[发明专利]一种接枝支链由亲水嵌段、疏水嵌段构成的淀粉接枝双嵌段聚合物浆料的制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种接枝支链由亲水嵌段、疏水嵌段构成的淀粉接枝双嵌段聚合物浆料的制备方法和应用。所述接枝支链由亲水嵌段和疏水嵌段结合构成；其中接枝支链的亲水嵌段直接与淀粉分子相结合，或者接枝支链的疏水嵌段直接与淀粉分子相结合；本发明采用两步电子转移活化再生催化剂原子转移自由基聚合法，使淀粉分子链上接入由亲水性聚合物嵌段与疏水性聚合物嵌段连接而成的接枝支链，可显著提高淀粉浆液的表面活性，明显增强淀粉对合成纤维的粘合力，从而克服淀粉对合成纤维粘合力差的缺陷。

技术领域

本发明涉及变性淀粉技术领域，具体涉及一种接枝支链由亲水嵌段、疏水嵌段构成的淀粉接枝双嵌段聚合物浆料的制备方法和应用。

背景技术

经纱上浆是纺织织造过程中的一道重要工序，目的是提高经纱强度，减少经纱表面的毛羽，增强经纱耐磨性，保持经纱的弹性和断裂伸长率，从而降低织造断头率、提高生产效率、改善产品质量。而纺织浆料是整个纺织行业的浆纱工序中必不可少的材料，是保障织造生产正常进行的关键性助剂，其性能的好坏直接影响到织造效率和纺织品的质量。

目前，市场上使用的浆料主要是淀粉类、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸类。淀粉类浆料具有来源广泛，价格低廉，对亲水性的天然纤维有较好的粘附性和易被生物降解等优点,作为经纱上浆的主体浆料，用量很大，已超过三大类主浆料用量的70％，然而，淀粉浆低温下会发生老化、所成浆膜脆硬，对合成纤维(如涤纶纤维)粘附性差，严重影响了它的使用效果。通常要与PVA混合使用，目前在经纱上浆领域还暂时离不开PVA浆料组分，但是，由于PVA退浆困难，不易完全退净，生物可降解性很差，污染水体环境，成为纺织及印染的最大污染源，所以在不影响浆纱质量的前提下，如何有效降低经纱上浆中PVA浆料的使用量，是一项十分迫切的任务，开发绿色环保的高性能变性淀粉浆料取代PVA已成为今后发展的一个重要趋势。

接枝共聚作为一种改变淀粉分子结构的有效化学改性方法，被认为是改善淀粉上浆性能最有前途的方法之一。近年来，淀粉与接枝单体发生接枝共聚反应所引入的接枝支链主要有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚3-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、聚烯丙基磺酸钠、两性聚2-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共丙烯酸，聚(2-丙烯酸羟乙酯)，两亲性聚(丙烯酸-co-丙烯酸共乙酯)等，用于增强淀粉基浆料的上浆性能。可见，目前用于改善浆纱性能的接枝共聚大多还是淀粉与一种单体的单体共聚，两亲性接枝共聚受到了一定的重视。但是，从两亲性支链赋予淀粉表面活性的角度来提高淀粉与纤维的粘合力，目前还没有引起足够的重视，特别是在研究两亲性聚(亲水单体结构单元-co-共亲水单体结构单元)结构与由聚(亲水单体结构单元)和聚(疏水单体结构单元)构成的两亲性结构在赋予淀粉表面活性以提高其与纤维的粘合性的差异方面。众所周知，用于经纱上浆的淀粉是以淀粉胶体水溶液的形式存在的。毫无疑问，赋予淀粉高的表面活性可以降低其表面张力，有利于淀粉胶体溶液渗透到纤维束中，并在纤维表面产生良好润湿和铺展，从而对淀粉与纤维间的粘合性起到积极的作用。因此，降低表面张力是提高粘合力的重要需求。众所周知，表面活性剂降低溶液张力的主要原因是其两端的亲水和疏水结构。因此，如果引入的接枝支链能像表面活性剂一样形成亲水端和疏水端，则有望在降低张力方面发挥更大的作用。遗憾的是，两亲性聚(亲水单体结构单元-co-共亲水单体结构单元)结构没有明显的亲水端和疏水端，且两个结构单元在同一支链中的排列不规则。因此，这种类型的两亲性接枝支链将无法施加更强的降低淀粉浆液表面张力的作用。幸运的是，如果我们同时将亲水性嵌段和疏水性嵌段结合在一起形成接枝支链，将有望构建一种新的两亲性结构(亲水性聚合物嵌段和疏水性聚合物嵌段分别用作亲水端和疏水端)，从而获得更强的降低表面张力的作用，以显著提高淀粉对疏水性纤维的粘合力。然而，目前还没有亲水性聚合物嵌段与疏水性聚合物嵌段结合构建两亲性接枝支链，来降低淀粉表面张力和提高其对疏水性纤维粘合力的相关研究报道。所以在淀粉分子中构建由亲水性聚合物嵌段与疏水性嵌段结合的两亲性接枝支链，来明显降低淀粉浆液的表面张力，显著提高淀粉对疏水性纤维的粘合力，进而提升淀粉浆料的上浆效果以取代PVA的使用奠定重要基础并具有重要价值。

发明内容