[发明专利]一种改善淀粉浆料对涤纶短纤维粘合强度的方法

说明书

本发明提供了一种改善淀粉浆料对涤纶短纤维粘合强度的方法。所述的方法包括如下步骤：1)制备油/水两亲性淀粉衍生物：将淀粉分别经羧甲基醚化和丙酸酯化两步反应，制得油/水两亲性淀粉衍生物；2)制备粘合促进剂：按重量份计，称取油/水两亲性淀粉衍生物90～98份，与1～6份的羟基增塑剂和1～8份的氨基增塑剂混合均匀，制得粘合促进剂；3)在淀粉浆料中添加占淀粉浆料10％～30％质量百分比的粘合促进剂，搅拌均匀后升温调浆，再送入浆纱机的浆槽中上浆。本发明的改善淀粉浆料对涤纶短纤维粘合强度的方法，当在淀粉浆料中添加10％～30％的粘合促进剂时，淀粉浆料对涤纶短纤维的粘合强度能够提高15％～40％。

技术领域

本发明涉及纺织经纱上浆技术领域，具体涉及一种改善淀粉浆料对涤纶短纤维粘合强度的方法。

背景技术

涤纶短纤经纱的上浆难度要明显高于纯棉经纱，这不仅仅是因为涤纶为疏水性纤维，吸浆性差，难以实现或达到所需的上浆率，还在于涤纶纤维的表面张力低，在与极性的淀粉浆液接触时不易满足润湿方程，造成淀粉浆液对纤维的润湿和铺展性差，经纱浸透难度大，因而粘合强度较差，导致含涤纶短纤经纱的上浆质量难以满足织造生产的要求。为保障含涤短纤经纱的可织性，在上浆生产中不得不大量使用生物降解性较差的聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸类、聚酯等合成浆料。这种生产模式虽然有利于提高含涤纶短纤经纱的上浆质量，满足织造要求，但增大了印染废水处理的难度，并对生态环境造成了严重的负面影响。目前，纺织行业所排放COD量占全国的18.53％，其中有55％是由印染退浆污水造成的，主要的罪魁祸首便是浆纱生产中所使用的不洁浆料PVA。所以，研究提高淀粉浆料使用效果的方法，以淀粉取代不洁浆料PVA，已成为减少退浆废水污染的一种有效手段。

淀粉来源丰富、价格低廉、对环境友好，容易为微生物降解，可以采用生物酶退浆，退浆后易于生态处理，因而被广泛用于天然纤维经纱的上浆生产之中。然而，淀粉分子链上拥有数量众多的羟基，具有较强的极性，而疏水性合成纤维是非极性的，表面能的因素决定了在涤纶纤维与淀粉胶接层之间的界面上不可能存在很强的相互作用。此外，淀粉分子链是由环状的α-D-葡萄糖缩合而成的高分子化合物，这种环状结构和大量羟基的存在，导致了在纤维之间实现粘合作用的淀粉胶接层脆硬，从而在淀粉胶接层与纤维之间的粘合界面上形成内应力和应力集中，所以淀粉对涤纶等合成纤维的粘合强度不足。淀粉浆料的这种缺陷，不仅影响对含涤短纤经纱的增强、贴服毛羽、提高耐磨性，还会形成大量落浆，导致浆纱的耐磨性不足，再生毛羽大量增加，造成经纱开口不清和断头，严重影响了织机的生产效率。因此，提高淀粉浆料对涤纶短纤维的粘合强度，是提高浆纱强度、增加浆纱耐磨性、减少浆纱毛羽、改善浆纱质量的前提，具有重要的实用价值。

必须明确，由于坯布退浆的要求，不能采用盐式键、共价键等方式来提高淀粉对涤纶短纤维的粘合强度，否则将使坯布中所含的浆料难以在退浆过程除去，危及织物的染色、印花和整理加工。迄今为止，人们主要采用对淀粉进行化学变性的方式来提高它对涤纶短纤维的粘合强度。

已有研究结果表明，对淀粉进行有机酯化变性，可以提高淀粉浆料对涤纶纤维的粘合强度。这种变性的原理是采用相应的酸酐与淀粉的羟基进行酯化，在淀粉分子链上引入有机酸酯取代基，通过干扰淀粉分子间羟基的缔合，形成内增塑作用来提高淀粉胶接层的韧性，改善淀粉对涤纶纤维的粘合强度。其次，有机酸酯基团具有与涤纶相似的有机酯原子团，有利于增大淀粉胶接层与纤维界面上的范德华力，减少界面破坏的可能性，所以淀粉的有机酯化变性能够提高淀粉对涤纶纤维的粘合强度，改善淀粉对含涤短纤经纱的上浆性能。科学研究与生产实践表明，醋酸酯淀粉对涤纶经纱具有较好的上浆性能，但醋酸酯基团的体积较小，空间位阻作用较弱，所形成的内增塑作用有限；为此，人们又在淀粉分子中引入体积更大的有机酸酯取代基，如丙酸酯、马来酸酯及辛烯基琥珀酸酯，以提高取代基对淀粉的内增塑效应，改善淀粉对涤纶的粘合强度，但这些有机酸酯基团的疏水性强，会使淀粉的水分散性明显下降，反而影响了淀粉的上浆性能。由此可见，要彻底解决淀粉对涤纶纤维粘合强度不足的问题，并不能一味地采用增大有机酸酯取代基体积的变性方式。