2 0 0 4 年第3 期 四川纺织科技 · 3 l ·

    芭蕉芋醚化淀粉浆料的性能及应用

    田培善， 沈世恩， 李 蕊

    ( 上海西达实业有限公司， 上海 2 0 0 0 3 0 )

    摘 要： 通过对芭蕉芋淀粉衍生物的浆膜性能测试， 提出了较理想的醚化取代度， 同时浆纱试验表明， 与其他浆料相

    比， 芭蕉芋淀粉衍生物能够取代 P V A， 减少纺织用浆对环境的污染。

    关键词： 芭蕉芋淀粉； 淀粉衍生物； 浆料； 上浆

    中图分类号： T S 1 0 3 . 8 4 文献标识码： B 文章编号： 1 0 0 8 —0 6 4 3 ( 2 0 0 4 ) 0 3—0 0 3 1 —0 4

    0 引言

    在纺织实践中， 人们进行了大量的少用或不用

    P v A的应用试验l 1 . 2 J 。在这些应用实例中， 技术人员

    都设法使用了高质量的变性淀粉， 同时降低了 P V A的

    用量。变性淀粉是调浆中的主浆料， 容易被生物降解。

    变性淀粉是以天然淀粉为主要原料， 依据其化学结构

    上的羟基和甙键的化学活泼性， 采用化学法、 物理法或

    生物方法进行变性处理， 改变了原淀粉的物理和化学

    特性而制得的。比较高档一点的醋酸酯淀粉， 一般在

    水溶液中反应制得， 对疏水性纤维具有较好的亲和性，取代度在 0 . 0 5～0 . 0 8之间， 单独制浆时膜易龟裂。用

    醚化淀粉代替 P V A的应用实例也比较多。如羧甲基

    淀粉一般在酒精溶剂中制备， 以一氯醋酸为醚化试剂

    发生亲核取代反应l 3 J 。用溶剂法加工的醚化淀粉的取

    代度可以做得很高。羧甲基淀粉 C MS具有较高的粘

    度稳定性， 可以作为印花增稠剂。在经纱上浆中用的

    C MS 具有很好的成膜性， 在通常状态下可单独成膜， 且

    浆膜强韧耐屈曲， 对大多数纤维粘着性好。

    1 C D — D F 6 3 6醚化淀粉的~ j n - r

    C D — D F 6 3 6是以芭蕉芋淀粉为原料， 经过降解、 酯

    化、 醚化等复合变性加工而成。其酯化程度比较小。 醚

    化程度较高， 醚化取代度一般在 0 . 2 5～0 . 3 之间。芭

    蕉芋( C a n n a e d u l i s k e r ) 是南美洲的野生作物， 作为一种

    根茎作物( A R T C) 又名蕉芋、 藕芋、 姜芋、 旱芋等， 属昙

    花科美人蕉多年生草本植物。其淀粉聚合度高， 成膜

    性好， 粘度大； 脂肪、 蛋白质含量低( 脂肪 0 . o 4 %， 蛋白

    收稿日期： 2 0 0 4—0 4 —2 8

    作者简介： 田培善( 1 9 6 8一) ， 男， 工学硕士， 主要从事纺织浆料

    和印染助剂的开发。

    质 0 . 0 8 %， 总磷 0 . 0 3 6 %) ： 糊化温度 5 8～6 8 ℃， 布纳班

    德粘度 5 0 ℃保温 6 0 m i n ( B U ) 9 1 0 ， 粘度波动率 5 4 %， 沉

    降体积 4 6 ， 透光率 7 2 . 7 %。此外， 原淀粉中支链淀粉

    的比例也比较高， 经江南大学食品学院( 中国变性淀粉

    协会专业委员会) 用碘比色法检测， 供样芭蕉芋原淀粉

    比普通马铃薯原淀粉的支链淀粉比例高 4 . 7 1 %( 只做

    相对比较， 可能因产地不同有差异) 。芭蕉芋淀粉颗粒

    为最大， 一般在2 0～8 0 t m a ， 最大可达 l O O t m a [ 引。

    利用淀粉分子葡萄糖残基上第六、 第二、 第三碳原

    子上的羟基所具有的醚化反应能力， 使淀粉与一氯乙

    酸在氢氧化钠提供的碱性环境中发生双分子亲核取代

    反应( S N 2反应历程) ， 生成羧甲基淀粉。其反应式为：

    R—O HOH+2 N a OH +C 1 CH2 CO OH- - - ~R—O CH2 C OONa+

    Na Cl +2 H2 0。

    2 C D — D F 6 3 6浆料的浆膜性能

    2. 1 试验方法

    ( 1 ) 取代度的测定 5 J 试样用硝酸溶液充分洗涤，使其全部转化成酸式 C MS ， 然后再加入 0 . 4 m o L 1 的氢

    氧化钠标准溶液2 5 ml ， 以酚酞为指示剂， 用 0 . 4 m o L 1 的

    盐酸标准溶液滴定过量的氢氧化钠， 滴定到溶液出现

    粉红色， 3 0 s 后不退色即为终点。记录所消耗的盐酸标

    准溶液的体积， 从而计算试样的取代度。

    ( 2 ) 浆膜制备 配制 6 %浓度的浆液， 冷却后慢慢

    倒在面积为 6 5 0 ×4 5 0 n m 2 的玻璃板上( 用水平仪校平

    过) ， 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 2 5 ℃， 相对湿度

    6 0 %， 静置 2 4 ～3 6 h ， 浆液干燥成膜。

    ( 3 ) 浆膜吸湿性 将浆膜裁成圆形试样， 放在 1 0 5

    ～

    1 I O ~ C 烘箱中烘至恒重后称重， 再放在相对湿度为

    7 5 %的密封环境中平衡 2 4 h取出称重， 计算浆膜的吸

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    3 2 · 四川纺织科技 2 0 0 4 年第3 期

    湿率。

    ( 4 ) 浆膜强伸性 制成的浆膜裁成5 m m宽， 2 0 0 m m

    长， 在 I N S T R O N 3 3 4 2万能材料试验机上做拉伸试验。

    测试条件为： 相对湿度 7 0 %， 温度 2 1 ℃， 子样数为 3 0 。

    根据浆膜截面积计算浆膜的断裂强度值。

    2 . 2 试验结果

    试验结果列于表 1 。对芭蕉芋醚化淀粉， 取代度

    在0 . 1 4～ 0 . 2 5之间时能够单独成膜进行机械性能测

    试。取代度太低， 铸膜时易龟裂； 取代度达到 0 . 3 及以

    上时， 浆膜易粘连， 与平板上的聚酯膜剥不开。取代度

    为0 . 2 3左右时断裂强度达到最大， 再增加取代度， 浆

    膜强度下降， 粘弹性能增加。而浆膜的断裂伸长和吸

    湿率( R H： 7 5 %) 都是随取代度的增加而增大的。

    表 1 醚化取代度对浆膜性能的影响

    项 目 — — 实测醚化取代度

    O. O 9 O. 1 4 O. 1 8 O. 2 3 O. 2 5 O. 3 O

    断裂强度 N· m l n 。

    断裂强度 C V %

    断裂伸长率 %

    断裂伸长 C V %

    吸湿率 %( R H： 7 5 %)

    龟裂不成膜 l 3 . 4 l l 7. 2 O 2 1 . 2 2 2 0. 4 5膜太粘

    一

    7. 2l l 1 . 7 5 9. 4 2 8 . 7 8 一

    一

    2. 0 2 4. 7l 5. 2l 6. 7 9 一

    一

    2 3. 4 0 l 9. 4 0 l 7. 5 O 21. 2 5 一

    一

    l 6. 1 O l 7. 4l l 8. 5 5 l 9. 3 6 2 O. 3 2

    3 C D — D 8 6的结构与性能

    3 . 1 布拉班德淀粉糊化 曲线

    C D — D F 6 3 6淀粉衍生物的醚化取代度一般在0 . 2 1 ～

    0 . 2 5 之间 ......