[发明专利]一种提高接枝淀粉浆料接枝效率的淀粉预处理方法

说明书

技术领域

一种提高接枝淀粉浆料接枝效率的淀粉预处理方法，以此方法制备高接枝效率的接枝淀粉浆料，属于纺织经纱上浆使用的变性淀粉浆料技术领域。

背景技术

浆纱是经纱准备工程的重要工序。浆纱的目的是赋予经纱抵御复杂机械外力作用的能力，提高经纱的可织性，保证织造过程顺利进行。经纱在织造过程中，不仅受到停经片、综丝和钢筘等机件的反复摩擦，还会受到因开口和打纬所产生的拉伸、冲击和曲折的作用。未经上浆的纱线表面毛羽较多，纤维间的抱合力差，难以承受织造过程中的反复拉伸、摩擦、冲击以及曲折作用，经纱结构会逐渐松散，毛羽增多，导致开口不清和经纱断头而无法织造。因此，单纱和一般的股线都需要经过上浆处理之后才能进行织造。

按照在浆液中所起的作用，浆料组成可分为两大类，一类是粘着剂，一类是助剂。粘着剂是一种具有粘附性的材料，主要包括淀粉、PVA和丙烯酸共聚物三大类。其中，淀粉是浆纱生产中最常用的粘着剂，它对于天然纤维有较好的粘附性，其来源丰富、价格低廉、对环境友好，但也存在着一些不足，诸如浆膜脆硬、粘度大、粘度稳定性差等。所以，改善淀粉浆料的使用性能，对于降低成本、提高生产效率、提升浆纱和匹布的质量有着重要意义。

针对原淀粉所存在的缺陷对其进行改性，已成为提高淀粉浆料上浆性能的一种有效途径。接枝淀粉浆料是一类新型的变性淀粉浆料，由于接枝支链的引入，不仅保留了淀粉自身的特性，同时还具有合成高分子的特性。在接枝单体用量相同时，提高接枝效率可以增大接枝率，减少产品中均聚物的含量，虽然均聚物也有一定的上浆性能，但远远不及淀粉中接枝支链的上浆性能，所以提高接枝效率可以提高接枝淀粉浆料的上浆性能。另一方面，在给定产品性能指标的前提下，提高接枝效率就可以减少单体用量，降低成本。为此，提高接枝效率已成为获取高性能接枝淀粉浆料和降低成本的一个重要举措。但由于乙烯基类单体在自由基聚合反应中必然存在着链转移现象，产物中存在均聚物是必然的，接枝效率通常也不够高。因此为了提高接枝淀粉浆料的接枝效率，有必要对淀粉原料进行以提高接枝效率为目的的预处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高接枝淀粉浆料接枝效率的淀粉预处理方法。通过本发明方法所制备的接枝淀粉浆料，具有较高接枝效率，提高了接枝淀粉浆料的使用性能，降低了原料成本。

本发明的技术方案：高接枝效率的接枝淀粉浆料的制备工艺包括淀粉烯丙基醚化预处理和自由基接枝共聚合两步。通过对淀粉原料进行醚化预处理，在淀粉大分子上引入含有碳-碳双键的烯丙基原子团，然后将含有碳-碳双键取代基的醚化预处理淀粉与乙烯基单体在引发剂作用下进行接枝共聚合反应，在淀粉大分子上引入接枝支链，制得高接枝效率的接枝淀粉浆料，制备工艺为：

(1)淀粉醚化预处理：用有机溶剂或用有机溶剂-水的混合体系作为反应介质，有机溶剂的质量分数为0-50％，将淀粉配成质量百分比为5％-45％的淀粉悬浮液，滴加氢氧化钠水溶液，搅拌碱化30min，然后滴加烯丙基卤化物进行烯丙基醚化反应，控制滴加速度，使之在15min-30min内完成，氢氧化钠与烯丙基卤化物的摩尔比为1∶1-5∶1，在10℃-60℃下搅拌反应1-36小时，过滤、洗涤和干燥后制得烯丙基醚化淀粉；所用的醚化剂为烯丙基卤化物，醚化剂对淀粉的用量为0.1％-20％(w/w)，醚化淀粉的取代度为0.001-0.20；

(2)制备接枝淀粉浆料：加水将醚化淀粉配成质量百分比为5％-45％的悬浮液，在氮气的保护下滴加乙烯基单体和引发剂进行接枝共聚合反应，乙烯基单体与醚化淀粉的摩尔比为0.01∶1～1∶1，以H₂O₂及FeSO₄·(NH₄)₂SO₄为引发剂，H₂O₂及FeSO₄·(NH₄)₂SO₄的用量分别为淀粉质量的0.1％-5％及0.01％-2％，在5-75℃下搅拌反应1-15小时，过滤、洗涤和干燥后制得接枝淀粉浆料。

淀粉原料选自玉米淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉、木薯淀粉或马铃薯淀粉。