變性淀粉的制備工藝及其對飼料品質(zhì)的改良作用_第1頁
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文檔簡介

1、變性淀粉的制備工藝及其對飼料品質(zhì)的改良作用1 引言淀粉是碳水化合物的主要貯藏形式,是動植物的重要能量來源之一。我國的淀粉資源十分豐富,有著巨大的應(yīng)用發(fā)展空間。天然淀粉不溶于水,其形成的淀粉糊易老化脫水,被膜性差,缺乏乳化力、耐藥性及機械性,這些缺點限制了天然淀粉的廣泛應(yīng)用。通過變性不僅可以改變天然淀粉原有的性質(zhì),還可以賦予其以新的功能特性,從而充分擴大其應(yīng)用范圍,變性淀粉已被廣泛地應(yīng)用于紡織、造紙、醫(yī)藥、化妝品、食品、飼料等行業(yè)。目前全世界的變性淀粉產(chǎn)量在500萬噸左右,而我國2000年產(chǎn)量僅約為35萬噸,具有關(guān)專家推測我國變性淀粉市場潛力至少在109萬噸以上,大力發(fā)展變性淀粉產(chǎn)業(yè)迫在眉睫。2

2、 變性淀粉的分類與特性    天然淀粉的可利用性取決于淀粉顆粒的結(jié)構(gòu)和淀粉中直鏈淀粉與支鏈淀粉的含量及比例,不同來源的淀粉具有不同的可利用性,現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用中天然淀粉的直接利用率十分有限。在淀粉所固有的理化特性基礎(chǔ)上,為改善淀粉的性能并擴大其應(yīng)用范圍,利用物理、化學或酶法處理(切斷、重排、氧化、或在分子中加入取代基)以改變原淀粉的天然性質(zhì),使其更適于一定應(yīng)用的要求,這些經(jīng)二次加工改變了性質(zhì)的淀粉產(chǎn)物稱為變性淀粉。    根據(jù)加工處理方式的不同,可將變性淀粉分為物理變性淀粉、化學變性淀粉、酶法變性淀粉與復合變性淀粉4類。淀粉物理變性方法包

3、括煙熏、預糊化、超高輻射、機械研磨、濕熱處理等;化學變性方法有醚化、酯化、氧化、交聯(lián)、熱解、接枝共聚、糖甙鍵水解等;酶法變性主要是用各種淀粉酶處理淀粉,如?琢淀粉酶、糖化酶、淀粉酶、異淀粉酶等;復合變性是采用兩種以上方法處理淀粉,如氧化交聯(lián)、酯化交聯(lián)等,采用復合變性方法得到的淀粉產(chǎn)物具有多種變性淀粉的共同優(yōu)點7。根據(jù)變性機理,淀粉變性所得產(chǎn)物又可分為淀粉分解產(chǎn)物、淀粉衍生物和交聯(lián)淀粉大類,其特性如表1。javascript:resizepic(this) border=0>3 變性淀粉的制備工藝    目前國內(nèi)外制備變性淀粉的生產(chǎn)工藝主要包括干法和濕法兩種,

4、濕法也稱漿法,即將原淀粉分散在水相或其它液相中,配成一定濃度的懸浮液,在一定溫度條件下與化學試劑進行氧化、酸化、酯化、醚化、交聯(lián)等反應(yīng)而生成變性淀粉;干法指原淀粉在少量水(通常在20%左右)或有機溶劑相中,直接與化學試劑混合發(fā)生反應(yīng)生成變性淀粉的方法。3.1 濕法工藝3.1.1 工藝流程圖javascript:resizepic(this) border=0>3.1.2 工藝過程    原淀粉在調(diào)漿時必須經(jīng)過計量,淀粉乳的計量先用波美劑測密度并測出淀粉乳的體積,然后計算出淀粉量,干淀粉的計量則直接用天平稱量或以袋計量并按化驗單計算淀粉中的絕干淀粉量;反應(yīng)是變

5、性淀粉生產(chǎn)最關(guān)鍵的工序,在攪拌的條件下把淀粉乳加入反應(yīng)器,同時進行升溫,調(diào)整pH值并按生產(chǎn)品種要求順序加入定量的各種化學品,用儀器分析測試反應(yīng)終點以適時終止反應(yīng),原料及其濃度、物料比、反應(yīng)溫度、時間和混合攪拌的程度均會影響反應(yīng)的最終結(jié)果;反應(yīng)結(jié)束后變性淀粉中會殘留未反應(yīng)的化學物質(zhì)和反應(yīng)副產(chǎn)物,這些雜質(zhì)的存在會影響產(chǎn)品質(zhì)量,必須通過洗滌將其除去;洗滌以后的變性淀粉乳濃度約為34%38%,需要經(jīng)過脫水以后才能干燥;與原淀粉相比,離心脫水以后的濕變性淀粉中含水量較高,干燥難度較大,根據(jù)工藝及產(chǎn)品類型的不同,可采用氣流、流化床或真空干燥機進行干燥。3.1.3 主要設(shè)備   

6、; 反應(yīng)罐,由罐體攪拌裝置、調(diào)溫裝置、監(jiān)測裝置、排氣裝置等部分組成;反應(yīng)器,可用常壓反應(yīng)器或耐壓反應(yīng)器;洗滌系統(tǒng),由調(diào)漿罐、分離機、旋流器、離心機等設(shè)備組成;脫水系統(tǒng),由離心機、壓濾機、精乳罐、回收液罐等設(shè)備組成;粉碎機;包裝計量器。3.2 干法工藝3.2.1 工藝流程圖javascript:resizepic(this) border=0>3.2.2 工藝過程    通常將化學藥品用水稀釋后常溫下與原淀粉在混合器或反應(yīng)器內(nèi)混合,混合系統(tǒng)中含水約40%,也可在混勻機里直接噴入化學藥品,混合均勻后進行預干燥;生產(chǎn)中一般采用氣流干燥器進行預干燥,將濕淀粉干燥至含

7、水分10%以下以防止糊化,然后送入反應(yīng)器進行反應(yīng);干法反應(yīng)的溫度較高(120160),要求固相反應(yīng)器有性能良好的加熱裝置,加熱多采用蒸汽或?qū)嵊停訜嶂髮a(chǎn)品快速冷卻;增濕設(shè)備是在攪拌條件下噴入霧化的水分,產(chǎn)品在達到商品變性淀粉的水分要求(含水量12%左右)后進入貯罐;干法反應(yīng)后的物料中會存在一些結(jié)塊產(chǎn)品,所以要通過一定孔目的篩子進行篩分,篩上少量的剩余結(jié)塊經(jīng)粉碎后重新進入篩分系統(tǒng)進行過篩。3.2.3 主要設(shè)備    混合器,可用雙螺旋混合器或錐型混合器等;固相反應(yīng)器,有真空反應(yīng)器、夾套式固相反應(yīng)器或氣固相反應(yīng)器等;粉碎機;冷卻裝置;振動篩;包裝計量器。4 變性

8、淀粉對飼料品質(zhì)的改良作用    由于變性淀粉具有許多獨特而優(yōu)良的理化特性,在近幾十年的時間里其被廣泛地應(yīng)用于紡織、造紙、醫(yī)藥、化妝品、食品、飼料等行業(yè)。變性淀粉對飼料品質(zhì)的改良作用可概括為以下幾個主要方面。4.1 附載飼料功能性成分    變性淀粉附載飼料功能性成分的作用可分為微膠囊化壁材的成膜作用、環(huán)狀糊精的包接絡(luò)合作用及微孔淀粉的吸附作用。    將目的物質(zhì)微膠囊化后用變性淀粉作壁材包被,經(jīng)動物口腔機械作用或腸溶性物質(zhì)溶解作用后釋放,可以有效保護在空氣中易氧化分解的不穩(wěn)定功能性物質(zhì)而不影響其消化吸收效

9、果,如DHA、EFA、VA、VE、番茄紅素、大豆磷脂及酶制劑等。    環(huán)狀糊精(CD)是由糖基轉(zhuǎn)移酶作用于淀粉生成的若干D-葡萄糖以?琢-1,4糖苷鍵合成的環(huán)狀寡糖,包括以6、7、8個葡萄糖分子組成的?琢-CD、-CD,-CD,效用以-CD的最佳。環(huán)狀糊精分子具有獨特的環(huán)狀空間結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)對酶、酸、堿、熱等穩(wěn)定,環(huán)狀空腔內(nèi)疏水,能與有機分子形成穩(wěn)定的包合絡(luò)合物。在飼料中使用環(huán)狀糊精能穩(wěn)定飼料營養(yǎng)成分,避免氧化、還原、熱分解和揮發(fā)反應(yīng);掩蓋飼料原料可能有的苦味和異味,提高飼料適口性;脫除膽固醇;防止飼料吸濕或潮解。   微孔淀粉是具有生淀粉酶

10、活力的酶,在低于淀粉糊化溫度下作用于原淀粉后形成的蜂窩狀多孔性淀粉。其表面布滿直徑為1?滋m左右的小孔,小孔由微孔淀粉表面深入中心,孔的容積約占微孔淀粉顆粒體積的50%,因而具有良好的吸附作用。微孔淀粉的吸附方式有兩種:當被吸附物質(zhì)為液態(tài)時,可將含有目的物質(zhì)的溶液噴霧到微孔淀粉顆粒表面,或?qū)⑽⒖椎矸垲w粒加入到含有目的物質(zhì)的溶液中,再過濾或離心分離出吸附了目的物質(zhì)的淀粉顆粒即可;當被吸附的物質(zhì)為固體時,將其與微孔淀粉顆粒直接高速混合即可。4.2 替代飼料脂肪    在高濃度乙醇(95%)的環(huán)境下,利用鹽酸(濃度約為36%)作用于淀粉鏈的非結(jié)晶區(qū),可得到具有合適屬性的

11、淀粉片段,即微晶粒淀粉基脂肪代用品。其粘度、乳化性及穩(wěn)定性與脂肪的相近,具有油狀、軟滑等模擬脂肪的感官特征。在滿足蛋白質(zhì)水平和能量水平的前提下,用其完全代替飼料中的脂肪或按一定比例與飼料脂肪結(jié)合可以提高畜禽胴體的瘦肉率。    Whistle對天然淀粉進行處理,如用雙功能團試劑三偏磷酸鈉、二羧酸衍生物等進行交聯(lián),或者吸附甲基纖維、聚乙烯乙醚等表面活性物質(zhì),或者酯化、醚化等化學鍵共價聯(lián)接以改變原淀粉流變學性質(zhì)和感官性質(zhì),然后粉碎成0.11.0?滋m的小粒,用于食品(飼料)部分或完全代替脂肪均可減少動物的熱量攝入。4.3 增強飼料粘性與穩(wěn)定性  &

12、#160; 變性淀粉分子中含有醇羥基(-OH)或羧基(-COOH)等親水基團,能與水發(fā)生水化作用。羥丙基(-CH2CH2CH2OH)、羧甲基(-CH2COOH)、磷酸根(-H2PO4)和醋酸根(CH3COO-)等基團的引入,削弱了原淀粉分子間的氫鍵作用,使水化作用進一步增強。因此大多數(shù)變性淀粉能在水中甚至是冷水中膨脹形成透明的糊液,糊液粘度大且穩(wěn)定性好,具有良好的增稠性能。所以,變性淀粉在改善水產(chǎn)飼料結(jié)構(gòu)與粘度方面具有良好的作用。如利用馬鈴薯三偏磷酸鈉交聯(lián)變性淀粉作鰻魚飼料粘合劑,可取得粘度大、易消化、富營養(yǎng)、透明、無毒的理想效果。    而且磷酸根和羧基等官能團

13、的引入還阻礙了變性淀粉分子間氫鍵縮合脫水能力,使淀粉在室溫或低溫保藏時不回生,從而有效避免了飼料凝沉,提高了飼料在保藏過程中的穩(wěn)定性。酸性基團的引入和強化學鍵和作用還可使變性淀粉在高溫、高剪切力和低pH值條件下亦能保持較高的粘度穩(wěn)定性。同時交聯(lián)變性淀粉應(yīng)用于飼料中可以增加飼料的抗機械破碎能力,提高飼料品質(zhì)。 5 結(jié)語    變性淀粉具有許多優(yōu)良的特性,在飼料工業(yè)中有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。雖然我國是一個農(nóng)業(yè)大國,有著豐富的淀粉資源,但關(guān)于變性淀粉在飼料中應(yīng)用的研究起步較晚,還有許多工作需要進一步深入。國外關(guān)于此方面的究也還處于初級階段,且主要集中在輕工、醫(yī)藥等領(lǐng)域。因此

14、,加深對變性淀粉理化性質(zhì)的研究,簡化變性淀粉的制備工藝,降低產(chǎn)品成本,拓寬變性淀粉的應(yīng)用范圍是目前我國飼料科研工作者的當務(wù)之急。我國變性淀粉總產(chǎn)量從1995年的8.08萬噸發(fā)展到1999年的16.45萬噸。四年平均遞增率為19.45%。2000年全國變性淀粉總量35萬噸左右,超額完成“九五”規(guī)劃30萬噸的指標。全國淀粉工業(yè)“十五”發(fā)展設(shè)想變性淀粉70萬噸。變性淀粉的生產(chǎn)將成為淀粉工業(yè)、精細化工產(chǎn)業(yè)的主要支柱。但是我國變性淀粉年使用量只是美國的十分之一不到(美國1994年變性淀粉使用量已有220萬噸),如按人均年使用量,僅是美國的幾十分之一。 中國紡織使用變性淀粉作漿料的絕對量將會大大高于美國的

15、比例。據(jù)紡織學會預測,2000年我國紡織變性淀粉使用已超過8萬噸。 綜上所述,國際和中國其他各行業(yè)對變性淀粉的發(fā)展顯示了強勁而樂觀的勢頭。但在我們紡織界對變性淀粉漿料應(yīng)用出現(xiàn)了一些“奇怪的現(xiàn)象”。認為變性淀粉漿料并沒有什么優(yōu)越性,有的變性淀粉漿料還不如用原淀粉加分解劑(現(xiàn)在有的稱為改性劑等等。分析當前紡織界現(xiàn)用的變性淀粉漿料看來也是亟為需要了。   (二)、淀粉變性的基本方法 變性淀粉是以天然淀粉為主要原料,依據(jù)它的化學結(jié)構(gòu)上的羥基和甙鍵的化學活潑性,采用化學法或物理法或生物方法進行變性處理,以改變原淀粉的物理、化學特性。目前,全球生產(chǎn)的變性淀粉產(chǎn)品,采用化學法生產(chǎn)的約占80%;物理

16、法約占14%,其余為生物法生產(chǎn)的。  .化學法生產(chǎn)變性淀粉的生產(chǎn)工藝,又分為液相反應(yīng)工藝(又稱濕法工藝)和固相反應(yīng)工藝(又稱干法工藝),每種工藝各有自己的產(chǎn)品和特點。 在經(jīng)紗上漿應(yīng)用時,它們之間也有明顯差別。.物理法生產(chǎn)變性淀粉目前主要是預糊化淀粉,生產(chǎn)過程中沒有添加化學物質(zhì)也沒有進行化學反應(yīng),不改變原淀粉化學結(jié)構(gòu),只是通過物理的方法,達到改變原淀粉的某些特點。需要設(shè)備的投資費用很高。 .生物法生產(chǎn)變性淀粉目前有酶淀粉、麥芽糊精等幾種,品種較少,主要是相應(yīng)酶的發(fā)掘工作有待加快。預計隨著生物工程進步,這類產(chǎn)品品種會日益增加5。 綠色漿料的必備條件和變性淀粉漿料的綠色§3綠色漿

17、料     在我們經(jīng)紗上漿工序中,綠色問題也應(yīng)該提到議事日程。在78億美元紡織品回銷中,有我們漿料和輔助漿料應(yīng)用的問題。PVA是一個生物降解性很差的漿料;某些漿料生產(chǎn)過程中,使用含甲醛類物質(zhì)也時有發(fā)生;五氯苯酚、2-萘酚等防腐劑的應(yīng)用也不少見。以及能源的消耗、水源的耗用,漿紗車間更是紡織廠的大戶。 綠色漿料,應(yīng)能通得過我國的生態(tài)紡織品HJBZ30-2000 標準(即:國際的Oko-Tex-Standard 100 標準)檢測后,取得生態(tài)標志的漿料。從現(xiàn)時的國內(nèi)市場上漿料商品來看,從名義上來說有不少,特別是在變性淀粉漿料和丙烯酸類漿料中的產(chǎn)品;但能稱得上名

18、符其實的綠色漿料,經(jīng)得起生態(tài)標志檢驗的,似乎為數(shù)并不多。而識別它們、了解和掌握它們。對我們上漿工作者而言,恰恰是今后一個相當重要的技能了。 具體說來,綠色漿料除了性能上和應(yīng)用上需滿足經(jīng)紗上漿的工藝與技術(shù)要求外,必需符合下列幾條: (1) 在成份中應(yīng)該不含環(huán)境標志列出的不應(yīng)有的物質(zhì); (2) 在上漿時不應(yīng)散發(fā)出“有害氣體”和有害揮發(fā)物; (3) 退漿廢液應(yīng)有高的生物降解性或易被分解處理; (4) 退漿煮練后的坯布上應(yīng)該不含甲醛等有害、有毒物質(zhì); (5) 所耗的能量、水量應(yīng)盡可能少; 以下從綠色角度,對常用的三大漿料、新漿料開發(fā)作一個探討和分析。一、漿料的綠色問題 近年來,在新漿料的開發(fā)與研究方面

19、,可以說進展不大,估計在今后一段較長時間內(nèi),也不會有驚人的新漿料出現(xiàn)。當前,主要是探討如何減少漿用材料的化學污染,市場上出現(xiàn)的所謂“綠色漿料”時髦名稱,就是一個直接反映。另一個重要動向是改進與完善現(xiàn)有漿料的上漿性能與環(huán)保問題。因此,現(xiàn)在國內(nèi)外主要使用的仍然是變性淀粉、聚乙烯醇和丙烯酸類三大類漿料。但在品種發(fā)展與上漿性能的提高方面做了很多工作,有的有了明顯的特點和優(yōu)勢。價格差異也在拉開,例如國內(nèi)的氧化淀粉一般是2600元左右/噸,而有的工廠就是賣4000元/噸,照樣有銷路,這就是市場經(jīng)濟中的質(zhì)量優(yōu)勢。 經(jīng)紗上漿為我國紡織工業(yè)的發(fā)展曾作出過,并仍將會作出新的貢獻。表4是對我國漿料應(yīng)用的簡略回顧,由

20、表4可見:無論在提高紡織工業(yè)生產(chǎn)水平、或在克服我國當時經(jīng)濟困難、或在T/C“的確良”投入我國市場的各個時期,都起過重要作用。 表4:五十年代以來我國漿料發(fā)展的回顧 年 代 漿 料 的 主 要 發(fā) 展 1954年以前 天然淀粉的生物發(fā)酵法,海藻膠,動物膠 1954年 全國清鋼漿會議-化學分解法-2321市布的上漿率由16%降到8% 1960年 T/C滌棉紗上漿使用-PVA+玉米淀粉+CMC 1960年代 “上漿不用糧”-各種代用漿料:CMC,橡子粉,田菁膠,膨潤土_. 1970年代 主要使用PVA,也開始使用丙烯酸類漿料(甲酯漿,酰胺漿) 1981、1982 四川內(nèi)江和成都會議-注意變性淀粉漿料

21、的開發(fā) 1984年后 氧化淀粉開始用于上漿;酸解淀粉,各種變性淀粉漿料絡(luò)續(xù)推向市場 1990年后 各種各樣的變性淀粉漿料,和各種各樣的丙烯酸類漿料,變性PVA等     國外每年漿料的耗用量已超過六十萬噸(不包括中國)。我國現(xiàn)有各種織機約110萬臺,其中棉織機占80%左右(絲織機約占15%)2,每年漿料耗用量在三十萬噸以上。特別是高速無梭織機每年以一萬臺的速度在遽增,更促進了漿料的發(fā)展??梢哉f漿料已是紡織工廠的第二大的耗用原材料,歷來為紡織界所重視。 但當前國內(nèi)漿料市場情況是:數(shù)量上仍處于“供大于求”;從三大漿料的現(xiàn)狀與發(fā)展來看:今后主要任務(wù)是對它們的性能與規(guī)格的完善與強化

22、。      二、    變性淀粉漿料:   (一)、國內(nèi)外變性淀粉基本情況: 對工業(yè)生產(chǎn)者來說,原淀粉無疑是一個綠色原料,它將會有更大發(fā)展。世界淀粉年產(chǎn)量已超過4700萬噸。美國已超過1600萬噸,其主要品種是玉米淀粉,由于美國淀粉原料基地連片集中,淀粉廠的規(guī)模大,一般年生產(chǎn)能力都在數(shù)十萬噸。美國以淀粉原料制造許多新材料,對淀粉的需求日益增長,所以淀粉工業(yè)的發(fā)展很快。 法國、德國、英國、荷蘭等國的淀粉廠一般都有幾十種產(chǎn)品,有的甚至有一、二百種產(chǎn)品,如荷蘭艾維貝公司生產(chǎn)200多種品種。日本的淀粉工業(yè):起步較晚,發(fā)展

23、快。 泰國淀粉工業(yè):近年發(fā)展很快,是后起之秀,全國有50多家淀粉廠,淀粉年產(chǎn)量達150萬200萬噸,其中有一半出口3。 表5:世界淀粉總產(chǎn)量(2000年) 國 家 或 地 區(qū) 淀粉年產(chǎn)量 (萬噸) 美 國 1600 西 歐 450 日 本 250 泰 國 180 中 國 550 其 它 1670 世 界 總 產(chǎn) 量 4700 世界玉米深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要特點:產(chǎn)量逐年增加,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定。生產(chǎn)工藝、技術(shù)裝備日趨先進?,F(xiàn)代玉米深加工產(chǎn)業(yè)廣泛地采用了生物技術(shù)和電子智能技術(shù)等一系列高新技術(shù),技術(shù)成熟度高,工藝先進性強,技術(shù)創(chuàng)新已成為玉米深加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展的靈魂和競爭的原動力; 企業(yè)集約化程度不斷提高,

24、加工品種日趨多樣化。 國玉米產(chǎn)量超過億噸,僅次于美國,占世界玉米產(chǎn)量的21。其他如小麥、木薯等產(chǎn)量也十分可觀,淀粉產(chǎn)量增加得很快,已超過500萬噸(表6);根據(jù)中國食品工業(yè)“十五”規(guī)劃,淀粉總產(chǎn)量要達到700萬噸。全國年產(chǎn)千噸以上的淀粉工廠現(xiàn)有300多家,其中年產(chǎn)萬噸以上的淀粉廠有近60家。全國最大的11家年產(chǎn)5萬噸以上。表6說明了我國變性淀粉的發(fā)展勢頭非常好4。 表6:歷年國內(nèi)淀粉總量在增加:(單位:萬噸) 年 份 1979 1995 1996 1997 1998 1999 2000 淀粉產(chǎn)量 25 260 264 284 358 470 550 原淀粉是一個很容易被生物降解的天然材料,是一

25、個實實在在的綠色原料。因此在制取變性淀粉漿料時,應(yīng)該也必需注意它的環(huán)境保護問題,要保持它的綠色特點。例如在制取酸解淀粉時注意產(chǎn)品的酸堿度(即pH值),制取其它變性淀粉時都應(yīng)注意不把污染成份殘留在變性淀粉產(chǎn)品中,因此亟需要篩選變性用的試劑、和改進變性方法等等。 表7:我國變性淀粉實際使用量 應(yīng)用的 工業(yè)部門 1996年實際銷售量 (萬噸) 預計2005年需求量 (萬噸) 造紙工業(yè) 8.0 2030 紡織工業(yè) 5.5 1013 飼料工業(yè) 4.0 810 食品工業(yè) 0.5 1416 醫(yī)藥工業(yè)   24 鑄造工業(yè)   34 淀粉塑料   1012 其他工業(yè) 3.0 58

26、總計 21 72100 在紡織漿料中所用的變性淀粉漿料主要是以化學變性方法制取的。因此,所用的變性試劑的純度和有害物質(zhì)的存在,應(yīng)是漿料制造者所必需考慮的新問題,例如:交聯(lián)淀粉不能再使用含甲醛的交聯(lián)劑;磷酸酯淀粉所用的磷酸鹽,就應(yīng)注意它的有害金屬的含有量等等。 當前,國際上紡織漿料中用得最多的仍然是變性淀粉漿料。美國為了節(jié)省勞動成本,他們主要是用不同規(guī)格的變性淀粉與聚乙烯醇混合的組合漿料形式。 而歐洲仍然是使用以馬鈴薯淀粉為原料的變性淀粉與丙烯酸類漿料的混合漿。歐美主要國家所用的變性淀粉漿料中,酸解淀粉仍占80%以上。 最近有報導美國正在研究一種CPI淀粉(Corn Protein Isolat

27、e Starch)6。這實質(zhì)上是用化學上的離析法除去玉米中的蛋白質(zhì),使所得到的玉米淀粉顆粒保持高度完整,很少有破碎的顆粒。是屬于被復性漿料,雖則浸透性差,但所漿的紗的耐磨性較好,能顯著地增進紗線的表面性能。但主要用在中支、低支棉紗等上漿。歐洲有些國家正在使用支鏈含量高的馬鈴薯酸解淀粉(商業(yè)上稱之為“轉(zhuǎn)基因馬鈴薯淀粉”)作為T/C混紡紗的混合漿料組份。主要著眼于支鏈淀粉有較高的粘附性,已有這類商品推銷到我國。 我們的看法是:從本質(zhì)上來說,這二類淀粉不經(jīng)過進一步的變性處理的初級產(chǎn)品,它們在經(jīng)紗上漿性能上并沒有什么突出之處。 國內(nèi)經(jīng)過近廿年的開發(fā)研究和生產(chǎn)工廠實際使用,變性淀粉漿料的品種幾乎已是“應(yīng)

28、有盡有”了,它的產(chǎn)量也已十分可觀,對紡織用的變性淀粉基本上已趨于供大于求,紡織廠也已積累了豐富的使用經(jīng)驗。但是存在問題也不少:質(zhì)量和性能不穩(wěn)定,規(guī)格較單調(diào);也出現(xiàn)以次充優(yōu),用假冒“真”等等問題。7 變性淀粉漿料的性能問題:我國自1984年第一個氧化淀粉正常地用于經(jīng)紗上漿后,這二十年來的紡織廠生產(chǎn)上廣泛使用,已積累了豐富經(jīng)驗,事實證明了質(zhì)量正常的變性淀粉漿料確實比原淀粉好。 (三)、常用變性淀粉漿料的綠色問題 .酸解淀粉:常用的是鹽酸作為試劑,它應(yīng)該用正規(guī)的工業(yè)用品級。對最終產(chǎn)品的pH值應(yīng)有恰當?shù)目刂?,保持?7范圍。 .氧化淀粉:所用的次氯酸鈉,在氧化后,對氯的漂洗應(yīng)盡可能徹底。不使用含有甲醛

29、的物質(zhì)作穩(wěn)定熱粘度材料,應(yīng)該改進氧化工藝方法來穩(wěn)定它的粘度8。 .交聯(lián)淀粉:過去市場上商品,常用甲醛作交聯(lián)劑,在成品中會含有超標值的甲醛量,這對人體健康極有害。應(yīng)該用其它的多官能團物質(zhì)作交聯(lián)劑(例如:氯丙醇、尿素等)。 .磷酸酯淀粉:工業(yè)用的磷酸鹽中,含有一定量的各種重金屬鹽,要求它們的含量越低越好。市場上磷酸酯淀粉,常用干法生產(chǎn)的,因此這些組份都殘留在成品中,也很易帶到織物上。無論從綠色觀點,還是從紡織廠經(jīng)紗上漿的技術(shù)角度來看,都希望用濕法生產(chǎn)的磷酸酸淀粉作為漿料。 .尿素淀粉:市場上又稱“酰胺淀粉”或“氨基甲酸酸淀粉”,它是以尿素為試劑,通過高溫焙烘,將酰胺基團接于淀粉的羥基上(注:市場上

30、有的商品,也有不經(jīng)高溫焙烘,只是簡單混合,依靠煮漿時發(fā)生一些轉(zhuǎn)化與降解,這種產(chǎn)品的含氮量很低,性能變化不大)。關(guān)鍵也是尿素的質(zhì)量與純度,也達到綠色的標準要求。 .羧甲基淀粉(CMS);在溶媒法制造時,應(yīng)該用乙醇作溶劑,卻勿用甲醇。在粗制品中會含有大量氯化鈉,這對織造和織物后整理很不利。 .其它的所謂“雙變性”、 “多變性”、“復合變性”商品,它們的變性機理都是使用上述的二種或多種變性試劑制成的。 .近年國內(nèi)市場上的“淀粉改性劑”或“淀粉催化劑”,大多是磷酸鹽、尿素之類物質(zhì)(少數(shù)商品中含有少量的淀粉酶)。因此主要是對淀粉的分解作用,也伴隨有少量的交聯(lián)。至于能制取淀粉醚或淀粉酯、或接枝淀粉的說法從

31、淀粉化學結(jié)構(gòu)的基本原理來說是相違背的,也即不可能的。但因它具有一定的分解和交聯(lián)作用,在一般品種使?jié){用,當然是可能的(類似于酸解淀粉等的使用)。 (四)、對今后發(fā)展變性淀粉漿料的建議 從今后紡織產(chǎn)品發(fā)展和適合我國國情來看,尤其作為綠色漿料的開發(fā),變性淀粉漿料有它廣闊的前景。除了對上述的常用變性淀粉漿料穩(wěn)定質(zhì)量、優(yōu)化變性深度,維護好它的綠色之外,為了更好適應(yīng)細支高密、各種新型纖維的織造要求,今后更應(yīng)宜密切注意這二個變性淀粉漿料:醋酸酯淀粉和接枝淀粉。 雖然,這二個變性淀粉漿料現(xiàn)時在國內(nèi)市場上還存在一定問題,也有著不同的看法,這并不奇怪。但卻不能扼殺它們,而是說明有待改進之處,真誠希望大家關(guān)心與完善

32、它們。特別是不要因為國外還沒有在紡織上應(yīng)用(接枝淀粉),而有所妄自菲薄。 1、醋酸酯淀粉 它是由淀粉與冰醋酸、或醋酸乙烯酯生成的酯化淀粉。它的主要特點是膠體的易分散性與穩(wěn)定性,同時也能調(diào)節(jié)它的適應(yīng)性,以供各種纖維的上漿需要。由化學結(jié)構(gòu)式可知:在淀粉大分子鏈上引入了一個醋酸根的基團,這是一個疏水性的官能團。顯然,這類變性淀粉對疏水性的合成纖維會有良好的粘附力,它可以成功地用于這類纖維及其混紡紗的上漿。一般淀粉醋酸酯取代度(DS)在0.01 0.2之間,作為經(jīng)紗上漿用的取代度以0.08 1.00之間為宜9。目前國內(nèi)市場上這類商品的取代度過低,發(fā)揮不出它的特點。 O CH2O-CCH3C -O H

33、HH C C HO OHH - O- C -CHOH 它在滌/棉混紡紗上漿中,與PVA混合使用,其比例可在30%50%之間;也可與丙烯酸類漿料混合使用;淀粉醋酸酯也可作為主體漿料使用(混合比可大于50%),具有良好的貼伏毛羽的效能,很適宜于噴氣織機織造的要求。它的優(yōu)越性猶待進一步認識。 2、接枝淀粉: 這是新一代的變性淀粉漿料。這漿料在我國曾“熱”了幾年,最近有所沉寂。其原因是它的制造過程中對工藝參數(shù)的控制范圍很嚴格,稍一波動,得到的產(chǎn)品成份和應(yīng)用性能會有很大變化。前幾年有好幾個省有過這種商品生產(chǎn),但紡織廠使用效果很不理想。有些生產(chǎn)廠自己也不得不承認,它的產(chǎn)品并沒有發(fā)生接枝共聚。導致有些人認為

34、它沒有什么特色。但在我國西部有一個漿料廠卻生產(chǎn)和銷售得都很不錯。應(yīng)該是一個很好的綠色漿料,它仍保持了淀粉容易被生物分解的特點,退漿廢液處理很方便。 一般的變性淀粉是在淀粉大分子上引入一個基團或一個單體;而接枝淀粉是在淀粉大分子鏈上引入一個有一定聚合度的接枝鏈,因此它的性能有更顯著的變化。它的實用意義是使價格低廉、來源較廣的天然淀粉與上漿性能優(yōu)良的化學漿料優(yōu)越性結(jié)合在一起,互取兩者之長,互補彼此之短。從而提高淀粉的使用價值和擴大應(yīng)用范圍,使這類變性淀粉漿料用于疏水性的合成纖維上漿,以期少用或不用化學漿料10。 接枝淀粉是以淀粉為主體,通過化學或物理方法,使某些烯烴類物質(zhì)(單體)以一定聚合度的分子

35、的接枝聯(lián)接到淀粉的大分子上,或以某些低聚物用一定的方法聯(lián)接到淀粉大分子上。接枝淀粉的化學結(jié)構(gòu)模型可表示如下: 接枝淀粉:-AGU-AGU-AGU-AGU-AGU-AGU-AGU-| m-m-m-m-m- m-m-m-m-m-   式中:AGU-原淀粉的葡萄基環(huán) m-單 體 由此可見,這種變性方式對淀粉原有性能有了很大的變化。在選釋接枝單體時,應(yīng)考慮它的均聚物對經(jīng)紗上漿的效用。接枝到淀粉上的單體數(shù)量也有一定限度,絕不是越多越適用。從接枝共聚機理來說,接枝率不可能很高。當前優(yōu)良的接枝淀粉漿料已經(jīng)能作為主體漿料使用。在T/C混紡紗上漿,使用比例可在70%80%,其他的化學漿料用量比例20%

36、 30%。顯然,進一步對所用單體的篩選、接枝工藝的優(yōu)化,它的上漿性能還能得到更好的發(fā)揮。今后,也完全有可能可作為單組份漿料直接上漿。 現(xiàn)代紡織上漿系列之八(上)變性淀粉漿料的種類和基本特性周永元2003-09-01一、 淀粉和變性淀粉的產(chǎn)銷概況淀粉作為經(jīng)紗上漿的主要漿料,已有悠久歷史。我國元朝(公元1300年前后)已采用小麥粉作為漿料。1890年"上海機器織布局"(中國第一家紡織工廠)也以發(fā)酵的小麥粉作為經(jīng)紗上漿的漿料。國外在1821年已使用糊精作為漿料,同期也出現(xiàn)了淀粉制造工業(yè),最初是以小麥淀粉為主,不久,其他淀粉也有生產(chǎn)與應(yīng)用。 盡管植物界中存在著含淀粉的大量品種,但能

37、用于工業(yè)上的品種卻并不多。主要為玉米、馬鈴薯、小麥、甘薯、木薯等。玉米具有高產(chǎn)、種植地區(qū)廣、淀粉含量高、副產(chǎn)品的品種多、經(jīng)濟價值高,又易于運輸和貯存,加工廠不受季節(jié)和地區(qū)限制,可全年生產(chǎn)的優(yōu)點,有許多優(yōu)良性能(粘度較穩(wěn)定等等)。因此,全世界的淀粉產(chǎn)量中,玉米淀粉占70%以上,在美國95%以上的淀粉來自玉米,而在歐洲以馬鈴薯為主,泰國、巴西等國主要是木薯淀粉,在我國南方木薯淀粉也發(fā)展得較快。小麥淀粉過去用得較多,前20年有所回落,但近幾年來,小麥淀粉的用量在上升,主要是用于無碳復寫紙的新用途發(fā)展。全世界和主要幾個國家的淀粉和變性淀粉的近年產(chǎn)量情況,見表1。由表可見,我國的淀粉工業(yè)的規(guī)模還較小,尤

38、其是變性淀粉的產(chǎn)量太低了。 表1 淀粉產(chǎn)量概況(2000年) 國 別 原淀粉產(chǎn)量 (萬噸) 變性淀粉產(chǎn)量 (萬噸) 全世界 4700 700 中國 550 35 美國 1600 260 歐共體 450 100 日本 200 30 淀粉是天然高分子化合物,屬于多糖類物質(zhì),存在于某些植物的種子、塊莖、塊根或果實中。從植物塊莖、塊根提取的淀粉稱為根淀粉,如馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉及木薯淀粉等;從植物種子或果實中提取的淀粉稱為種子淀粉,如小麥淀粉、玉米淀粉及橡子淀粉等。淀粉對親水性的天然纖維有較好的粘附性,也有一定的成膜能力,基本上能滿足這些纖維的上漿要求。淀粉的資源豐富、價格低廉,在紡織經(jīng)紗上漿中的應(yīng)用

39、已積累了豐富的經(jīng)驗。但其上漿性卻不能令人十分滿意,常需用各種輔助漿料加以彌補。運用物理或化學方法使淀粉變性,或與其他漿料混合使用,可提高淀粉的上漿效果并擴大其使用范圍。淀粉漿的退漿污水對環(huán)境污染程度較其他化學漿料低。因此,當前在各種漿料中,淀粉及變性淀粉仍占著最大比例(為65%70%)。 我國變性淀粉設(shè)備的總生產(chǎn)能力: 70萬噸/年(2001年實際產(chǎn)量是35萬噸)。按生產(chǎn)方法分:化學變性淀粉方法生產(chǎn):23萬噸/年;預糊精化方法生產(chǎn):10萬噸/年;其他方法生產(chǎn):2萬噸/年。1996年我國變性淀粉實際銷售量:21萬噸;2000年為35萬噸,其中:主要用于下列各工業(yè)部門(表2)。總體說來,我國變性淀

40、粉仍處于初期發(fā)展階段,它的前景寬廣。預計到2010年將突破100萬噸,變性淀粉的生產(chǎn)將成為淀粉工業(yè)、精細化工產(chǎn)業(yè)的主要支柱。   上一節(jié):綠色漿料、環(huán)保漿料和生態(tài)漿料下一頁  四、常用的變性淀粉漿料的基本特性A、酸解淀粉:酸解淀粉也叫酸化淀粉。在國際上也有多種名稱:酸轉(zhuǎn)化淀粉(Acid Conversion starch)或酸變性淀粉(Acid Modified Starch),但在工業(yè)上常稱為易煮淀粉(Thin Boiling Starch)。酸解淀粉已有很久歷史,早在1886年就有用鹽酸處理天然淀粉。主要是利用酸對淀粉大分子分解得到的產(chǎn)物。現(xiàn)在工業(yè)上有各種流度的酸變性淀

41、粉,應(yīng)用于許多行業(yè)。美國的變性淀粉消耗量中,70%是酸解淀粉。研究與探索這類變性淀粉的主要目的有兩:(1)降低粘度,以增加工業(yè)上可應(yīng)用的濃度范圍;(2)改變流變性能,以擴大淀粉在工業(yè)上應(yīng)用的功能性,例如轉(zhuǎn)化成果糖與糖漿,以制取凝膠堅實度及凝膠斷裂強度恰到好處的膠姆糖的原料。 B、氧化淀粉氧化淀粉是最普通的變性淀粉之一,它與天然淀粉比較顏色潔白,容易糊化,漿液粘度可有很大范圍調(diào)節(jié),且粘度穩(wěn)定性較高,透明性、成膜性和膠粘性強,成本較低。在造紙、紡織、食品和其他工業(yè)上已有廣泛應(yīng)用。淀粉大分子中的羥基與甙鍵是氧化作用的主要內(nèi)在因素。按氧化劑對淀粉作用形式,可分為:專一性氧化劑及隨機性氧化劑兩類。專一性

42、氧化劑只能氧化淀粉大分子中的特定部位,例如高碘酸只能氧化C2及C3上的仲醇基,生成的產(chǎn)物叫雙醛淀粉。隨機性氧化劑可在淀粉大分子的有關(guān)部分隨機發(fā)生氧化,例如次氨酸鹽、過氧化氫等。工業(yè)上常用的氧化方式是以次氯酸鈉或次氯酸鈣作氧化劑,紡織工業(yè)常用的主要是次氯酸鈉。次氯酸鈉是在冷的氫氧化鈉水溶液中緩慢地通入氯氣制得。若溫度過高(超過30)會使次氯酸鹽轉(zhuǎn)化成氯化鹽,喪失氧化效能。302NaOH 十 Cl2 NaClO 十NaCI 十 H2O (OH)NaClO NaCl O在氧化淀粉的化學結(jié)構(gòu)中,不僅切斷了某些甙鍵,使分子量降低;而且還引入了其他官能團(羧基),使它具有另一些獨特性能。羧基含量常作為氧化

43、淀粉變性深度的一個指標。主體漿料中應(yīng)用:在細支高密純棉紗、苧麻紗等上漿中氧化淀粉可作主體漿料應(yīng)用。漿紗物理機械性能及織造性能都較相應(yīng)的原淀粉為好。在上漿成本方面,顯然比用天然漿要高一些,但從總的紡織廠經(jīng)濟效益來說,不一定低。混合漿料中應(yīng)用:氧化淀粉與PVA、聚丙烯酸酯類合成漿料有較好的相容性,常將它們混合使用。適用于滌棉、滌/粘、滌毛等混紡紗上漿,并可彌補純合成漿料的再粘性及價格貴等的缺點?;旌媳瓤蓮牡捅壤?0%氧化淀粉與90%PVA到高比例的70%與30%。當氧化淀粉混合比例低于30%40%時,退漿方法可以按合成漿料的退漿工藝,不需要另外的酶退漿。 C、交聯(lián)淀粉從化學角度來看,淀粉實質(zhì)上也

44、是一個多元醇的多羥基化合物。眾所周知,羥基是一種化學活性較高的官能團,它可與許多化合物發(fā)生多種化學反應(yīng),例如:酸酐、環(huán)氧化合物、烯烴類化合物及含鹵素的有機化合物等。在這些化學品中若含有兩個或兩個以上能與羥基反應(yīng)的基團時,則就存在著可與淀粉分子上兩個不同羥基反應(yīng)的可能性,結(jié)果在同一分子或不同分子上的羥基之間形成交聯(lián)。交聯(lián)淀粉就是通過與雙官能團或多官能團試劑的反應(yīng),使不同淀粉分子的羥基聯(lián)結(jié)在一起,所制得的產(chǎn)物。如前所述,交聯(lián)淀粉的交聯(lián)試劑有多種,具體制取方法也有顯著不同。其中以醛類交聯(lián)鍵為最老、較成熟。但近幾十年來,交聯(lián)淀粉的技術(shù)文獻中幾乎都是使用含有各種雙官能團或多官能團化合物的專利。其中以已二

45、酸-醋酸混合酐制成雙淀粉已二酯;磷酰氯或三偏磷酸鈉制成雙淀粉磷酸酯;3-氯-1,2-環(huán)氧丙烷得到雙淀粉甘油醚也甚為廣泛。 在經(jīng)紗上漿中應(yīng)用主要著眼于,它的優(yōu)良的粘度穩(wěn)定性及耐熱性。粘度穩(wěn)定保持了前后上漿質(zhì)量的恒定;耐熱性可使每缸漿有更長的使用時間,每次調(diào)漿量可多一些,方便了調(diào)漿操作。低交聯(lián)度的變性淀粉主要適用于苧麻紗上漿及低支棉紗上漿,即用在要求以被覆性為主的紗線上漿。例如苧麻細布及粗斜紋棉布的經(jīng)紗上漿,具有穩(wěn)定的粘度,較柔軟的薄膜。這種變性淀粉也可用于與低粘度、高流動性的合成漿料混合使用,作為各種纖維的混紡紗上漿。例如與聚丙烯酸酯類漿料或與水分散性聚酯漿料混合,作為滌棉紗、滌麻紗及滌粘紗等上

46、漿。D、 羧甲基淀粉(Carboxyl Methyl Starch)常簡稱為 CMS,系英文名稱的縮寫。由于它的水溶性、增稠性及無毒性,已在許多工業(yè)部門得到了應(yīng)用,特別是為食品工業(yè)應(yīng)用。第一次制得羧甲基淀粉產(chǎn)品是1924年,是原淀粉在堿液(4%NaOH)中與一氯醋酸反應(yīng)而得。對羧甲基淀粉的制備原理及方法、性能、適用性等已有不少報導。國內(nèi)外市場上已有多種規(guī)格與型號,以適合多種用途。新近的研究主要是提高性能、改進工藝、開拓用途、降低成本;并向復合化的方向發(fā)展,使產(chǎn)品的功能性更突出。隨著取代度的增加,產(chǎn)品的糊化溫度下降,在較高取代度時,成為冷水可溶性產(chǎn)品,溶液像水一樣清晰。工業(yè)生產(chǎn)的主要是低取代度的

47、產(chǎn)品。由于CMS漿液透明、細膩、粘度高、粘著力較大,且有良好的乳化性和滲透性,不易腐敗變質(zhì)。在醫(yī)藥、食品、紡織、印刷、造紙、石油鉆井和鑄造等行業(yè)中都有著廣泛的用途,是一類重要的淀粉衍生物。 羧甲基淀粉的水溶性隨羧甲基化反應(yīng)程度的增加而提高。一般來說,當取代度0.1時,即開始呈現(xiàn)部分水溶性。取代度越高;溶解度越大,溶解速率越快。取代度0.5時,已是冷水可溶性了。水溶液清晰、透明,呈粘滯狀。溶解度及溶解速率也與原淀粉的顆粒結(jié)構(gòu)及聚合度有關(guān)。工業(yè)用的羧甲基淀粉取代度一般在0.9以下。羧甲基淀粉也是一種高分子電介質(zhì),呈陰離子型,這是引入的基團所形成的特性??膳c堿金屬生成鹽,提高了產(chǎn)品的吸水性及水溶性。

48、遇二價或二價以上的重金屬鹽,漿液呈絮凝狀,甚至出現(xiàn)不溶性的沉淀??杀魂栯x子染料染色(甲基藍染料),在漿液配合中應(yīng)避免使用陽離子型輔助材料,例如陽離子型表面活性劑等。羧甲基淀粉商品中,常含有一定量鹽分(主要是氯化鈉),這種鹽對羧甲基淀粉的性能有密切關(guān)系,因此已作為該類產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標之一。含有較多量鹽分的羧甲基淀粉,不僅使它的吸水量大大提高,甚至會使?jié){料出現(xiàn)再粘;更嚴重的是會腐蝕上漿及調(diào)裝設(shè)備的機件。在紡織工業(yè)中,主要用作經(jīng)紗上漿的輔助粘附性漿料。它對天然纖維有較好的粘附性,可用于中、細號棉紗、苧麻紗及亞麻紗上漿;由于它的水溶解性使它也適應(yīng)于粘膠纖維紗上漿以及精梳毛紗上漿;它與水溶性高分子化合

49、物聚乙烯酸有良好的相混性,因此有時將這類混合漿用于滌棉等混紡紗上漿,混用比例一般在10%30%為宜。但因價格較高,通常是作為代替羧甲基纖維素(CMC)促進其他漿料成分的混溶性來使用的。 淀粉醋酸酯淀粉醋酸酯也叫乙?;矸郏ˋcetate Starch)。早在100年前就知道了它的反應(yīng)原理。自這以后,感興趣的是高乙?;牡矸埘ゼ捌渌哂?3取代度的淀粉酯,目的是為了替代醋酸纖維素。它們呈溶劑可溶性(丙酮、氯仿等)及熱塑性。淀粉醋酸酯在對淀粉物理性質(zhì)的探索、直鏈淀粉"纖維"與薄膜研究中起了重要作用。由于它們在強度及價格方面不能與類似的纖維素衍生物相競爭,因此未能在商業(yè)上有所突破

50、。但低于1.0取代度的淀粉醋酸酯基本上屬于親水性物質(zhì),已有工業(yè)規(guī)模性的生產(chǎn)。目前歐美、日本一些國家生產(chǎn)的主要是低取代度(DS0.2)產(chǎn)品,已在一些工業(yè)部門中使用。早期研究及近期所使用的酯化試劑有醋酸酐、醋酸酐-吡啶、醋酸酐-醋酸混合物、乙烯酮、醋酸乙烯酯或醋酸。商業(yè)上適用的產(chǎn)品是取代度從0.010.2低取代度衍生物。 由于它的成膜能力及對纖維素有良好的粘附性,已在造紙工業(yè)中用作表面施膠劑。在這種應(yīng)用中它比羥烷基淀粉醚、氧化淀粉或由酶、熱轉(zhuǎn)化的淀粉更有競爭力。在制取諸如膠粘帶的粘合劑應(yīng)用中,酸解糯玉米淀粉醋酸酯明顯的優(yōu)點是光澤、粘性及再潤濕能力。使用具有0.3%0.5%羧基及1.5%2%乙?;?/p>

51、氧化糯玉米醋酸酯制得的膠粘帶具有用動物膠制品的性能。紡織行業(yè)中的經(jīng)紗上漿是淀粉制品的主要市場。將原玉米淀粉與玉米淀粉醋酸酯用于滌/棉紗上漿的漿紗性能作了對比試驗。由表可見,由于淀粉醋酸酯有較好的親和性,使滌/棉漿紗顯示有很好的耐磨性,漿紗毛羽也有顯著降低,這些都有利于織造效率的提高。 表 漿紗性能比較 性能值 原淀粉 漿紗 醋酸酯淀粉漿紗 (中粘度) 醋酸酯淀粉漿紗 (低粘度) 原紗 耐磨(次) 39.9 41.2 59.5 18.4 斷裂強度(N) 2.61 2.74 2.79 2.56 伸長率(%) 5.62 5.37 5.10 8.86 斷裂功(N.cm) 4.71 4.42 4.12

52、6.57 比粘附力(N / %) 0.26 0.28 2mm毛羽(根/10m) 53 42 57 74 3mm毛羽(根/10m) 18 11 9 24 5mm毛羽(根/10m) 7 2 15 退漿率(%) 8.03 11.69 10.86 淀粉醋酸酯主要用于天然纖維紗及滌棉混紡紗上漿。在細號、高密棉織物及苧麻紗上漿中,淀粉醋酸酯可作為主體漿料使用,由于它的漿膜有較高的強度及可彎性,對這類纖維的高粘附性,因此它有良好的織造性能。也可用于滌粘、滌毛等混紡紗中作為混合漿料的組分之一,它與常見的合成漿料有良好互混性,可用任何比例混合。一般與合成漿料的混用比例在10%30%之間,若是質(zhì)量優(yōu)良的淀粉醋酸酯

53、,并配以合理的調(diào)漿工藝與嚴格的操作與管理,它的混用比也可能達到50。由于這類淀粉酯有較好的分散性,及較大溶解性,在退漿過程中易于退漿。也可作為玻璃纖維紗的上漿劑。在毛紗及粘膠紗上漿中,它也是一個較理想的漿料。因凝膠傾向弱,可在較低溫度條件下上漿,以防止高溫對這類纖維性能的損傷。木薯淀粉醋酸酯的制取及在滌棉混紡紗上漿中的應(yīng)用曾作過系統(tǒng)研究,在生產(chǎn)工廠作了對比試驗與生產(chǎn)性應(yīng)用。 淀粉氨基甲酸酯淀粉氨基甲酸酯也有人稱為"酰胺淀粉",這種變性淀粉所用的試劑是尿素(Urea),因此商業(yè)上更多地稱為"尿素淀粉"。實際上,這三個名稱是同一個產(chǎn)品。尿素是一種含氮的有機化

54、合物,它能促使淀粉膨脹。若加入多量的尿素(對淀粉重量的36l),可使淀粉在室溫下糊化成漿。也有人用這種冷糊化的淀粉漿對2030tex的棉紗上漿,有一定的織造效果。這種冷糊化現(xiàn)象還不是化學變性,僅是物理作用。尿素的親水性及吸濕性拆散了淀粉分子間的氫鍵,促進了水的浸透作用。許多研究表明,尿素對淀粉的變性機理主要是發(fā)生在高溫狀態(tài)。 易分散于水中,成漿后粘度較穩(wěn)定。吸濕性強,要求織造車間的相對濕度低一些為好,以防止發(fā)生再粘。這特點也使它的漿膜較為柔軟可彎。吸濕強的原因主要是引入的酰胺基團。從它的化學結(jié)構(gòu)可見,變性后雖然引入了一個酯基,但在引入的整個基團中卻是一個親水性的酰胺,因此它仍屬于親水性的漿料。對疏水性合成纖維的粘附性還是次于醋酸酯淀粉。淀粉氨基甲酸酯在經(jīng)紗上漿中主要用于粗號及中號棉紗上漿。淀粉氨基甲酸酯也能與合成漿料制成各種混合漿料用于混紡紗上漿,混用比例一般在10%30%之間。

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