[发明专利]一种复合变性淀粉浆料的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织经纱上浆使用的变性淀粉浆料的合成方法这一技术领域。

背景技术

在织机上，单位长度的经纱从织轴上退绕下来直至形成织物，要受到3000～5000次程度不同的拉伸、屈曲和磨损。未经上浆的经纱表面毛羽突出，纤维之间抱合力不足，在这种复杂机械力作用下，纱身起毛，纤维游离，纱线解体，产生断头；纱身起毛还会使经纱相互粘连，导致开口不清，形成织疵，使正常的织造过程无法进行。

浆纱是纺织生产过程中的一道关键工序。浆纱就是把一定数量的浆液粘附在经纱上，经烘燥后形成浆膜。上浆后的经纱，纱体周围粘附一层浆液，烘燥后形成坚韧的浆膜，使毛羽贴伏，纱线光滑并且耐磨性能得到提高；浆液中的小部分浸入纱线的里层，使纤维间相互粘连，增大纤维间的抱合力，提高了纱线的断裂强度。通过浆纱可以赋予经纱抵御外部复杂机械力作用的能力，提高经纱的可织性，保证织造过程顺利进行。

浆纱时所使用的浆料，是织造生产过程中的一种不可或缺的专用高分子材料，是保障织造生产得以正常进行的关键性助剂。全世界每年纺织上浆所使用的浆料量约为80余万吨，其中淀粉类浆料占70％以上。因此，提高淀粉浆料的质量，具有重要的现实意义。

淀粉作为浆料使用已有悠久的历史。它具有来源广泛，价格低廉，易被生物降解等优点。但由于淀粉分子是由含有3个羟基的环状葡萄糖剩基构成，分子量较高，分子间氢键较强，链段运动困难，这些淀粉大分子本身结构上的缺陷，造成淀粉浆膜性能和对涤纶等合成纤维的粘附性能较差，如实施例所示玉米淀粉浆料的浆膜断裂伸长率为2.29％、磨耗为0.607mg/cm²、耐屈曲次数为478次，对涤纶纤维的粘附力为100.83N，粘附功为0.899J，不能很好地满足经纱上浆特别是涤纶等合成纤维上浆的要求。为了克服淀粉的上述缺陷，并能进一步适应涤纶等合成纤维上浆的要求，提高及稳定淀粉浆料质量，扩大其应用范围，人们对淀粉进行了一系列的变性。

发明内容

本发明的目的是提出一种复合变性淀粉浆料的合成方法。寻找适宜的复合变性方式，使所合成的复合变性淀粉浆料，在继承淀粉易被生物降解性能的同时，能明显改善淀粉浆料的浆膜性能，并能够提高对涤纶等合成纤维的粘附性能，更好地满足经纱上浆特别是涤纶等合成纤维上浆的要求。

本发明的技术方案：先将季铵型阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵对淀粉进行阳离子变性，合成阳离子淀粉，然后将合成的阳离子淀粉再与十二烯基琥珀酸酐进行酯化反应，从而合成阳离子-十二烯基琥珀酸酯复合变性淀粉浆料。

(1)阳离子淀粉的合成：

称取淀粉，加水制成浓度为10～40％的淀粉乳，用1～3％氢氧化钠溶液维持体系pH＝9～12，加入浓度为40～60％的阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵水溶液，20～50℃条件下搅拌反应3～15小时；反应结束后，用1～3％盐酸溶液中和至pH＝6.5～7；产物经过滤、洗涤、干燥、粉碎和过筛即为阳离子淀粉；

阳离子醚化剂3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵与淀粉干重之比为0.006～0.30，尤以0.025～0.12为佳。

(2)阳离子-十二烯基琥珀酸酯复合变性淀粉的合成：

称取合成的阳离子淀粉，加水制成浓度为10～40％的淀粉乳，用1～3％氢氧化钠溶液维持体系pH＝8～9.5，滴加体积浓度为12.5～25％的十二烯基琥珀酸酐无水乙醇溶液，20～45℃条件下搅拌反应2～24小时；反应结束后，用1～3％盐酸溶液中和至pH＝6.5～7；产物经过滤、乙醇/水溶液洗涤、干燥、粉碎和过筛即为阳离子-十二烯基琥珀酸酯复合变性淀粉。

十二烯基琥珀酸酐与阳离子淀粉干重之比为0.005～0.20，尤以0.02～0.12为佳。

反应原理如下：

其化学结构式为：

(R：-CH₂-CH＝CH-(GH₂)₈-CH₃)

其中n为聚合度，n＝200～6000。

合成复合变性淀粉浆料时，使用的淀粉原料选自玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉均可。

本发明的有益效果：