关键词：阳离子淀粉;辛烯基琥珀酸酯化淀粉;聚乙烯醇;共混;浆膜
摘 要：淀粉受环状结构和羟基间互相缔合作用的影响,导致淀粉浆膜的韧性较差,造成织造过程中被覆于经纱表面的浆膜易碎脱落,产生落浆问题,严重影响织造效率。为了提高淀粉浆料的上浆性能,可以对淀粉进行化学变性以及与PVA共混来增韧淀粉浆膜,提高它的韧性。为此,本课题以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为醚化剂,与淀粉进行醚化反应,在淀粉大分子链上引入3-三甲基氯化铵-2-羟丙基原子团,合成季铵阳离子淀粉(QS)。使用辛烯基琥珀酸酐与淀粉进行酯化反应,在淀粉分子链上引入了辛烯基琥珀酸根原子团,制备了辛烯基琥珀酸酯化淀粉(OSS)。将两种淀粉衍生物分别与PVA共混制备浆膜,并以断裂强度、断裂伸长率和磨耗为共混浆膜性能的评价指标,评价了淀粉变性程度、PVA分子结构以及淀粉与PVA的共混比对QS/PVA和OSS/PVA共混浆膜结构与性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对共混浆膜的结构进行了表征。此外,还研究了 QS/PVA和OSS/PVA共混浆液对纯棉和纯涤纶的粘附性以及浆纱性能。实验结果表明,QS和OSS的变性程度与共混浆膜的性能密切相关。随着QS变性程度的增加,QS/PVA共混浆膜的断裂强度和断裂伸长率提高,磨耗减小;随着OSS变性程度的增大,OSS/PVA共混浆膜的断裂伸长率和磨耗减小,断裂强度则先提高后降低,在取代度为0.024时,断裂强度最大,由SEM分析可知,此时浆膜内部的孔隙最小。PVA分子结构对共混浆膜的结构与性能具有很大影响。PVA与淀粉共混能够降低淀粉浆膜的结晶度,提高其韧性;增大PVA的聚合度与醇解度有助于提高共混浆膜的断裂强度和断裂伸长率,降低磨耗。共混比对共混浆膜的织态结构与性能密切相关。增加QS/PVA共混物中PVA的用量,会使QS/PVA共混浆膜的相分离程度变大,断裂强度减小,断裂伸长率增加,磨耗降低;提高OSS/PVA共混物中PVA的含量,会导致OSS/PVA共混浆膜的断裂伸长率增加,磨耗减小,断裂强度则先降低后增加,在共混比为50:50时,两种共混组分的相容性最差,共混浆膜内部的孔隙最大,断裂强度最小。粘附性测试结果显示,增加淀粉衍生化作用的程度或者PVA含量,能够提高共混浆液对纯棉和纯涤纶纤维的粘附力。浆纱实验结果表明,QS/PVA和OSS/PVA共混浆液均能够起到有效贴服经纱表面毛羽,提高浆纱的增强率和耐磨性,降低减伸率的作用,且各指标均好于酸解淀粉/PVA。以浆膜性能、粘附性以及上浆性能的测试结果为依据,推荐使用取代度为0.032的QS或取代度为0.024的OSS,分别与PVA1799按70:30的比例用于浆纱生产。
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