CN106637967A - 一种高性能纺织浆料的制备方法 - Google Patents

一种高性能纺织浆料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种高性能纺织浆料的制备方法，属于纺织浆料制备技术领域。本发明首先利用高碘酸钠溶液对魔芋淀粉进行氧化处理，得到预处理魔芋淀粉，再将鸡羽毛与亚硫酸氢钠进行混合处理，得到预处理羽毛，再与氢氧化钠溶液进行混合加热，经分离，收集上层液，接着与预处理魔芋淀粉、三偏磷酸钠进行混合灭菌，得到发酵底物，并与黑曲霉进行混合发酵，在发酵过程中添加琥珀酸酐，经灭菌过筛，得到过筛物，最后将其与羧甲基纤维素等物质进行混合加热，即可得到高性能纺织浆料。本发明制备的高性能纺织浆料渗透性好，上浆率达到18%以上，便于浆纱渗透；且形成的浆膜断裂强度达到28.5N以上，断裂伸长率达到17%以上，具有广阔的应用前景。

Description

一种高性能纺织浆料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种高性能纺织浆料的制备方法，属于纺织浆料制备技术领域。
背景技术
经纱上浆是织造的关键，上浆效果的好坏直接决定了织造效率与织物质量，影响上浆效果的主要因素是浆料的上浆性能。随着喷气等高速织机使用比例的逐步提高，纺织面料向高支、高密化方向的发展，人们对节能、环保意识的逐渐增强，对浆料的上浆性能提出了更高的要求。
淀粉是一种最常见、应用最广的纺织浆料。它是一种价格便宜、可再生、可生物降解的天然高分子。淀粉颗粒含有直链淀粉和支链淀粉两种成分，它们都是α-D-葡萄糖的聚合物。直链淀粉的平均分子量在106以上，支链淀粉的平均分子量可达到107～109。由于每一个葡萄糖残基在2-，3-和6-位上有三个羟基，因此淀粉具有一定的反应活性，也能在分子内或分子间形成氢键。淀粉浆料成膜性好，有一定的浆膜强度和耐磨性，对纤维素纤维具有良好的粘附性，甚至对于锦纶、涤纶等弱极性合成纤维也有一定的化学粘附性，这些性质使淀粉浆料相对于合成浆料具有较大的竞争力。但是，淀粉的分子量太高，使得煮浆后的水体粘度很大，对纤维的渗透性太差，容易形成表面上浆。因此，几乎所有的淀粉浆料都是变性淀粉，例如最常用的酸解淀粉和氧化淀粉。通过变性以后，使淀粉的分子量变小，水体粘度降低，便于浆纱渗透。但是，经过变性加工后淀粉分子量变小所带来的直接副作用是降低了淀粉的机械强度，几乎所有的变性淀粉都无法解决淀粉浆液粘度和浆膜强度之间的矛盾。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对传统的纺织浆料渗透性较差，容易形成表面上浆，且得到的浆膜的力学性能差的问题，提供了一种低结晶度魔芋淀粉与羽毛蛋白用三偏磷酸钠、微生物处理，发生变性、交联反应，然后再与琥珀酸酐发生酯化反应来制备高性能纺织浆料的方法，本发明首先利用高碘酸钠溶液对魔芋淀粉进行氧化处理，使其结晶度降低，分子量减小，得到预处理魔芋淀粉，再将鸡羽毛与亚硫酸氢钠进行混合处理，得到预处理羽毛，再与氢氧化钠溶液进行混合加热，经分离，收集上层液，接着与预处理魔芋淀粉、三偏磷酸钠进行混合灭菌，得到发酵底物，并与黑曲霉进行混合发酵，在发酵过程中添加琥珀酸酐，经灭菌过筛，得到过筛物，预处理淀粉、羽毛蛋白可通过交联、酯化，提高浆料的渗透性、稳定性和机械强度，且羽毛蛋白与纤维吸附性好，易于上浆，最后将其与羧甲基纤维素等物质进行混合加热，即可得到高性能纺织浆料。本发明制备的高性能纺织浆料渗透性能好，便于浆纱渗透，且得到的浆膜力学性能得到显著的提高，具有广阔的应用前景。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）称取70～80g魔芋淀粉加入到烧杯中，并将烧杯置于冰水浴中，控制温度为0～5℃，再向烧杯中加入200～300mL质量分数为10%高碘酸钠溶液，搅拌浸泡40～50min后，置于离心机中，以4000～5000r/min的转速离心25～30min，收集沉淀，并用水清洗2～4次，得预处理魔芋淀粉，备用；
（2）取鸡羽毛，并用水清洗3～5次，将洗净的羽毛置于太阳下晾晒5～6h后，放置于粉碎机中粉碎35～40min，再过80～100目筛，得到羽毛粉，称取400～500g羽毛粉加入到盛有600～700mL质量分数为15%亚硫酸氢钠溶液的烧杯中，并将烧杯转入集热式磁力搅拌器中 ，调节温度为40～45℃，转速为300～400r/min，搅拌反应 12～14h，待反应结束后，将反应液转移至离心机中，以3500～4000r/min的转速离心20～30min，收集沉淀，得到预处理羽毛；
（3）将上述预处理羽毛加入到烧杯中，再加入400～500mL质量分数为10%氢氧化钠溶液，并对其进行加热至75～80℃，保温2～3h后，停止加热，再加入5～8g活性炭，静置40～50min后，转移至离心机中，以4500～5000r/min的转速离心15～20min，收集上层液；
（4）将上述上层液、步骤（1）备用的预处理魔芋淀粉和三偏磷酸钠按质量比150:70:1，混合均匀后置于灭菌罐中，控制灭菌箱温度为85～95℃，高温灭菌15～20min，得到发酵底物，并倒入发酵罐中，向发酵罐中加入发酵底物质量5%黑曲霉，在35～40℃、120～150r/min下密封发酵4～5天后，再加入发酵底物质量20%的琥珀酸酐，继续发酵2～3天，发酵结束，收集发酵液，并置于灭菌箱中，在85～95℃下灭菌10～15min，将灭菌后的物料过60～80目筛，收集过筛物；
（5）按重量份数计，称取40～50份上述过筛物、2～4份羧甲基纤维素、1～3份单十二烷基磷酸酯钾、1～3份十二烷基葡萄糖苷和0.3～0.5份聚二甲基硅氧烷，加入到烧杯中，并对其进行加热至60～70℃，搅拌20～30min后，停止加热，待其自然冷却至室温，即可得到高性能纺织浆料。
本发明的应用方法：按质量比1:15，将本发明制备的高性能纺织浆料与水进行搅拌混合后，对其进行加热煮浆，控制温度为90～95℃，加热保温1～2h，得到保温浆液，再开启浆槽，对其进行预热25～30℃，控制预热温度为85～90℃，将需上浆的纱线分别通过浆纱机的瓷眼、张力盘和断纱自停装置，引入浆槽，穿过浸浆片以及上浆轮和压浆轮之间，再经过烘房，通过导纱钩，接着上槽筒绕在绕纱筒上，最后将上述保温浆液倒入预热浆槽中，开启运转开关开始浆纱即可。经检测，使用本发明制备的高性能纺织浆料渗透性好，上浆率达到18%以上，在纱线表面形成的浆膜断裂强度达到28.5N以上，断裂伸长率达到17%以上。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的高性能纺织浆料渗透性好，上浆率达到18%以上，便于浆纱渗透；
（2）使用本发明制备的高性能纺织浆料形成的浆膜断裂强度达到28.5N以上，断裂伸长率达到17%以上，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
首先称取70～80g魔芋淀粉加入到烧杯中，并将烧杯置于冰水浴中，控制温度为0～5℃，再向烧杯中加入200～300mL质量分数为10%高碘酸钠溶液，搅拌浸泡40～50min后，置于离心机中，以4000～5000r/min的转速离心25～30min，收集沉淀，并用水清洗2～4次，得预处理魔芋淀粉，备用；取鸡羽毛，并用水清洗3～5次，将洗净的羽毛置于太阳下晾晒5～6h后，放置于粉碎机中粉碎35～40min，再过80～100目筛，得到羽毛粉，称取400～500g羽毛粉加入到盛有600～700mL质量分数为15%亚硫酸氢钠溶液的烧杯中，并将烧杯转入集热式磁力搅拌器中 ，调节温度为40～45℃，转速为300～400r/min，搅拌反应 12～14h，待反应结束后，将反应液转移至离心机中，以3500～4000r/min的转速离心20～30min，收集沉淀，得到预处理羽毛；将上述预处理羽毛加入到烧杯中，再加入400～500mL质量分数为10%氢氧化钠溶液，并对其进行加热至75～80℃，保温2～3h后，停止加热，再加入5～8g活性炭，静置40～50min后，转移至离心机中，以4500～5000r/min的转速离心15～20min，收集上层液；再将上述上层液、备用的预处理魔芋淀粉和三偏磷酸钠按质量比150:70:1， 混合均匀后置于灭菌罐中，控制灭菌箱温度为85～95℃，高温灭菌15～20min，得到发酵底物，并倒入发酵罐中，向发酵罐中加入发酵底物质量5%黑曲霉，在35～40℃、120～150r/min下密封发酵4～5天后，再加入发酵底物质量20%的琥珀酸酐，继续发酵2～3天，发酵结束，收集发酵液，并置于灭菌箱中，在85～95℃下灭菌10～15min，将灭菌后的物料过60～80目筛，收集过筛物；最后按重量份数计，称取40～50份上述过筛物、2～4份羧甲基纤维素、1～3份单十二烷基磷酸酯钾、1～3份十二烷基葡萄糖苷和0.3～0.5份聚二甲基硅氧烷，加入到烧杯中，并对其进行加热至60～70℃，搅拌20～30min后，停止加热，待其自然冷却至室温，即可得到高性能纺织浆料。
实例1
首先称取80g魔芋淀粉加入到烧杯中，并将烧杯置于冰水浴中，控制温度为5℃，再向烧杯中加入300mL质量分数为10%高碘酸钠溶液，搅拌浸泡50min后，置于离心机中，以5000r/min的转速离心30min，收集沉淀，并用水清洗4次，得预处理魔芋淀粉，备用；取鸡羽毛，并用水清洗5次，将洗净的羽毛置于太阳下晾晒6h后，放置于粉碎机中粉碎40min，再过100目筛，得到羽毛粉，称取500g羽毛粉加入到盛有700mL质量分数为15%亚硫酸氢钠溶液的烧杯中，并将烧杯转入集热式磁力搅拌器中 ，调节温度为45℃，转速为400r/min，搅拌反应 14h，待反应结束后，将反应液转移至离心机中，以4000r/min的转速离心30min，收集沉淀，得到预处理羽毛；将上述预处理羽毛加入到烧杯中，再加入500mL质量分数为10%氢氧化钠溶液，并对其进行加热至80℃，保温3h后，停止加热，再加入8g活性炭，静置50min后，转移至离心机中，以5000r/min的转速离心20min，收集上层液；再将上述上层液、备用的预处理魔芋淀粉和三偏磷酸钠按质量比150:70:1， 混合均匀后置于灭菌罐中，控制灭菌箱温度为95℃，高温灭菌20min，得到发酵底物，并倒入发酵罐中，向发酵罐中加入发酵底物质量5%黑曲霉，在40℃、150r/min下密封发酵5天后，再加入发酵底物质量20%的琥珀酸酐，继续发酵3天，发酵结束，收集发酵液，并置于灭菌箱中，在95℃下灭菌15min，将灭菌后的物料过80目筛，收集过筛物；最后按重量份数计，称取50份上述过筛物、4份羧甲基纤维素、3份单十二烷基磷酸酯钾、3份十二烷基葡萄糖苷和0.5份聚二甲基硅氧烷，加入到烧杯中，并对其进行加热至70℃，搅拌30min后，停止加热，待其自然冷却至室温，即可得到高性能纺织浆料。
按质量比1:15，将本发明制备的高性能纺织浆料与水进行搅拌混合后，对其进行加热煮浆，控制温度为95℃，加热保温2h，得到保温浆液，再开启浆槽，对其进行预热30℃，控制预热温度为90℃，将需上浆的纱线分别通过浆纱机的瓷眼、张力盘和断纱自停装置，引入浆槽，穿过浸浆片以及上浆轮和压浆轮之间，再经过烘房，通过导纱钩，接着上槽筒绕在绕纱筒上，最后将上述保温浆液倒入预热浆槽中，开启运转开关开始浆纱即可。经检测，使用本发明制备的高性能纺织浆料渗透性好，上浆率达到19.0%，在纱线表面形成的浆膜断裂强度达到28.7N，断裂伸长率达到18%。
实例2
首先称取70g魔芋淀粉加入到烧杯中，并将烧杯置于冰水浴中，控制温度为0℃，再向烧杯中加入200mL质量分数为10%高碘酸钠溶液，搅拌浸泡40min后，置于离心机中，以4000r/min的转速离心25min，收集沉淀，并用水清洗2次，得预处理魔芋淀粉，备用；取鸡羽毛，并用水清洗3次，将洗净的羽毛置于太阳下晾晒5h后，放置于粉碎机中粉碎35min，再过80目筛，得到羽毛粉，称取400g羽毛粉加入到盛有600mL质量分数为15%亚硫酸氢钠溶液的烧杯中，并将烧杯转入集热式磁力搅拌器中 ，调节温度为40℃，转速为300r/min，搅拌反应 12h，待反应结束后，将反应液转移至离心机中，以3500r/min的转速离心20min，收集沉淀，得到预处理羽毛；将上述预处理羽毛加入到烧杯中，再加入400mL质量分数为10%氢氧化钠溶液，并对其进行加热至75℃，保温2h后，停止加热，再加入5g活性炭，静置40min后，转移至离心机中，以4500r/min的转速离心15min，收集上层液；再将上述上层液、备用的预处理魔芋淀粉和三偏磷酸钠按质量比150:70:1， 混合均匀后置于灭菌罐中，控制灭菌箱温度为85℃，高温灭菌15min，得到发酵底物，并倒入发酵罐中，向发酵罐中加入发酵底物质量5%黑曲霉，在35℃、120r/min下密封发酵4天后，再加入发酵底物质量20%的琥珀酸酐，继续发酵2天，发酵结束，收集发酵液，并置于灭菌箱中，在85℃下灭菌10min，将灭菌后的物料过60目筛，收集过筛物；最后按重量份数计，称取40份上述过筛物、2份羧甲基纤维素、1份单十二烷基磷酸酯钾、1份十二烷基葡萄糖苷和0.3份聚二甲基硅氧烷，加入到烧杯中，并对其进行加热至60℃，搅拌20min后，停止加热，待其自然冷却至室温，即可得到高性能纺织浆料。
按质量比1:15，将本发明制备的高性能纺织浆料与水进行搅拌混合后，对其进行加热煮浆，控制温度为90℃，加热保温1h，得到保温浆液，再开启浆槽，对其进行预热25℃，控制预热温度为85℃，将需上浆的纱线分别通过浆纱机的瓷眼、张力盘和断纱自停装置，引入浆槽，穿过浸浆片以及上浆轮和压浆轮之间，再经过烘房，通过导纱钩，接着上槽筒绕在绕纱筒上，最后将上述保温浆液倒入预热浆槽中，开启运转开关开始浆纱即可。经检测，使用本发明制备的高性能纺织浆料渗透性好，上浆率达到19.5%，在纱线表面形成的浆膜断裂强度达到29.5N，断裂伸长率达到19%。
实例3
首先称取75g魔芋淀粉加入到烧杯中，并将烧杯置于冰水浴中，控制温度为2℃，再向烧杯中加入250mL质量分数为10%高碘酸钠溶液，搅拌浸泡45min后，置于离心机中，以4500r/min的转速离心27min，收集沉淀，并用水清洗3次，得预处理魔芋淀粉，备用；取鸡羽毛，并用水清洗4次，将洗净的羽毛置于太阳下晾晒6h后，放置于粉碎机中粉碎37min，再过90目筛，得到羽毛粉，称取450g羽毛粉加入到盛有650mL质量分数为15%亚硫酸氢钠溶液的烧杯中，并将烧杯转入集热式磁力搅拌器中 ，调节温度为42℃，转速为350r/min，搅拌反应13h，待反应结束后，将反应液转移至离心机中，以3700r/min的转速离心25min，收集沉淀，得到预处理羽毛；将上述预处理羽毛加入到烧杯中，再加入450mL质量分数为10%氢氧化钠溶液，并对其进行加热至77℃，保温2h后，停止加热，再加入7g活性炭，静置45min后，转移至离心机中，以4700r/min的转速离心17min，收集上层液；再将上述上层液、备用的预处理魔芋淀粉和三偏磷酸钠按质量比150:70:1， 混合均匀后置于灭菌罐中，控制灭菌箱温度为90℃，高温灭菌17min，得到发酵底物，并倒入发酵罐中，向发酵罐中加入发酵底物质量5%黑曲霉，在37℃、130r/min下密封发酵4天后，再加入发酵底物质量20%的琥珀酸酐，继续发酵2天，发酵结束，收集发酵液，并置于灭菌箱中，在90℃下灭菌12min，将灭菌后的物料过70目筛，收集过筛物；最后按重量份数计，称取45份上述过筛物、3份羧甲基纤维素、2份单十二烷基磷酸酯钾、2份十二烷基葡萄糖苷和0.4份聚二甲基硅氧烷，加入到烧杯中，并对其进行加热至65℃，搅拌25min后，停止加热，待其自然冷却至室温，即可得到高性能纺织浆料。
按质量比1:15，将本发明制备的高性能纺织浆料与水进行搅拌混合后，对其进行加热煮浆，控制温度为92℃，加热保温2h，得到保温浆液，再开启浆槽，对其进行预热27℃，控制预热温度为87℃，将需上浆的纱线分别通过浆纱机的瓷眼、张力盘和断纱自停装置，引入浆槽，穿过浸浆片以及上浆轮和压浆轮之间，再经过烘房，通过导纱钩，接着上槽筒绕在绕纱筒上，最后将上述保温浆液倒入预热浆槽中，开启运转开关开始浆纱即可。经检测，使用本发明制备的高性能纺织浆料渗透性好，上浆率达到20.0%，在纱线表面形成的浆膜断裂强度达到29.8N，断裂伸长率达到20%。

Claims (1)

1.一种高性能纺织浆料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）称取70～80g魔芋淀粉加入到烧杯中，并将烧杯置于冰水浴中，控制温度为0～5℃，再向烧杯中加入200～300mL质量分数为10%高碘酸钠溶液，搅拌浸泡40～50min后，置于离心机中，以4000～5000r/min的转速离心25～30min，收集沉淀，并用水清洗2～4次，得预处理魔芋淀粉，备用；
（2）取鸡羽毛，并用水清洗3～5次，将洗净的羽毛置于太阳下晾晒5～6h后，放置于粉碎机中粉碎35～40min，再过80～100目筛，得到羽毛粉，称取400～500g羽毛粉加入到盛有600～700mL质量分数为15%亚硫酸氢钠溶液的烧杯中，并将烧杯转入集热式磁力搅拌器中，调节温度为40～45℃，转速为300～400r/min，搅拌反应12～14h，待反应结束后，将反应液转移至离心机中，以3500～4000r/min的转速离心20～30min，收集沉淀，得到预处理羽毛；
（3）将上述预处理羽毛加入到烧杯中，再加入400～500mL质量分数为10%氢氧化钠溶液，并对其进行加热至75～80℃，保温2～3h后，停止加热，再加入5～8g活性炭，静置40～50min后，转移至离心机中，以4500～5000r/min的转速离心15～20min，收集上层液；
（4）将上述上层液、步骤（1）备用的预处理魔芋淀粉和三偏磷酸钠按质量比150:70:1，混合均匀后置于灭菌罐中，控制灭菌箱温度为85～95℃，高温灭菌15～20min，得到发酵底物，并倒入发酵罐中，向发酵罐中加入发酵底物质量5%黑曲霉，在35～40℃、120～150r/min下密封发酵4～5天后，再加入发酵底物质量20%的琥珀酸酐，继续发酵2～3天，发酵结束，收集发酵液，并置于灭菌箱中，在85～95℃下灭菌10～15min，将灭菌后的物料过60～80目筛，收集过筛物；
（5）按重量份数计，称取40～50份上述过筛物、2～4份羧甲基纤维素、1～3份单十二烷基磷酸酯钾、1～3份十二烷基葡萄糖苷和0.3～0.5份聚二甲基硅氧烷，加入到烧杯中，并对其进行加热至60～70℃，搅拌20～30min后，停止加热，待其自然冷却至室温，即可得到高性能纺织浆料。
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