經紗上漿是紡織生產的一道重要加工工序,直接影響織機效率和產品質量。經紗上漿中所用的漿料主要有淀粉、PVA和丙烯酸類漿料三大類。“少用或不用PVA”已成為漿料發展趨勢之一。接枝變性淀粉被認為是替代PVA的適宜漿料之一。許多漿料生產廠和應用廠都比較關注與接枝變性淀粉相關的一些情況。本文將對接枝變性淀粉漿料研究和應用中的一些問題進行初淺探討,以便更好地研發和應用接枝變性淀粉漿料,完成替代PVA的重要歷史使命。
1 接枝變性淀粉的結構和性能特點
1.1 接枝變性淀粉的結構
接枝變性淀粉,或稱為接枝共聚淀粉,是淀粉化學改性的一種,它是以淀粉為原料,在其大分子鏈上接枝一些其它聚合物,使得價格低廉、來源廣泛、易生物降解的天然淀粉與應用性能優良的合成聚合物接合在一起,相互取長補短,從而提高淀粉的使用價值及擴大應用范圍。接枝淀粉的分子結構模型可用下式表示:
式中:AGU—葡萄糖?;?M—接枝上的合成聚合物鏈節。
到目前為止,M多為烯類單體,根據產品的不同用途選用不同的烯類單體。
1.2 接枝變性淀粉的性能特點
接枝變性淀粉的主鏈是淀粉大分子,在其上有多個位置參與接枝點的形成,尤其在高接枝密度時,接枝點大量接有支鏈,使得主鏈的性質發生顯著改變。接枝變性淀粉不僅具有淀粉和支鏈聚合物的綜合性能,還常常具備它們所沒有的引人注目的特殊性能,在性質上不是兩種均聚物的簡單加和。對接枝變性淀粉漿料而言,主要表現在對成膜性、粘附性、混溶性和凝膠性的改善方面。
經過20多年的爭論和研究,經紗上漿的主要目的是耐磨和貼伏毛羽。在織造過程中,被覆于紗線表面的漿膜是摩擦力的主要承受者,耐磨性能是漿料粘附力及漿膜強伸度的綜合表現,它不僅要求漿料有較好的粘附性能,而且要有較好的成膜性能。貼伏毛羽是通過漿料將經紗上的毛羽粘附于經紗表面,要求漿料對纖維有良好的粘附性能。因此為了提高經紗的耐磨
淀粉大分子鏈中羥基較多,增加了分子內和分子間形成氫鍵的可能性,致使淀粉易出現凝膠現象。接枝支鏈的引入,消耗了一部分羥基;另外,接枝支鏈使淀粉大分子排列松散,增大了大分子鏈之間的距離,對分子鏈間氫鍵的重新締合具有較強的抑制作用。因此,淀粉經接枝變性處理,大幅度降低了漿液的凝膠現象。接枝變性淀粉由于淀粉主鏈和聚合物支鏈的存在,在結構上與表面活性劑的兩親結構相似,具有一定的乳化功能,可以改善漿液的混溶性。
另外,接枝變性適合淀粉多重變性的發展要求。在淀粉大分子中引入一些官能團是淀粉變性的方法之一,一般只發生在活性較高的葡萄糖?;械?位羥基上。淀粉接枝共聚反應產生自由基的部位不少是非接枝變性中難以應用的葡萄糖剩基中第2、第3位的羥基,不會占據第6位的羥基,也即淀粉接枝變性對淀粉非接枝變性的影響不大,因而非接枝變性的淀粉仍然可以進行接枝變性,或者接枝變性的淀粉仍然可以進行非接枝變性處理。因而接枝變性適合淀粉多重變性的發展要求,可以與其它變性方法共同應用,以提高淀粉性能。
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