專利名稱：一種變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變性淀粉/聚丙烯酰胺(PAM)紡織漿料組合物及其制備方法，屬于紡 織漿料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在織物織造前必須對(duì)經(jīng)紗上漿，使經(jīng)紗能在織造時(shí)減少機(jī)械摩擦和拉伸彎曲等機(jī)械力， 保證織造質(zhì)量；在織物印染之前，'通過退漿工序去除織物上的槳料，保證印染質(zhì)量。在紡 織漿料中，淀粉類漿料應(yīng)用量最大。作為一種可再生高分子材料，淀粉來源廣泛，價(jià)格較 低，可以完全生物降解。然而，由于淀粉大分子鏈上的葡萄糖殘基具有半剛性的特點(diǎn)，以 及淀粉分子之間的強(qiáng)氫鍵作用，使得淀粉漿膜表現(xiàn)出硬脆性，在受到摩擦或外力作用下容 易發(fā)生粉化，尤其在環(huán)境濕度較低的情況下容易折斷并龜裂脫落。在實(shí)際應(yīng)用中，純淀粉 漿膜的硬脆性將導(dǎo)致織機(jī)效率降低，嚴(yán)重的情況可引起經(jīng)紗脆斷。
為了改善淀粉漿料的性能，在純棉或滌/棉經(jīng)紗的現(xiàn)有上漿技術(shù)中，將變性淀粉與柔性 和水溶性高聚物聚乙烯醇(PVA)作為共混漿料是目前最常用的方法。PVA的加入極大地 改變了淀粉漿膜的硬脆性，漿紗的綜合性能可以滿足經(jīng)紗織造的需要，PVA用量大才能達(dá) 到較好的效果，但PVA用量過大會(huì)造成坯布上含有大量合成漿料，引起退漿廢液對(duì)環(huán)境造 成污染。
因此，紡織工業(yè)需要一種水溶性高聚物，使得在淀粉漿料中添加量很少，就可以使淀 粉漿料具有較好的機(jī)械性能，能夠取代較大用量的PVA。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合 物及其制備方法，其特點(diǎn)是采用變性淀粉/PAM共混漿料，可以大量取代傳統(tǒng)漿料配方中的 PVA。
本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。 變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物的原料由以下組分組成
變性淀粉 95.0~99.9份
3聚丙烯酰胺 0.1~5.0份
去離子水或軟水 625~1667份
槳紗油脂 0~5份
吸濕劑 0~5份
其它漿料 0~20份
其中，聚丙烯酰胺為非離子型或陰離子型的白色顆粒狀或粉末狀產(chǎn)品，分子量為500 萬 2000萬，優(yōu)選分子量為1000萬 1800萬，陰離子取代度為0~20%;陰離子取代度￡4% 通常稱為"非離子PAM"，陰離子取代度〉4。/。稱為"陰離子型PAM"。所謂"陰離子取代度" 是指PAM結(jié)構(gòu)單元中無規(guī)分布的聚丙烯酸結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量。PAM的陰離子化是通過任何已 知的工業(yè)程序?qū)崿F(xiàn)的，例如通過丙烯酰胺與丙烯酸的共聚技術(shù)，或者通過聚丙烯酰胺的水 解技術(shù)，可以獲得不同羧基取代的陰離子PAM。
變性淀粉為小麥、玉米或木薯原淀粉經(jīng)酸解、氧化、酯化或醚化變性淀粉中的任一種。
漿紗油脂為植物油、動(dòng)物油或硬化油(氫化油)，或它們的皂化物或乳化物中的任一 種；漿紗油脂的作用是減少漿紗的摩擦系數(shù)，并使?jié){膜柔軟。
吸濕劑為尿素、甘油或白糖中的任一種；吸濕劑的作用是保持淀粉類槳膜的吸濕性， 減小硬脆性。
其它漿料為丙烯酸類漿料或聚酯漿料。
本發(fā)明中使用的漿紗油脂、吸濕劑和其它漿料是本領(lǐng)域公知的技術(shù)，可以共同使用， 其前提條件是這些添加劑對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的以及取得本發(fā)明優(yōu)良效果不產(chǎn)生不利影響。 變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物的制備方法
將變性淀粉95.0 99.9份，聚丙烯酰胺0.1 5.0份在干粉狀態(tài)下進(jìn)行物理混合，加入去離 子水625 1667份，攪拌均勻后，加入漿紗油脂0 5份、吸濕劑0 5份和其它漿料0 20份，加 熱煮沸后保溫1 1.5小時(shí)，制得變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，漿液固含量6%~16%。 變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物用于純棉或滌棉混紡經(jīng)紗的上漿。 漿液的固含量和粘度根據(jù)經(jīng)紗品種的具體情況確定，確定原則屬于本領(lǐng)域的通用技術(shù)。 當(dāng)確定了漿液含固量和粘度要求后，本發(fā)明的配方通過選擇變性淀粉的基礎(chǔ)粘度和PAM的 用量來調(diào)整。當(dāng)應(yīng)用于高支高密經(jīng)紗時(shí)，織造難度較大，需要較高的含固量和較髙的PAM 的用量，為了保證漿液對(duì)紗線的良好滲透，需要較低的漿液粘度，因此選擇基礎(chǔ)粘度較低 的變性淀粉；反之，當(dāng)應(yīng)用于粗支稀松經(jīng)紗時(shí)，織造難度較小，可以采用較少的PAM用量， 漿液的含固量也相對(duì)較低，因此選用基礎(chǔ)粘度較高的變性淀粉。(1) 粘度測(cè)定
實(shí)驗(yàn)室測(cè)定采用NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)測(cè)量漿液粘度。煮漿1.5小時(shí)之后，逐漸降溫至 95°C、 85°C、 75°C、 60°C、 45°C、 30°C，并在每一溫度處保溫10分鐘后測(cè)粘度。工業(yè)上漿 漿液粘度按慣例采用紡織3#杯測(cè)定。
(2) 強(qiáng)伸性能測(cè)定
漿料成膜以及漿膜的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)程序按照《紡織漿料檢測(cè)技術(shù)》(范雪 榮，榮瑞萍，紀(jì)惠軍，中國(guó)紡織出版社，2007年，p.212-215)的方法進(jìn)行，每個(gè)配方測(cè)定 15個(gè)樣品，取測(cè)試數(shù)據(jù)的平均值。
(3) 紗線粘附性測(cè)定
采用粗紗法，按照《紡織漿料檢測(cè)技術(shù)》(范雪榮，榮瑞萍，紀(jì)惠軍，中國(guó)紡織出版 社，2007年，p.210-211)的方法進(jìn)行測(cè)試，每個(gè)配方至少測(cè)定10次，取平均值。 上述測(cè)試結(jié)果詳見表l所示。
從表1得知，本發(fā)明與不添加合成聚合物的氧化木薯淀粉(對(duì)比例l)相比，添加ISOO 萬分子量非離子PAM或PVA1799的樣品在斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，以及對(duì)滌/棉(混棉比 95/05)和純棉的粘附性指標(biāo)方面都有增長(zhǎng)；實(shí)施例1一的各項(xiàng)指標(biāo)分別與對(duì)比例2—5基本 相當(dāng)，但是1800萬分子量非離子PAM的添加量只有PVA1799添加量的十分之一。說明在 對(duì)淀粉增強(qiáng)增韌效果相當(dāng)?shù)那闆r下，高分子PAM的添加量遠(yuǎn)小于PVA的量，即較少量的高 分子量PAM在淀粉漿料中可以取代大量的PVA1799。
對(duì)比變性淀粉/PAM共混漿料漿膜與變性淀粉/PVA共混漿料漿膜的外觀形態(tài):變性淀粉 /PAM共混漿膜的表面平滑，分布均勻，結(jié)構(gòu)緊密，透明度較好；變性淀粉/PVA共混漿膜 表面粗糙，分布不均勻，結(jié)構(gòu)松散，局部出現(xiàn)裂紋。說明PAM與PVA相比，能夠使淀粉復(fù) 合膜結(jié)構(gòu)更均勻，更有利于保護(hù)經(jīng)紗。
變性淀粉/PAM共混漿料粘度及粘度溫度穩(wěn)定性測(cè)定結(jié)果(如圖l所示)，并與變性淀 粉/PVA共混槳料的測(cè)定結(jié)果(如圖2所示)對(duì)比。對(duì)比兩圖中曲線，發(fā)現(xiàn)變性淀粉/PVA與變 性淀粉/PAM兩共混體系的粘度穩(wěn)定性在較高溫度下都較高；但是冷卻后，變性淀粉/PAM 共混漿的粘度上升程度低于變性淀粉/PVA共混漿，表明變性淀粉/PAM共混漿液的凝沉性 弱，冷卻穩(wěn)定性較高。本發(fā)明漿料組合物的粘度具有較好的溫度穩(wěn)定性，更有利于漿紗工 藝和質(zhì)量的穩(wěn)定。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
5采用PAM :變性淀粉=0.1~5 : 99.9 95重量比制得的變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組 合物，明顯改善了淀粉漿料的機(jī)械性能，可以大量取代對(duì)環(huán)境不利的PVA槳料，降低漿料 成本；PAM與變性淀粉共混后，相容性好，粘度穩(wěn)定性優(yōu)異，槳料成膜完整，漿膜表面平 整光滑，提高了漿液對(duì)紗線的粘附性能和漿紗性能。


圖1為不同PAM/氧化木薯淀粉質(zhì)量比的漿液粘度與溫度的關(guān)系 圖2為不同PVA/氧化木薯淀粉質(zhì)量比的漿液粘度與溫度的關(guān)系
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。有必要在此指出的是本實(shí)施例只用于對(duì)本 發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，但不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可 以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容作出 一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
實(shí)施例l
將氧化木薯淀粉99.5份，分子量為1800萬的非離子PAM0.5份，在干粉狀態(tài)下進(jìn)行物理 混合，加入去離子水1667份，攪拌均勻，加熱煮沸后保溫1.5小時(shí)，制得氧化木薯淀粉/PAM 紡織槳料組合物，漿液固含量6%。
測(cè)定漿液粘度和漿膜的機(jī)械性能詳見表l所示。
實(shí)施例2
采用氧化木薯淀粉99份，分子量為1800萬的非離子PAM1份，混合均勻，加入去離子 水1667份，攪拌均勻，加熱煮沸后保溫1.5小時(shí)，制得氧化木薯淀粉/PAM紡織漿料組合物， 漿液固含量6%。
測(cè)定漿液粘度和漿膜的機(jī)械性能詳見表l所示。
實(shí)施例3
采用氧化木薯淀粉98份，分子量為1800萬的非離子PAM2份，混合均勻，加入去離子 水1667份，攪拌均勻，加熱煮沸后保溫1.5小時(shí)，制得氧化木薯淀粉/PAM紡織漿料組合物， 漿液固含量6%。
測(cè)定漿液粘度和漿膜的機(jī)械性能詳見表l所示。
實(shí)施例4
采用氧化木薯淀粉97份，分子量為1800萬的非離子PAM3份，混合均勻，加入去離子 水1667份，攪拌均勻，加熱煮沸后保溫1.5小時(shí)，制得氧化木薯淀粉/PAM紡織漿料組合物，
6漿液固含量6%。
測(cè)定漿液粘度和漿膜的機(jī)械性能詳見表l所示。 應(yīng)用實(shí)例l
稱取酸解玉米淀粉99.9份，分子量為1200萬的陰離子取代度10。/。的陰離子PAM0.1份， 尿素1份，動(dòng)物油4份混合均勻。取以上混合物125公斤(干重)，加入到裝有自來水IOOO 升，并已開啟攪拌器的煮槳桶中，攪拌10min后開始升溫，漿液煮沸后保溫10min，添加 95。C熱水定積至1250升，漿液含固量10%，煮漿完成，備用。
經(jīng)紗品種純棉10S環(huán)錠紡和7S竹節(jié)紗牛仔布經(jīng)紗，經(jīng)軸軸長(zhǎng)2000米，頭份4256根。采 用香港樂豐LDS40型漿染聯(lián)合機(jī)(雙浸雙軋)漿紗，漿液粘度5.6秒(紡織3#粘度杯)；漿 紗毛羽貼附好，織造質(zhì)量好。
應(yīng)用實(shí)例2
稱取醋酸酯小麥淀粉95份，分子量為500萬的陰離子取代度20y。的PAM5份，蒙脫土/ 丙烯酸類漿料(ZL200510021353.0) 20份，硬化油皂化物3.5份混合均勻。取以上混合物120 公斤(干重)，加入到裝有自來水550升并已開啟攪拌器的煮漿桶中，攪拌10min后開始升 溫，漿液煮沸后保溫60min,用熱水定積至750升，漿液含固量16%,備用。
織物品種純棉J100s x J100s，密度90 x 80,幅寬188cm，平紋。采用日本津田駒HS20 漿紗機(jī)漿紗，漿液粘度8.5秒(紡織3#杯)。漿紗吸漿均勻，毛羽貼附好，分絞輕快，織造 質(zhì)量好。
應(yīng)用實(shí)例3
稱取氧化玉米淀粉99份，分子量為1000萬的陰離子取代度10n/。的PAMl份，聚酯漿料 EW-100R (SK化工公司)IO份，甘油2份，白糖1份，硬化油皂化物l份混合均勻。取以上 泡合物75公斤(干重)，加入到裝有自來水600升并已開啟攪拌器的高壓煮漿桶中，攪拌 10min后，加壓升溫至12(TC,保溫3min，隨即將槳液打入常壓桶，定積至850升，漿液含 固量8.8%，備用。
織物品種滌/棉(90/10) 45s x 45s,密度110x76根/10cm，幅寬160cm，平紋。采用 G142型烘筒式漿紗機(jī)漿紗，漿液粘度7.8秒(紡織3#杯)，漿紗速度30m/min。漿紗表面光 潔，毛羽貼附好，分絞輕快，織造質(zhì)量好。
對(duì)比例l
采用氧化木薯淀粉12g，軟水188g，不添加PAM和其他助劑。漿料煮漿工藝和指標(biāo)測(cè)試 方法按照實(shí)施例l相同的程序進(jìn)行。測(cè)定漿液粘度和槳膜的機(jī)械性能詳見表l所示。
7對(duì)比例2
稱取氧化木薯淀粉95份，另稱取聚合度為1700、醇解度99%的聚乙烯醇(PVA1799) 5 份，混合均勻，加熱煮沸后保溫1.5小時(shí)，制得氧化木薯淀粉/PVA紡織漿料組合物，漿液 固含量6%。
測(cè)定漿液粘度和漿膜的機(jī)械性能詳見表1所示。 對(duì)比例3
稱取氧化木薯淀粉卯份，另稱取10份PVA1799，混合均勻，加熱煮沸后保溫1.5小時(shí)， 制得氧化木薯淀粉/PVA紡織漿料組合物，漿液固含量6%。 測(cè)定漿液粘度和漿膜的機(jī)械性能詳見表l所示。 對(duì)比例4
稱取氧化木薯淀粉80份，另稱取20份PVA1799，混合均勻，加熱煮沸后保溫1.5小時(shí)， 制得氧化木薯淀粉/PVA紡織漿料組合物，漿液固含量6%。 測(cè)定漿液粘度和漿膜的機(jī)械性能詳見表l所示。 對(duì)比例5
稱取氧化木薯淀粉70份，另稱取30份PVA1799，混合均勻，加熱煮沸后保溫1.5小時(shí)， 制得氧化木薯淀粉/PVA紡織漿料組合物，漿液固含量6%。 測(cè)定漿液粘度和漿膜的機(jī)械性能詳見表l所示。表l實(shí)施例和對(duì)比例的強(qiáng)伸性和粘附性對(duì)比 斷裂強(qiáng)度斷裂伸長(zhǎng)—
對(duì)比例l — 一 3.35 3.45 110.95 53.556
實(shí)施例l 0.5% — 3.74 3.60 116.42 55.958
實(shí)施例2 1% _ 4.05 4.29 118.23 58.993
實(shí)施例3 2% — 4.18 5,04 121.49 62.752
實(shí)施例4 3% — 4.21 5.23 124.55 64.094
對(duì)比例2 — 5% 3.43 3.49 114.57 58.736
對(duì)比例3 — 10% 3.58 4.88 119.62 60.432
對(duì)比例4 — 20% 3.77 5.16 123.59 65.422
對(duì)比例5 — 30% 4.19 5.18 128.44 66.443
9
權(quán)利要求
1、一種變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，其特征在于該紡織漿料組合物的原料由以下組分組成，按重量份計(jì)為變性淀粉 95.0～99.9份聚丙烯酰胺 0.1～5.0份去離子水或軟水 625～1667份漿紗油脂 0～5份吸濕劑 0～5份其它漿料 0～20份。
2、 如權(quán)利要求1所述變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，其特征在于聚丙烯酰胺為非離子型或陰離子型的白色顆粒狀或粉末狀產(chǎn)品，分子量為500萬 2000萬，陰離子取代度為0~20%。
3、 如權(quán)利要求1所述變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，其特征在于聚丙烯酰胺的分子量為1000萬 1800萬。
4、 如權(quán)利要求1所述變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，其特征在于變性淀粉為小麥、玉米或木薯原淀粉經(jīng)酸解、氧化、酯化或醚化變性淀粉中的任一種。
5、 如權(quán)利要求1所述變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，其特征在于漿紗油脂為植物油、動(dòng)物油或硬化油，或它們的皂化物或乳化物中的任一種。
6、 如權(quán)利要求1所述變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，其特征在于淀粉吸濕劑為尿素、甘油或白糖中的任一種。
7、 如權(quán)利要求1所述變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，其特征在于其它漿料為丙烯酰胺漿料或聚酯漿料。
8、 如權(quán)利要求1~7之一所述變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物的制備方法，其特征在于將變性淀粉95.0 99.9份，聚丙烯酰胺0.1-5. 0份在干粉狀態(tài)下進(jìn)行物理混合，加入去離子水625~1667份攪拌均勻后，加入漿紗油脂0~5份、吸濕劑0~5份和其它漿料0~20份，加熱煮沸1 1.5小時(shí)，保溫5 10min，制得變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，漿液固含量6%~16%。
9、 如權(quán)利要求1所述變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物的用途，其特征在于該組合物漿料用于純棉或漆棉混紡經(jīng)紗的上漿。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物及其制備方法，其特點(diǎn)是將變性淀粉95.0～99.9份，聚丙烯酰胺0.1～5.0份在干粉狀態(tài)下進(jìn)行物理混合，加入去離子水625～1667份攪拌均勻后，加入漿紗油脂0～5份、吸濕劑0～5份和其它漿料0～20份，加熱煮沸1～1.5小時(shí)，保溫5～10min，制得變性淀粉/聚丙烯酰胺紡織漿料組合物，漿液固含量6％～16％。該漿料明顯改善了機(jī)械性能，可以大量取代對(duì)環(huán)境不利的PVA漿料，降低漿料成本；PAM與變性淀粉共混后，相容性好，粘度穩(wěn)定性優(yōu)異，漿料成膜完整，漿膜表面平整光滑，提高了漿液對(duì)紗線的粘附性能和漿紗性能。
文檔編號(hào)D06M15/21GK101463563SQ200910058068
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者雁 劉, 呂許超, 朱譜新, 牛丹丹, 翦育林, 鐘創(chuàng)林, 鈕安建 申請(qǐng)人:四川大學(xué)