某某公司巴蕉芋淀粉衍生物的性能分析及应用.PDF

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维普资讯http://www.cqvip.com第32卷第9朗棉纺织技术2004年9月CoRonTextileTechnology芭蕉芋淀粉衍生物的性能分析及应用田培善林源杰李蕊(上海西达实业有限公司)摘要：介绍了CD—DF636芭蕉芋醚化淀粉的加工原理和制备方法，对其浆膜性能进行了测试，并对该浆料进行了红外光谱分析以及单组分调浆单纱上浆、多组分调浆片纱上浆、酶退浆等试验，结果表明：CD—DF636芭蕉芋醚化淀粉用于纺织上浆可部分取代PVA，能显著减少浆纱分绞毛羽，并且生物降解性好，减轻了退浆废水对环境的影响。关键词：醚化淀粉；取代度；浆膜；性能；酶退浆中图分类号：TS103．846文献标识码：A文章编号：1(901-7415(2004)09-0009-05Application&PerformanceAnalysisofCannaeduliskerStarchDerivativeT／anPehanLinYuanjie(ShanghaiXidaIndustryCo．，Ltd．)AbstractTheprocessingprincipleandproducingmethodofCD—·DF636cannaeduliskeretherifiedstarchareintro-·duced．Itsstarchfilmperformanceismeasured．Itssizingagentistestbyinfraredspectrumanalysis，sin~ecomponentsingle—endsizing，multicomponentsheetyarnsizingandenzymaticdesizing．Theresultshows：CD—DF636cannaedu·liskeretherifiedstarchcantakeplaceofPVAintextilesizing．Itsadvantagesaredecreasedsizingleaseyarfihairinessobviously，goodbiodegradabilityandreducedtheeffectonenvironmentofdesizingwastewater．KeyWordsEtherifiedStarch，DegreeofSubstitution，StarchFilm，Performance，EnzymaticDesizing自中国棉纺织行业协会浆料生产应用部成立采用化学法、物理法或生物方法进行变性处理，以后，便提出了我国浆料的发展方向：少用和不用改变原淀粉的物理、化学特性。醋酸酯淀粉、接枝PVA，努力提高浆纱质量。在这个发展方向的指淀粉等在细号、高密织物上代替PVA都发挥了应引下，促进了我国浆料的开发和浆纱技术的提高。有的作用。作为浆料用的醋酸酯淀粉，一般在水PVA的使用大大提高了织造效率，但其缺点也逐溶液中反应制得，对疏水性纤维具有较好的亲和渐被人们所认识。例如：浆膜断裂强度太大，引起性，取代度在0．05～0．08之间，单独制浆膜易龟干分绞毛羽的大量出现；对短纤纱的粘附性太强，裂。用醚化淀粉代替PVA的应用实例也比较多，造成退浆困难；退浆后PVA在自然水体中可以长羧甲基淀粉一般在酒精溶剂中制备，以一氯醋酸期存在，难以生物降解。PVA．1799的环境特征值为醚化试剂发生亲核取代反应。溶剂法加工BOD／COD与变性淀粉相比，相差两个数量的醚化淀粉的取代度可以做得很高。羧甲基淀粉CMS具有较高的粘度稳定性，可以作为印花增稠级⋯。在纺织实践中，人们进行了大量的少用或剂。经纱上浆用的CMS具有很好的成膜性，在通不用PVA的应用试验’。在这些应用实例中，常状态下可以单独成膜，浆膜强韧、耐屈曲，对大技术人员都设法使用了高质量的变性淀粉，同时多数纤维粘着性好。降低PVA的用量。变性淀粉是调浆中的主浆料，容易被生物降解。它是以天然淀粉为主要原料，1CD-DF636淀粉衍生物的~jn3-和制备依据其化学结构上的羟基和甙键的化学活泼性，作者简介：田培善，男，1968年生，硕士研究生，上海，2000401．1加工和制备收稿日期：2004-04—10CD-DF636淀粉浆料以芭蕉芋淀粉为原料，

1维普资讯http://www.cqvip.com棉纺织技术第32卷第9期CottonTextileTechnology2004年9月经过降解、醚化、酯化等复合变性而成。醚化程度1．2．4浆膜的机械性能和吸湿性能对比较高，酯化程度比较小，醚化取代度一般在0．25将制成的浆膜裁成长200mmx宽5mm，在～0．3之间。芭蕉芋(Cannaedulisker)是南美洲的INSTRON3342型万能材料试验机上做拉伸试验。野生作物，它通常被作为一种根茎作物(ARTC)，测试条件为：相对湿度70％，温度21℃，子样数又名蕉芋、藕芋、姜芋、旱芋等，属昙花科美人蕉为30。根据浆膜截面积计算浆膜的断裂强度。多年生草本植物。其淀粉聚合度高，成膜性好，粘试验数据见表1。度大；脂肪、蛋白质含量低(脂肪0．o4％，蛋白质表1浆膜机械性能与吸湿性能实测醚化断裂断裂断裂断裂伸吸湿率／0．08％，总磷0．036％)；糊化温度58℃～68℃，取代度强度／强度伸长长率％(RHBrabender粘度(50oC保温60min)910BU，粘度N·哪l一CW％率／％CW％为75％)波动率54％，透光率72．7％。原淀粉中支链淀粉0．09龟裂不成膜的比例也比较高。经江南大学食品学院(中国变0．1413，417．212．0223．4016．10性淀粉协会专业委员会)用碘比色法检测，供样0．1817．2011．754．7119．4017．410．2321．229．425．2117．5018．55芭蕉芋原淀粉比普通马铃薯原淀粉的支链淀粉比0．2520．458．786．7921．2519．36例高4．71％(只做相对比较，可能因产地不同有0．30膜太粘20．32差异)。芭蕉芋淀粉颗粒为最大，一般直径20m芭蕉芋醚化淀粉在取代度0．14～0．25之间～80m，最大可达100Ixm。时能够单独成膜，进行机械性能测试。取代度太利用淀粉分子葡萄糖残基上第六、第二、第三低，浆膜易龟裂；当取代度达到0．30及以上时，浆碳原子上的羟基所具有的醚化反应能力，使淀粉膜易粘连，与平板上的聚酯膜剥离不开。在取代与一氯乙酸在氢氧化钠提供的碱性环境中发生双度为0．23左右时断裂强度达到最大，再增加取代分子亲核取代反应，生成羧甲基淀粉。其反应式度，浆膜强度下降，其粘弹性能增加。从表1中还为：可看出，断裂伸长和吸湿率(RH为75％)都随取R一’OHOH+2NaOH+C1CH2COOH——一代度的增加而增加。R—OCH2COONa+NaC1+2H2O1．2不同取代度条件下醚化淀粉的浆膜性能2CD—DF636淀粉的结构与性能1．2．1CD．DF636淀粉取代度的测定淀粉试样用硝酸溶液充分洗涤，使其全部转2．1Brabender淀粉糊化曲线化成酸式CMS，然后再加入0．4moL／L的氢氧化CD．DF636淀粉衍生物的醚化取代度一般在钠标准溶液25．00ml，以酚酞为指示剂，用0．40．21～0．25之间，具有较好的粘度稳定性和较低moL／L的盐酸标准溶液滴定过量的氢氧化钠，滴的糊化温度。称量2．3568g的样品倒入Brabend-定到溶液出现粉红色，30S后不退色即为终点。er仪器样品杯中，落下针式搅拌器，调浆浓度为记录所消耗的盐酸标准溶液的体积，从而计算淀2％，开动仪器进行操作，以3~C／min的速度加热粉试样的取代度。到95℃，保持3h。再以3oC／min的速度降温到1．2．2CD．DF636淀粉浆膜的制备50℃，得到粘度曲线(见图1)。在保温3h阶段，配制6％浓度的浆液，待冷却后慢慢倒在面粘度稳定率为100％，糊化温度为25．3℃。积为650mmx450mm的玻璃板上(用水平仪校正水平)。并用刮板轻轻来回移动，使浆液均匀地铺在玻璃板上，调节恒温、恒湿空调到温度为25℃，相对湿度为60％的条件，静置24h～36h，宅芒浆液干燥成膜。兰要1．2．3浆膜吸湿性∞将浆膜裁成圆形试样，放在105oC～110oC050l00l50200250烘箱中烘干至恒重后称重，放在相对湿度为75％时间／min的密封环境中平衡24h，取出后称重，计算浆膜的图1淀粉糊化曲线吸湿率。

2维普资讯http://www.cqvip.com第32卷第9期棉纺织技术Co~onTextileTechnology2004年9月＼褂蝌2．2红外光谱分析它在结构上有乙酰基的结构特征，这可能与其有∞∞如∞∞加红外光谱图是以波长(I．Lm)或波数(cm)为较小的酯化程度有关。横坐标表示吸收带的位置，以透射率为纵坐标表示光的吸收强度，整个吸收曲线反映了化合物在3CD—DF636淀粉的浆液性能不同波长的光谱区域内吸收能力的分布情况。由于纵坐标是透射率，所以光被吸收愈多，透射率愈CD．DF636淀粉的外观呈粉粒状，在室温条低。曲线的低谷表示它是一个好的吸收带。图件下即可部分糊化。调成6％的浆液500ml，水2、3、4分别是原淀粉、醚化淀粉A浆料、CD．浴加热回流，在95℃时测得浆液粘度随时间变化DF636淀粉衍生物的红外光谱图。的粘度值。作出粘度值与时间曲线图，如图5所示。CD．DF636与浆料A的粘度稳定性差不多，都大于90％。另外，改变调浆浓度从4％～12％，测得在不同浓度条件下保温1h的粘度值。作出粘度值与调浆浓度的关系曲线见图6，供实际调浆参考。l45∞4o0o350o3o0o250o2000l500looo500l波数／cm—I∞1图2原淀粉红外光谱图婆保温时间，h图5粘度稳定性曲线褂蝌波数／cm一1●霄图3醚化淀粉A浆料红外光谱图暑6468l2浓度，％图6粘度与浓度关系曲线4小型上浆试验4．1单组分调浆单纱上浆试验波数／era一图4CD．DF636淀粉红外光谱图4．1．1上浆工艺调制800ml浓度为3％左右的变性淀粉浆浆料A和CD．DF636是含羧基的物质，在波液，不断搅拌，水浴加热到95℃，保温1h后，倒数1600cm附近(C=O反伸缩振动)处有一个入浆槽中。纱线为14．6tex纯棉纱，上浆形式为强吸收峰，这在CMC及褐藻酸钠的图谱中都存单浸双压，弹簧加压，上浆温度为85℃，烘燥温度在，与原淀粉的图谱不同。CD．DF636在波数80℃，浆纱机车速60m／min，上浆加热形式为水1730cm和1245cm附近也有强吸收峰，说明浴传热。

3维普资讯http://www.cqvip.com棉纺织技术第32卷第9期Co~onTextileTechnology2004年9月4．1．2上浆率的测试4．2．3片纱上浆浆纱物理指标将已经配制好的体积比5：1000的稀硫酸溶浆纱物理指标试验方法同上，结果见表4。液煮沸，以每10#7ooml的比例放人已知回潮率在取代30％PVA的条件下，2浆纱的耐磨性比3的样纱，煮沸30min，用水清洗，在热水中再煮30浆纱的耐磨性要好，2浆纱的毛羽降低率达min后，取出后滴几滴稀碘液，若不呈现蓝色，则58％，原配方毛羽降低率为47．3％，在CD-DF636说明已彻底退浆。取代50％PVA的条件下，试验结果也类似，说明4．1．3浆纱物理指标的测试以CD—DF636取代部分PVA，具有明显减少浆纱耐磨性测试用Y1731型抱合力机(常州纺织毛羽的效果。仪器厂制造)。纱线毛羽测试用YG172型毛羽仪表4片纱上浆浆纱性能指标原配方取代30％PVA取代50％PVA(长岭纺电制造)；再生毛羽机(东华大学自制)，项目12345往复次数300次／min，纱线速度5m／rain。纱线增强和减伸用XL-1型纱线强力仪(东华大学自上浆率／％l0．8ll2．13l1．47l1．4l0．90回潮率／％7．057．257．137．527．47制)测试，拉伸速度350cm／min，夹持距离5013m。耐磨次数／次ll9．5984．0936．4450．1721．034．1．4单纱上浆测试结果(见表2)耐磨次数CV／％28．9522．1835．6321．932．18强力／cN285．2276．9284．7274．1266、5表2单组分单纱上浆浆纱性能指标强力CV／％9．048、4l6．679．549、56项目CDDF636浆料A原纱增强％31．828．03l626．723．2伸长％4．34、l4、24．14．0上浆率／％lO、829．66伸长率CV／％9．76l2．448．58l2．02l2、4回潮率／％8、589、077．70减伸率／％32．835、934，435、937．5耐磨次数／次l3、62l1．153mm毛羽数／耐磨次数CV／％32、30l6．67恨·(10in)29．023．135427、330．5强力／cN247、6263．92l6．4毛羽降低率／％47、358．035．650．44、5强力CW％7．989、046．23增强率／％14．4l8．0注：原纱回潮率7．70％，强力216．4cN，强力CV值6．23％，伸长率6、4％，伸长率CV值6、62％，3mm毛羽数伸长率／％5．44．26．4伸长率CV／％6．748、326．6255．0根／10in。减伸率／％l5．634、33mm再生毛羽／根·(10m)14．043．55CD-DF636淀粉试用情况从表2中可以看出，CD．DF636淀粉的浆纱耐磨性比浆料A好，尤其是再生毛羽数不到浆料ACD-DF636在南方某厂使用，品种为cJl4．6／的1／3。但物理指标中其断裂强度和伸长比浆料14．6512／315160府绸。在浆料配方中用CD-A要低一些。DF636代替PVA-1799用量的1／3，喷气织机织造4．2多组分调浆片纱上浆效率达到92％。现在已经正式使用。4．2．1多组分调浆配比(见表3)某厂生产品种为C14．6／14．6524／276170表3多组分片纱上浆调浆配比二上一下、一上一下匀条，调浆配方为：PVA-1799原配方取代30％PVA取代50％PVA组分l2．5kg，CD—DF63610kg，酸解淀粉50kg，CD—PT123455kg，CD-523kg，使用效果也不错。PVA一1799／kg5034342525磷酸酯淀粉／kg2525252525KS-22／kg444446CD．DF636淀粉退浆性能及其对环境的CD-52／kg22233CD—DF636／kgl625影响浆料A／kgl625含固量／％9．2l0．09．8l0．09．56．1酶退浆试验4．2．2片纱上浆工艺CD．DF636是淀粉的衍生物，可以完全生物纱线品种为C14．6tex，总经根数180根，幅降解，酶退浆的效果与其他化学法退浆具有很好宽45mm，上浆形式双浸双压，压浆辊表面材料为的一致性。在已配置好的浓度为2g／L的LT-622丁腈橡胶，烘干形式为四锡林，浆槽温度95℃，调渗透剂溶液中，以8g／L的浓度加入一定量的浆浓度10％，调浆体积5000ml。NaCI固体，再以3g／L的浓度加入淀粉酶，将配好

4维普资讯http://www.cqvip.com第32卷第9期棉纺织技术2004年9月Co~onTextileTechnology溶液的pH值调至7左右，放人60℃的水浴锅中CD—DF636浆料是淀粉衍生物，环境特征值加热待用。将样纱放人90℃～95℃热水中浸透BOD5／COD比较高，比PVA一1799高十几倍。在10min，再放人配好的酶溶液中30min，取出后在调浆中用它部分替代PVA时，退浆废水的可生物常温下放置10h，经热水洗、冷水洗，然后烘干称降解性提高，显著地减轻了对环境的影响。重，计算退浆率。CD—DF636淀粉上浆的退浆率为10．82％，毛羽损失率为3．08％，浆料A的退浆7结论率为9．66％，说明其退浆很容易，不会对染整产生不良影响。CD—DF636浆料是一种经复合变性而制成的6．2CD—DF636淀粉对环境的影响淀粉衍生物，可以单独成膜。用于纺织上浆可部评价废水能否进行生化处理的指标是以分代替PVA，显著地减少上浆分绞毛羽。在纺织BOD和COD的比值来衡量。微生物对废水中的厂用于细号高密纯棉织物上浆可降低成本，提高有机污染物质进行氧化分解时，在20℃有氧条件织造效率，而且其生物降解性能好，减轻了退浆废下培养5天，测定五日生化需氧量(BOD)。废水水对环境的影响。中的有机物在重铬酸钾的强酸性溶液中，加热煮沸，能够完全被氧化，再用硫酸亚铁铵反滴定过量参考文献：氧化剂，由消耗的重铬酸钾即可计算出水样所消耗的氧的毫升数，称为化学耗氧量(COD)。按[1]张斌，周永元．浆纱污染与环境保护[J]．棉纺织技配比配制以下几种溶液，浓度都为0．1％，送样至术，2o03；3l(7)：l7～20．[2]朱庆生．浅述少用或不用PVA上浆工艺设计[J]．上海市徐汇区环境监测站，测得的BOD和COD棉纺织技术，2003；31(7)：5～8．数据见表5。[3]何小东，孙景涛，郭腊梅．涤棉混纺纱不用PVA上表5五日生化需氧量(BOD)及化学耗量(COD)的测试．浆工艺探讨[J]．棉纺织技术，2003；3l(7)：9～12．项目B0DCODBOD5／COD[4]张友松．变性淀粉生产与应用手册[M]．北京：中国CD—DF636370l2300．3o08轻工业出版社．PVA—l79948．3l7900．0270[5]周永元．浆料化学与物理[M]．北京：纺织工业出版30％CD—DF636+社，1985．70％PVA—l799l68l5600．107750％CD—DF636+[6]中国棉纺织行业协会浆料生产应用部．常用纺织浆50％PVA—l799206l4800．1392料质量与检测[M]．无锡：无锡轻工大学，1997．·革新改造·FA261型精梳机钳板闭合调节方式的改进我公司于1994年安装投产的FA261型精梳钳板闭合的调节步骤为：(1)将导杆螺母与机经过l0年的高速运行，致使钳板出现了不同程轴套拧紧；(2)在钳板钳口左中右咬合处，放置一度的变形，主要表现对纤维层咬合不均匀，影响了0．08mm厚、25mm宽的纸条，盘动手轮，使锡林精梳条质量。针对这一情况，我们对控制钳板闭上第一列梳针对准钳唇下方，用呆扳手微调导杆，合的结合件进行了改进。具体方案是将导杆从结以纸条抽不出为标准；(3)用呆扳手拧紧导杆紧合件上拆下，在螺纹上端对称铣8mm厚、10mm固螺母；(4)用隔距片测试上钳板钳唇至锡林间长的形状(如图1所示)，以便装配时呆扳手操的隔距，一般控制在0．25mm～0．40mm之间。作通过以上方式有效地解决了钳板咬合纤维层不均匀的现象，纤维网有很大改善，有效地发挥了精梳机的梳理效果。图1导杆改造示意图江苏省中恒纺织有限公司张海洪