CN1257188C - 一种四元复合变性的淀粉浆料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

一种四元复合变性的淀粉浆料及其制备方法和应用，本发明属于纺织品的浆纱处理用的浆料。本发明以淀粉为原料，经过氧化、酯化、接枝、交联多元变性过程，在耐腐蚀容器中，在酸、碱和热的作用下反应制得四元复合变性的新型淀粉浆料。该浆料同天然淀粉浆料、单一变性淀粉浆料和化学浆料相比，既能改善浆纱性能，提高浆纱质量，又能降低浆纱的成本。是一种纺织品浆纱用的良好浆料。

Description

一种四元复合变性的淀粉浆料及其制备方法和应用

技术领域

一种四元复合变性的淀粉浆料及其制备方法和应用，本发明属于纺织品加工用的浆料。

背景技术

浆纱是织布前的关键工序。上浆时，浆料在纱线表面形成保护性的浆膜或增加单丝间的抱合力而提高织物的耐磨性，从而提高经纱的可织性。浆料应具一定的粘着力、适当的粘度和粘度稳定性、易退浆等特点。通常，一种浆料单独使用是不能满足工艺要求的，一般要选择几种浆料按比例配合使用。

目前所用浆料主要有聚乙烯醇(PVA)类、丙烯酸类化学浆料和天然淀粉及变性淀粉三大类。前两类具有良好的上浆性能，尤其是对合成纤维及其混纺纱的上浆效果较为理想，但价格偏高，而且PVA会严重污染环境。天然淀粉资源充足，价格低廉，但上浆性能不如化学浆料。天然淀粉通过适当的变性处理，性能可得到改善，从而可较大比例替代化学浆料，主要有酸解、氧化、酯化、醚化、交联淀粉等。

当前，国际上用得最多的仍然是变性淀粉浆料，而且仍以酸解淀粉、氧化淀粉的用量最大。欧美主要国家所用的变性淀粉浆料中，酸解淀粉仍占80％以上。美国为了节省生产成本，主要是用不同规格的变性淀粉与聚乙烯醇混合的组合浆料。而欧洲仍然是使用以马铃薯为原料的变性淀粉与丙烯酸类浆料的混合浆。国内生产使用的纺织变性淀粉主要有酸解、氧化、酯化、醚化、交联淀粉。据报道，国内已有醋酸酯淀粉和接枝共聚淀粉应用于纺织浆纱上。

但经单一的变性处理，因其性能的局限性，有时还不能完全满足上浆的要求，所以需经多次变性处理得到复合变性淀粉。如氧化淀粉的耐热稳定性不能满足上浆要求时，可再经交联处理，提高其粘度稳定性；酸解淀粉浆膜脆裂，柔软性差，抗弯曲能力弱，需酯化处理等。二元变性淀粉在国内已有少量生产，部分满足了浆纱的要求，代替化学浆料PVA的比例较单一变性淀粉有所提高，但还不能高比例或完全取代PVA。为进一步提高淀粉的浆纱性能，将三种或三种以上变性方法有机的结合在一起生产变性淀粉，将会更有利于其上浆效果。但目前国内尚未见有这方面的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于将天然淀粉经过多元变性处理，提供一种四元复合变性的新型淀粉浆料，该浆料能大幅度替代化学浆料PVA，既能降低浆纱成本，又能改善浆纱性能，提高浆纱质量。

本发明的技术方案在于直接以淀粉为原料，在耐腐蚀容器中，在一定的酸、碱、热的作用下，进行氧化、酯化、接枝、交联多元变性，生成复合变性的新型淀粉浆料。

本反应的机理是淀粉经氧化后大分子变成小分子，同时引入羰基、醛基和阴离子基团羧基，酯化、接枝、交联后淀粉分子产生酯化基团和高分子化合物，从而使淀粉具有氧化、酯化、接枝、交联四种淀粉的特性，提高淀粉的使用价值，并可扩大淀粉的应用效果。

所述的四元变性淀粉浆料的制备方法，是以淀粉为原料，加水调配成约40％(w/w)的淀粉乳液，滴加氧化剂和酯化剂进行氧化—酯化反应，一次性加入接枝单体、引发剂和交联剂进行接枝反应和交联反应，反应物经洗涤、脱水、干燥，便可制得氧化—酯化—接枝—交联四元复合变性淀粉浆料。

氧化变性所用的氧化剂可以为次卤酸盐、高锰酸钾、过硫酸钾、过氧化物等。

酯化变性所用的酯化剂可以为醋酸酐、醋酸乙烯酯、醋酸等。

接枝变性所用的接枝单体可以为丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸甲酯等，引发剂可以为高锰酸盐、过硫酸铵、过硫酸钾等。

交联变性所用的交联剂可以为环氧氯丙烷、甲醛、三氯氧磷、三偏磷酸钠等。

制备工艺的基本配方(w/w)为：淀粉         100；

                           水           100～150；

                           氧化剂       5～15

                           酯化剂       1～5

                           接枝单体     1～4

                           引发剂       0.1～2

                           交联剂      0.3～3

主要反应工艺条件为：氧化剂、酯化剂采用滴加的方法，滴加时间在0.5～3h之间，可根据用户对产品性能的要求而定，接着一次性加入接枝单体、引发剂和交联剂，反应总时间控制在4～8h，反应温度在25～50℃之间，pH值控制在7.5～10.0之间，滴加和反应均在搅拌下进行，反应物经水洗涤、脱水机脱水、气流干燥得产品。

所述的四元复合变性淀粉浆料的应用，主要用于纺织品的浆纱处理用变性淀粉浆料。

本发明的浆料同现有的天然淀粉浆料和化学浆料相比，具有如下优点：

1、由于浆料是复合变性淀粉，可大幅度替代化学浆料PVA，使浆料的成本降低；

2、复合变性淀粉浆料同天然玉米淀粉浆料相比，具有渗透性好，水溶性好，粘度适中且稳定性好等优点，因而改善了浆纱的性能；

3、复合变性淀粉浆料的浆膜均匀，薄膜收缩及爆裂的可能性降低，水溶性好，易于退浆，对以后的染整工艺极为有利；

4、该浆料以淀粉为原料，不用或少用化学浆料，有利于用生物降解法消除浆液的污染，对环境保护有意义；

5、同化学浆料相比，省去预先浸泡的处理工艺，简化了浆料的调制，方便操作，减少了劳动强度，提高了生产效率。

附图说明

附图为四元复合变性淀粉浆料制备工艺示意图

具体实施方式

实施例1：

将1000克淀粉加水调浆成40％浓度，不断搅拌，加热至35℃，用稀碱调节pH7.5～10.0，加入氧化剂次氯酸钠80g，滴加时间55min，酯化剂醋酸乙烯酯35g，滴加时间35min，反应2h，再一次性加入接枝单体丙烯酸20g、引发剂过硫酸钾5g、交联剂三偏磷酸钠9g，再进行反应1.5h。反应过程中用稀酸或稀碱维持pH在7.5～10.0之间。反应结束后，用稀酸中和pH至6.5，洗涤、脱水、干燥得成品。

Claims (7)

1、一种氧化—酯化—接枝—交联四元复合变性淀粉浆料，其特征是应用了对淀粉加氧化剂和酯化剂进行氧化—酯化反应变性，再一次性加入接枝单体、引发剂和交联剂进行接枝反应和交联反应变性的四元复合变性的制备方法，使其同时具有氧化、酯化、接枝、交联变性淀粉的特性。

2、一种如权利要求1所述的四元复合变性淀粉浆料的制备方法，其特征是以淀粉为原料，加水调配成淀粉乳液，滴加氧化剂和酯化剂进行氧化—酯化反应，一次性加入接枝单体、引发剂和交联剂进行接枝反应和交联反应，反应物经洗涤、脱水、干燥，制得氧化—酯化—接枝—交联四元复合变性淀粉浆料；

以质量比的基本配方为：

                     淀粉      100

                     水        100～150

                     氧化剂    5～15

                     酯化剂    1～5

                     接枝单体  1～4

                     引发剂    0.1～2

                     交联剂    0.3～3

反应条件为：pH值为7.5-10.0，反应温度为25-50℃，总反应时间4～8小时，加料和反应均在搅拌下进行。

3、根据权利要求2所述的制备方法，其特征是氧化变性所用的氧化剂为次卤酸盐、或高锰酸钾、或过硫酸钾、或过氧化物。

4、根据权利要求2所述的制备方法，其特征是酯化变性所用的酯化剂为醋酸酐、或醋酸乙烯酯、或醋酸。

5、根据权利要求2所述的制备方法，其特征是接枝变性所用的接枝单体为丙烯酸、或丙烯酰胺、或丙烯酸甲酯，引发剂为高锰酸盐、或过硫酸铵、或过硫酸钾。

6、根据权利要求2所述的制备方法，其特征是交联变性所用的交联剂为环氧氯丙烷、或甲醛、或三氯氧磷、或三偏磷酸钠。

7、一种如权利要求1所述的四元复合变性淀粉浆料的应用，其特征是用于纺织品的浆纱处理。

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