变淀粉在纺织业中的应用.doc

变性淀粉在纺织业中的应用摘要：随着现代科技的进步，与人类不断对世界的认知，越来越先进实用的物品在人们的面前。就连淀粉也发生了巨大的改革，使其应用越来越广泛，带动了淀粉工业的发展，促进了淀粉改性技术的深入研究。淀粉是一种来源广泛，价格低廉的高分子化合物，既能生物降解又能再生。经过变性后的淀粉，化学结构发生了改变，因而具有原淀粉所不具有的性能。这种新型的功能性材料是淀粉接枝共聚物，具有天然高分子材料和合成高分子材料的双重性能，近年来得到了研究者的广泛重视。 Along with the progress of modern science and technology, and human beings continue to the worlds cognition, more and more advanced and practical things in front of people. Even the starch has also been a huge reform, so that its application is more and more extensive, driven by the development of starch industry, and promote the further study of starch modification technology. Starch is a kind of high molecular compound, which has a wide range of sources, and can not only be used for biological degradation and regeneration. After modification of starch, the chemical structure has changed, so it has the properties of the raw starch. This new type of functional material is a starch graft copolymer, which has the dual properties of natural polymer materials and synthetic polymer materials, which has been widely studied by researchers in recent years.关键词：接枝变性 性能 双重性 淀粉 淀粉是天然高分子聚合物，是自然界来源最丰富的一种可再生物质，可降解，不会对环境造成污染。由直链淀粉和支链淀粉两部分组成，其水解的终产物为葡萄糖。我们的生活中基本每天都会接触到，土豆，玉米，大部分水果，蔬菜都含有淀粉。 改性淀粉以天然淀粉为原料经过特定的化学方法、物理方法、酶处理法, 改良其原有性能的淀粉, 被广泛应用于食品、医药、皮革、铸造、造纸、纺织、水处理等行业。 近年来，经过结构，物理和化学性能改进的改良天然高分子材料在工业当中的重要性得到了提升。最主要的原材料，像淀粉，花费低，可再生，可降解，而且资源丰富。淀粉通过氧化，水解，酯化，醚化，接枝和糊清化的方法在过去已经被很广泛的研究过了。这些转化形成了一系列的有效手段，持续并且增加了淀粉在增厚，胶化，固化，粘化和胶化性能方面的使用。有了所有的这些转化。对淀粉的接枝共聚以增加各种性能到指定的棉纤维里就会变得很有意思而且很有挑战性。另外，因为在农业，制药和食品行业中的潜质，淀粉的接枝共聚变得越来越重要。淀粉共聚物可以由在淀粉主干中产生的自由基来筹备，然后利用形成的这些巨自由基在各单位之间互相反应。 经纱上浆是纺织生产的一道重要加工工序，直接影响织机效率和产品质量。经纱上浆中所用的浆料主要有淀粉、PVA和丙烯酸类浆料三大类。“少用或不用PVA”已成为浆料发展趋势之一。接枝变性淀粉被认为是替代PVA的适宜浆料之一。许多浆料生产厂和应用厂都比较关注与接枝变性淀粉相关的一些情况。下来将对接枝变性淀粉浆料研究和应用中的一些问题进行初浅探讨，以便更好地研发和应用接枝变性淀粉浆料，完成替代PVA的重要历史使命。1、 预糊化淀粉： 1.1.1糊化原理：淀粉粒在适当温度下（各种来源的淀粉所需温度不同，一般6080）在水中溶胀、分裂、形成均匀糊状溶液的作用称为糊化作用。糊化作用的本质是淀粉粒中有序及无序（晶质与非晶质）态的淀粉分子之间的氢键断开，分散在水中成为胶体溶液。 1.1.2糊化作用的过程可分为三个阶段： （1）可逆吸水阶段，水分进入淀粉粒的非晶质部分，体积略有膨胀，此时冷却干燥，颗粒可以复原，双折射现象不变； （2）不可逆吸水阶段，随着温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆地大量吸水，双折射现象逐渐模糊以至消失，亦称结晶“溶解”， 淀粉粒胀至原始体积的50100倍； （3）淀粉粒最后解体，淀粉分子全部进入溶液。 1. 1.3淀粉糊化作用的测定方法： 有光学显微镜法，电子显微镜法，光传播法，粘度测定法，溶胀和溶解度的测定，酶的分析，核磁共振，激光光散射法等。工业上常用粘度测定法，溶胀和溶解度的测定二、接枝变性淀粉 接枝变性淀粉，或称为接枝共聚淀粉，是淀粉化学改性的一种，它是以淀粉为原料，在其大分子链上接枝一些其它聚合物，使得价格低廉、来源广泛、易生物降解的天然淀粉与应用性能优良的合成聚合物接合在一起,相互取长补短，从而提高淀粉的使用价值及扩大应用范围。三、接枝变性淀粉的性能特点 接枝变性淀粉的主链是淀粉大分子，在其上有多个位置参与接枝点的形成，尤其在高接枝密度时，接枝点大量接有支链，使得主链的性质发生显著改变。接枝变性淀粉不仅具有淀粉和支链聚合物的综合性能，还常常具备它们所没有的引人注目的特殊性能，在性质上不是两种均聚物的简单加和。对接枝变性淀粉浆料而言，主要表现在对成膜性、粘附性、混溶性和凝胶性的改善方面。 经过20多年的争论和研究，经纱上浆的主要目的是耐磨和贴伏毛羽。在织造过程中，被覆于纱线表面的浆膜是摩擦力的主要承受者，耐磨性能是浆料粘附力及浆膜强伸度的综合表现，它不仅要求浆料有较好的粘附性能，而且要有较好的成膜性能。贴伏毛羽是通过浆料将经纱上的毛羽粘附于经纱表面，要求浆料对纤维有良好的粘附性能。因此为了提高经纱的耐磨性能和贴伏毛羽，要求浆料不但有良好的成膜能力，而且有与纱线纤维良好的粘附能力。不难看出粘附性和成膜性是浆料的两个主要性能，它们与浆纱质量有着密切关系，是上浆工艺中两个重要影响因素。接枝变性淀粉在淀粉大分子链上引入了接枝支链，由于接枝支链具有一定聚合度，它的存在降低了淀粉大分子链堆砌的规整性，导致分子间堆积松散；另外，接枝支链一般由玻璃化温度较低的柔性单体聚合而成，使得接枝变性淀粉的玻璃化温度降低，柔性增加。因此淀粉接枝变性可以提高浆膜的柔韧性，大大改善淀粉浆料的成膜性。接枝支链可以由多种烯类单体同时或分别与淀粉进行接枝共聚而得，能够根据需要，应用相似相容的原理，进行合理设计，可望获得对上浆纤维具有较强的粘着性能和适应性能，因而适宜的单体接枝到淀粉大分子链中，可以大大提高淀粉浆料的粘附性。 淀粉大分子链中羟基较多，增加了分子内和分子间形成氢键的可能性，致使淀粉易出现凝胶现象。接枝支链的引入，消耗了一部分羟基；另外，接枝支链使淀粉大分子排列松散，增大了大分子链之间的距离，对分子链间氢键的重新缔合具有较强的抑制作用。因此，淀粉经接枝变性处理，大幅度降低了浆液的凝胶现象。接枝变性淀粉由于淀粉主链和聚合物支链的存在，在结构上与表面活性剂的两亲结构相似，具有一定的乳化功能，可以改善浆液的混溶性。四、变性淀粉的生产方法 变性淀粉的生产方法目前主要有湿法和干法两种。由于浆料市场竞争的加剧，近几年来许多生产厂家为了降低生产成本，均采用了干法生产，投资新产品时，感兴趣的也是干法生产的产品。这是浆料生产厂片面追求利润，过分宣传和夸大其应用的一种结果，误导了淀粉浆料应用企业和淀粉产品的开发。因此，有不少浆纱工作者认为干法可以生产出性能较优的接枝变性淀粉浆料。 变性淀粉生产中的湿法也称为浆法，是将淀粉分散在水或其他液体介质中，配成一定浓度的悬浮液，一般为40%左右，在中温条件下滴加化学剂，在规定时间内进行化学反应，然后脱水、干燥而成。由于是在湿的条件下进行反应，所以称湿法。湿法生产从广义上来说，只要分散介质是液体，都可以称为湿法。水是常用的一种分散介质，狭义的湿法生产主要是指以水为分散介质。采用的分散介质如是有机溶剂，或含水的混合溶剂时，为了区别起见常称为溶剂法，其实质与湿法相同。由于有机溶剂价格高，一些还是易燃易爆产品，回收麻烦，一般在生产高取代度、高附加值产品时才采用。干法生产是指在“干”的状态下，将化学试剂喷淋或滴加到淀粉内搅拌均匀后，在较高的温度下进行热处理以激发活化淀粉化学基团，完成变性反应，然后粉碎过筛而得。 从上面变性淀粉湿法和干法生产的一些过程中会发现，湿法和干法的根本区别在于淀粉变性时是否有液体分散介质存在。由于干法变性处理时，淀粉是干燥粉末状，生产时没有废水的排放，无需脱水，烘干的负担较轻；滴加的化学试剂分子与淀粉分子距离较近，增加了反应发生的机率，“反应效率高、污染小、能耗低、操作简单”这就是生产者得出的干法生产的优点。 改性淀粉的种类很多，通过不同的制造方法，可得到不同性质的改性淀粉。通改性改变淀粉的天然性质，增加其某些功能性或引进新的特性，使其更适合于一定应用的要求。虽然我国的改性淀粉应用也较为广泛，但与国际相比还是差了许多，主要体现在改性淀粉种类少，性能差、改性工艺和技术不先进、成本高、产业化水平低。但是，由于改性淀粉本身是可再生资源，且绿色环保，对身体健康无公害，所以引起了国家的高度重视。而且改性