低取代度羧甲基淀粉的水相合成及上浆性能的研究

论文摘要

为了提高淀粉浆料的使用性能,扩大淀粉浆料的应用范围,本论文以氯乙酸为醚化剂,通过水相法合成了一系列低取代度的羧甲基淀粉(CMS),探讨了主要工艺参数单因素变化时对淀粉羧甲基化反应的影响,包括氢氧化钠对氯乙酸的摩尔比、反应温度、反应时间、淀粉乳浓度及醚化剂对淀粉的投料比等,并通过红外光谱对所制备的羧甲基醚化淀粉进行了表征。实验结果表明,醚化反应的反应效率与反应条件密切相关,随着氢氧化钠对氯乙酸的摩尔比以及淀粉乳浓度的增加,醚化反应的反应效率呈现先增大后减小的趋势。随着反应时间的延长,反应效率开始逐渐增加,当反应时间达到12h后,反应效率基本趋于平衡。而随着反应温度的提高和氯乙酸对淀粉摩尔比的降低,醚化反应的反应效率逐渐增加。实验结果证实,可在以下参数条件下于水相中制备低取代度的羧甲基醚化淀粉,即氢氧化钠与氯乙酸的摩尔比为2.5:1,淀粉乳浓度为30%,反应温度为50℃,反应时间为12h。本文以浆液粘度、粘附性能、浆膜性能及浆纱质量为评价指标,研究了羧甲基淀粉的变性深度与纤维粘附性能之间的内在联系,探索了变性深度对浆液粘度、粘附性能、浆膜性能及浆纱质量的影响。结果表明,淀粉羧甲基化变性能够改善淀粉对棉和涤/棉纤维的粘附性能,随着取代度的增大,粘附性能逐渐增大,但对涤纶的粘附性能逐渐降低。浆膜的断裂强度和耐磨性略有降低。对浆纱质量的测试结果证实,低取代度的羧甲基淀粉可以作为主浆料使用,并能在纯棉经纱上浆应用中进一步增大对PVA的取代比例。水相合成法有利于CMS生产成本的降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.1.1 经纱上浆的目的及要求
• 1.1.2 浆料的粘附性能
• 1.1.2.1 粘附机理
• 1.1.2.2 粘附性及其测试方法
• 1.1.3 浆膜性能
• 1.1.3.1 成膜机理及成膜过程
• 1.1.3.2 浆膜的主要性能
• 1.1.4 常用纺织浆料的概况
• 1.2 国内外羧甲基淀粉的研究概况
• 1.2.1 羧甲基淀粉概况
• 1.2.2 纺织行业中的应用研究进展
• 1.3 本课题研究的内容及意义
• 第二章 淀粉羧甲基醚化反应的研究
• 2.1 实验部分
• 2.2 结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 第三章 水相合成低取代度羧甲基淀粉浆料性能的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验仪器和材料
• 3.1.2 粘度的测定
• 3.1.3 粘附性能的测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 浆液粘度及热稳定性
• 3.2.2 浆膜性能
• 3.2.2.1 断裂伸长
• 3.2.2.2 断裂强度
• 3.2.2.3 耐屈曲性能
• 3.2.2.4 耐磨性能
• 3.2.3 粘附性能
• 3.2.3.1 棉纤维
• 3.2.3.2 涤纶纤维
• 3.2.3.3 涤/棉纤维
• 3.3 本章小结
• 第四章 羧甲基淀粉浆纱性能的研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验仪器和材料
• 4.1.1.1 浆料参数
• 4.1.1.2 细纱参数
• 4.1.1.3 仪器设备
• 4.1.2 羧甲基淀粉经纱上浆实验
• 4.1.2.1 上浆工艺
• 4.1.2.2 浆纱性能的测试
• 4.1.2.2.1 浆纱回潮率
• 4.1.2.2.2 上浆率
• 4.1.2.2.3 毛羽降低率
• 4.1.2.2.4 耐磨性能
• 4.1.2.2.5 力学性能
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 浆纱回潮率
• 4.2.2 上浆率
• 4.2.3 毛羽降低率
• 4.2.4 耐磨性能
• 4.2.5 力学性能
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文