1、 文 献 综 述木薯深度变性淀粉 DH-C100 上浆性能探讨专 业 纺织工程 学生姓名 吴 晓 玲 班 级 B纺织 06(3)班 学 号 0610810305 指导教师 毕 红 军 完成日期 2010年 3月 12日 文 献 综 述吴晓玲B 纺织 063 班 0610810305【摘要】对于如今纺织领域中普遍使用的 PVA 类浆料所造成的环境污染，国内外都相继研究开发出绿色环保的新型浆料。本文针对这一主题研究讨论了木薯深度变性淀粉 DH-C100 的各项上浆性能指标(如断裂强度、断裂伸长率、耐磨次数、耐屈曲次数等物理机械性能及粘度、柔软性、吸湿性等性质特点)，并且讨论现今及今后绿色环保浆料的
2、发展动态、发展趋势及可能遇到的难题弊端。【关键词】绿色环保；易降解；回收利用；变性淀粉；DH-C100前言随着可持续发展发展战略的不断倡导，环保意识已经逐渐被人们所认识，而绿色环保浆料也正成为国内外争相研究开发的热点之一。迄今为止，市场上普遍使用的便是三大类浆料：淀粉浆料、PVA 类浆料以及丙烯酸类浆料，而占使用比例最大的便是 PVA 类浆料。PVA 类浆料虽然在成膜性、断裂强力、弹性等性能方面都较好，但它易造成环境污染，成本高，在将来“绿色环保”的市场上毫无前景可言。因此，许多国内外纺织企业都热忱于新型环保浆料的开发研究，而前提是浆料来源要绿色化、易降解、易回收再利用等，进而变性淀粉浆料、纳
3、米材料合成浆料等无化学、无污染化的概念开始形成。所谓绿色环保型纺织浆料，是指这种浆料在原料选用、浆料生产、上浆应用、以及纺织品使用过程中，都应对人体无害、对环境无污染、退浆排放液的处理容易，可生物降解。现如今，像K-3000、EmsizeCp等环保浆料都已经得到很好的评价，还有很多研究院利用天然淀粉如玉米淀粉、木薯淀粉等来制成变性淀粉，上将性能得到继承，同时对环境友好又有了保证。所以，对于绿色环保浆料的研究生产以及大批量使用将是今后纺织领域必然发展的趋势之一。1. 国内外研究现状、发展动态1.1 国内外浆料的发展到目前为止，市场上所使用的浆料主要有三大类浆料，分别为淀粉浆料(包括变性淀粉)、P
4、VA 类浆料及丙烯酸类浆料。这三大类浆料中的变性淀粉浆料是绿色环保浆料的主要原料来源。它已成为全棉等天然纤维的主体浆料,也是T/C 等混纺纱的主要浆料之一。对天然淀粉进行变性后的应用主要可分为三个阶段：（1） 第一代变性淀粉酸解淀粉、氧化淀粉和糊精等。主要是用酸或氧化剂或加热方法使淀粉大分子解聚,达到降低粘度、增加流动性能的目的。（2） 第二代变性淀粉主要是醚化淀粉(CMS、HPS)、酯化淀粉(醋酸酯、磷酸酯等)、交联淀粉和阳离子淀粉等。这是一类淀粉衍生物,是通过在淀粉大分子的羟基上引入一个基团或引入一个低分子物,使淀粉大分子间的相互作用力削弱，有的也改善了与合成纤维的相溶性和浆膜的柔韧性，已
5、成为常用的主体浆料。就扩大使用范围和适应疏水性的合成纤维能力来说,这类变性淀粉中应是以醋酸酯淀粉为最好。（3）第三代变性淀粉主要是接枝淀粉,它是在淀粉大分子链上引入具有一定聚合度的高分子化合物。使淀粉的性能有了显著的改变,不仅保持有好的亲水性,而且通过高分子设计方法,使它对合成纤维有优良的粘附性。从而可在合纤混纺纱中作为主体浆料应用,在T/C纱上浆中,它的使用比例可达70%80%。甚至可进一步作为单组分浆料在经纱上浆中使用。目前,国内市场上稳定、优良的产品还不多。从今后我国纺织产品的发展和我国国情来看,宜密切注意醋酸酯淀粉和接枝淀粉浆料。（4）醋酸酯淀粉它是由淀粉与冰醋酸或醋酸乙烯酯生成的酯化
6、淀粉。它的主要特点是胶体的易分散性与促进稳定性,同时它的适应性也能调节,以供各种纤维的上浆需要。醋酸酯淀粉是在淀粉大分子链上引入一醋酸根基团,这是一个疏水性的官能团,显然,这类变性淀粉对疏水性的合成纤维会有良好的粘附力,它可以成功地用于这类纤维及其混纺纱的上浆。作为经纱上浆用的醋酸酯淀粉,其取代度(DS)在0.010.2 之间，醋酸酯淀粉在T/C纱上浆中,可与PVA 混合使用,其使用比例可在30%50%之间 ,也完全可与丙烯酸类浆料混合使用，醋酸酯淀粉可作为主体浆料使用(即混合比可大于50%),具有良好的贴附毛羽的效能,很适宜喷气织机织造的要求。（5）接枝淀粉这是新一代的变性淀粉浆料。一般的变
7、性淀粉是在淀粉大分子上引入一个基团或一个单体,而这类变性淀粉,是在淀粉大分子链中引入一个有一定聚合度的低聚物,因此它的性能有更显著的变化。它的实用意义是价格低廉、来源较广的天然淀粉与上浆性能优良的化学浆料结合在一起,互取两者之长,互补彼此之短,从而提高淀粉的使用价值并扩大应用范围。这类变性淀粉浆料有望用于疏水性的合成纤维上浆,以期实现少用或不用化学浆料。（6）尿素淀粉尿素淀粉有时也叫酰胺淀粉或氨基甲酸酯淀粉,这是一种较易制取的变性淀粉,是以尿素作为变性的化学试剂。尿素是一种有机碱,是农业常用的肥料。尿素可使淀粉乳发生膨胀、糊化，甚至可使淀粉在室温时抗糊化。在一定pH 值和温度下可发生化学反应,
8、即生成尿素淀粉。它是一种亲水性的变性淀粉，主要用于亲水性的天然纤维上浆,但它的吸湿性较大，使用时应注意它的再粘问题。表1-1为几大浆料各项性能指标参数的比较。表1-1 几大浆料各项性能指标参数的比较PVA项目 PAMFH PHPAAm CMC 氧化淀粉膜断裂强度（da.mm ）0.93 3.95 2.92 4.55 3.27 3.58浆膜断裂伸长（%）284 195 124 3.2 11.8 2.8浆膜耐磨次数（次）214 937 55 100 42.8浆膜屈曲强度（次）2000 10000 80 680 72RH=60% 6.74 9.27 11.04 18.80 17.55RH=70% 9
9、.16 12.40 15.09 21.30 25.71浆膜吸湿率（%） RH=80% 12.83 15.76 25.76 30.24 31.45对涤纶薄膜粘附力（cn.cm）170 10 70 8 5RH=65% 380 3.8 25浆膜再粘性（N ）RH=85% 555 9.7 75综合所有性能及环保效能比较，变性淀粉可以选为绿色环保浆料的原料配制。1.2 国内外绿色环保浆料的研究动态1.2.1 国内外对环保浆料的研究目标无论是国内或国外，在纺织生产过程中退浆污染已成为最大的污染源之一。而从绿色环保角度来看,浆料的开发发展应该符合以下要求：（1）、浆料易于生物降解；（2）、浆料易于回收再利用
10、；（3）、所使用的原料在生长或生产过程中未受污染、生产过程中不污染环境、使过程中对人体及环境无害以及可回收利用并可自然降解。传统的淀粉浆料因为受着环境气候的影响而使用过多的农药等化学试剂导致原料源受污染，浆料上浆性能降低；PVA类浆料以及丙烯酸类浆料都是化学试剂配制而成，本身就对环境及人体造成伤害。因此，像彩棉一样既使用天然纤维又免染色的环保产品，浆料要如何配置使用呢？许多国内外研究机构开始转向变性淀粉这一部分，利用物理变性改造淀粉，在性能上改善并提高，在工艺上简单化并减少化学成分的渗透，使整个生产线符合“绿色环保”的主题。1.2.2 国内外对环保浆料的研究现状绿色浆料是指符合环境保护要求的浆
11、料,它除了要满足经纱上浆工艺的功能要求外,还需要满足在上浆过程中对水和空气的污染减少到最低,退浆废水低污染、易生物降解,浆料残留在纺织品上的有害物质在规定限度以下等要求。经过多年的努力,国内外对绿色浆料的研制已取得了一定进展。各国家研究机构已经分别从以下两个方向来研究环保浆料：（1）、利用已有浆料改性替代PVA；（2）、用新型材料完善浆料性能。对于第一个研究方案，国内外分别研究出变性淀粉浆料及丙烯酸酯类浆料。变性淀粉浆料是用于全棉等天然纤维纱线上浆的主体浆料,且由于变性后改善了淀粉与合成纤维的相溶性和浆膜的柔韧性,所以可取代PVA 对涤/ 棉等混纺纱进行上浆。目前国内外常用的变性淀粉浆料为淀粉
12、的衍生物,对接枝淀粉的研究也取得了一定进展。丙烯酸酯类浆料对各种纤维都具有优良的粘附性能,特别是对涤/棉等混纺纱有良好的上浆效果。并且可以通过调节单体种类及其含量,制成很“硬脆”或非常“柔韧”的浆料,满足经纱上浆的各种要求。丙烯酸酯类浆料的研究和生产近年来已有了较大进步,已成为当今纺织行业不可或缺的一类浆 料,在取代PVA 方面也有广泛研究。目前已研究出来的此类浆料有Emsize Cp、K -3000而另外一种方案便是将物理纳米技术应用到浆料的改进上。朱姣梅等人介绍了一种含有0.05%5%纳米材料和20%90%变性淀粉的纳米浆料组合物,纳米材料颗粒直径在1060nm。由于比表面积大,极易渗透到
13、纱线内部和均匀铺展于纱线表面,因此添加一定量的纳米材料后,降低了因淀粉量增加而导致的浆液粘度上升,提高了浆膜的断裂强力和耐磨性,浆液稳定,尤其适合高支高密度织物经纱上浆。此浆料组合物可减少PVA 用量。1.2.3 国内外环保浆料发展现存的问题及发展趋势绿色浆料应能通过我国的生态纺织品HJBZ30 2000 标准（即：国际的OKo-Texstandard100 标准）检测后，取得 生态标志的浆料。从现在的国内浆料市场来看，从名义上来说有不少，特别是在变性淀粉和丙烯酸类浆料中的商品，但是能够真正称得上绿色环保浆料，经的起生态标志检验的，似乎为数并不多。同时环保浆料研究开发的资金有限，再加上纺织的成
14、本利润本来就很低，在目前国内外市场上，淀粉、丙烯酸类浆料也占有一定的比例，但普遍使用的仍是PVA浆料。随着环保意识的渐渐深入，对于PVA类浆料造成的环境污染， “无PVA 上浆”已经成为许多国家、许多城市甚至许多企业的共同呼吁口号。淀粉浆料来源广泛，价格便宜，环保性能好，作为主浆料，在浆纱中将会继续起主导作用。接枝淀粉浆料将是一个很有前途的研究方向，未来应开发高接枝率的接枝淀粉浆料，以在涤/棉品种上取代PVA。2.研究重点重点研究变性淀粉浆料DH-C100浆料的各项物理上浆性能，包括一定温度范围下的粘度、浆膜强度、柔软度以及吸湿性、浆膜弹性。同时，利用配制成的浆料对原棉纱进行上浆，研究浆纱的强
15、度等参考指标。因此，在实验设计时应该注意上述指标参数的统计收集与记录。3.结语本论文总结了国内外纺织浆料三大类浆料（淀粉浆料、PVA类浆料及丙烯酸类浆料）发展的进程，同时阐述了绿色环保浆料的研究开发的目的与意义。环保浆料的发展符合可持续发展战略的主题，易于降解，上浆环保，从生产到使用到退浆，都遵循了绿色环保的原则。木薯深度变性淀粉DH-C100正是绿色环保浆料中研发性能较好的一例。因此，绿色环保浆料的应用是国内外纺织业不可避免的发展潮流。4.参考文献1 朱苏康,高卫东 .机织学M .北京:中国纺织出版社,2008.5:74 932 于伟东.纺织材料学 M . 北京:中国纺织出版社,2006.5 3 王钢,赵淑芬 ,朱江琴.浅析纺织浆料对环境的污染J.黑龙江纺织,2003,(1)：16174 张迟,于少明,高香兰.国内外绿色纺织浆料研究进展J. 纺织科技进展,2007(6):15 165 韩世洪.纺织浆料的现状与发展趋势J.纺织导报,2008,(2):38 446 宋长亮.三大类浆料的现状以及绿色环保浆料的发展J.河北纺织，2008，(135):1 77 李建义,王存语,石晓军,王留启.Emsize Cp绿色浆料替代 PVA的上浆实践J.现代纺织技术,2003,11(2): 18208 门雅静,蔡文言 .K-3000环保浆料取代PVA的实践J.纺织导报，2008(11):66
