替代PVA的接枝变性淀粉浆料的研究

【摘要】：纺织经纱上浆中常用的浆料主要有淀粉、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸类浆料三大类。PVA虽上浆性能优良,但不易生物降解,严重污染环境。当前在经纱上浆中PVA的用量约占浆料总用量的20%,在17万吨左右,对环境造成了严重的污染。 为了解决PVA的污染问题,必须开发出替代PVA的新型浆料。接枝变性淀粉浆料有着优良的上浆性能和生物降解性,是替代PVA的适宜浆料。目前接枝变性淀粉浆料的研究进展缓慢,还处于探索研究阶段,普遍存在接枝率偏低、生产工艺流程复杂、成本高、性能不完善等缺陷,以致替代PVA的程度有限。 为了开发出替代PVA的接枝变性淀粉浆料,本文从经纱上浆对浆料的性能要求出发,提出了接枝变性淀粉浆料需解决粘附性和成膜性两个关键问题,然后依据结构和性能的关系,建立了接枝变性淀粉浆料接枝支链的分子结构模型。接枝支链的主链应为带有大量酯基的—C—C—结构的线型长链分子,适当辅带有亲水性的基团。即接枝单体以疏水性的丙烯酸酯类为主,辅以亲水性的单体。 由于丙烯酸酯类单体不易接枝到淀粉大分子链上,目前应用的非高铈离子引发剂普遍存在接枝率偏低的缺点,致使接枝变性淀粉的性能有限。本文通过对各类引发剂的使用状况及优缺点的分析和比较,自行组配了DHU-1型氧化还原类引发剂,不仅引发性能好,引发淀粉接枝丙烯酸乙酯的最大接枝率达到15%,和目前较成功的接枝变性淀粉浆料相比,接枝率已经有了很大提高,而且DHU-1型氧化还原类引发剂价格低廉、来源广泛,可以代替铈盐用于接枝变性淀粉浆料的工业生产中。 本文对几种常用的丙烯酸类单体进行了分析和筛选,疏水性的单体选择丙烯酸乙酯,亲水性的单体选用丙烯酰胺,丙烯酰胺的量满足接枝变性淀粉的水溶性即可。研究了接枝率和上浆性能的关