng)伸性、耐磨性，伏貼紗體表面毛羽，保證經(jīng)紗的可織性。

（1）所制備的即用型羥丙基淀粉漿料，測(cè)得漿紗的毛羽降低率91%，漿紗增強(qiáng)率11.1%，減伸率48.5%，增磨率71%，退漿率即上將率為8.64%

（2）即用型羥丙基淀粉漿料的漿紗吸濕性、斷裂強(qiáng)度、耐磨性、毛羽指數(shù)均能滿足織造生產(chǎn)要求，基本達(dá)到高溫漿紗效果。

（3）中低溫漿紗調(diào)漿簡(jiǎn)便、節(jié)能，上漿安全，漿紗車間環(huán)境舒適，符合人體工效學(xué)，保證較高織造效率，可進(jìn)行推廣應(yīng)用。

四、結(jié)論

本文主要針對(duì)現(xiàn)在漿紗產(chǎn)業(yè)的能耗、環(huán)保、快速、操作簡(jiǎn)單問(wèn)題，提出了制備中低溫可溶淀粉漿料的設(shè)想，并通過(guò)總結(jié)前人的經(jīng)驗(yàn)和自主的創(chuàng)新拓展，較為成功的制備了中低溫可溶的淀粉漿料-即用型羥丙基淀粉漿料。為了更好地將其應(yīng)用到漿紗工藝中，我們進(jìn)一步對(duì)羥丙基淀粉漿料的性能進(jìn)行了研究，研究的主要內(nèi)容有：即用型羥丙基淀粉的制備、即用型羥丙基淀粉的基本性能，包括外觀性狀、pH值、含水率、水溶性等；羥丙基淀粉漿液粘度、粘度熱穩(wěn)定性、漿液溫度、濃度對(duì)粘度的影響等，以及淀粉漿料對(duì)純棉、滌棉粗紗的粘附力；羥丙基淀粉漿料的成膜性符合上漿條件，其漿膜性能包括吸濕性、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率、水溶速率、耐屈曲性等；

（1）即用型羥丙基淀粉制備的最佳工藝為：酸解淀粉濃度30%，反應(yīng)溫度45℃，反應(yīng)時(shí)間19h，酸含量5%，堿含量1%，環(huán)氧丙烷15%。

（2）即用型羥丙基淀粉漿料為乳白色乳液，含水率為70.%，在水里面有著良好的溶解性能，能應(yīng)用到中低溫漿紗工藝中；pH為7，屬于綠色環(huán)保漿料，對(duì)環(huán)境污染小。

（3）通過(guò)對(duì)羥丙基淀粉漿液的性能研究可知：粘度穩(wěn)定性為96.5%，粘度值穩(wěn)定，流動(dòng)性好，浸透性高，有利于保證上漿質(zhì)量的穩(wěn)定性，并且對(duì)純棉紗和滌棉紗都具有很好的粘附力。

（4）通過(guò)對(duì)羥丙基淀粉漿膜進(jìn)行測(cè)試分析可知：羥丙基淀粉漿膜成膜完整，漿膜光滑，延伸性不大，透明度好，漿膜稍脆硬。漿膜的平均厚度為0.056mm，斷裂強(qiáng)度為：843.2cN/mm2，斷裂伸長(zhǎng)率為1.31%，適合生產(chǎn)使用。漿膜平均水溶速率為：0.67s，有利于保持漿紗的彈性和伸長(zhǎng)，漿膜的吸濕性較小，說(shuō)明羥丙基淀粉漿膜在上漿時(shí)不易發(fā)生再次粘連。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，羥丙基淀粉漿膜的耐屈曲性平均為12次，耐屈曲性較好。

（5）羥丙基淀粉漿料上漿后，測(cè)試漿紗的斷裂強(qiáng)力為17.07cN，毛羽降低率為91%，增磨率為72%，從漿紗效果可知，純棉紗線的斷裂強(qiáng)度，耐磨次數(shù)均有明顯的提升，伸長(zhǎng)率均有顯著的減小，且紗線伏貼，毛羽數(shù)量明顯變少，均符合上漿要求。

綜上所述，即用型羥丙基淀粉漿料滿足上漿要求。