邻苯二甲酸淀粉酯的制备及其浆纱性能的研究

论文摘要

为了提高淀粉浆料对聚酯纤维的粘附性,拓宽淀粉浆料的应用范围,实现全淀粉上浆合成纤维的目标;本文根据相似相亲原理,以邻苯二甲酸酐为酯化剂,合成了与聚酯纤维结构相似的邻苯二甲酸淀粉酯,以期提高淀粉对聚酯纤维的亲和性和粘附力。本研究通过半溶媒法工艺合成了一系列取代度的邻苯二甲酸淀粉酯,探讨了其主要工艺参数单个因素变化对淀粉酯化反应的影响,包括反应温度、反应时间、催化剂的用量及邻苯二甲酸酐含量比等,并通过红外光谱对所制备的邻苯二甲酸淀粉酯进行了表征。实验结果显示,邻苯二甲酸淀粉酯的取代度及反应效率与反应条件密切相关,随着反应温度的升高,取代度和反应效率呈现先增大后减小的趋势,酯化温度以130℃为宜,酯化剂加入量不但要考虑其对取代度与反应效率的影响,同样实际生产中制备成本问题也是不容忽视的,均衡各个因素用量控制在4%-6%;对于反应时间的延长,取代度和反应效率呈现先增大后减小的趋势,3h就可满足实验要求,而催化剂含量控制在2%左右可达到较为理想的催化效果。本文以浆液粘度、热粘度稳定性、粘附性能、断裂强力、断裂伸长率及毛羽指数为评价指标,研究邻苯二甲酸淀粉酯的取代度与纤维粘附性之间的内在联系,初步探讨取代度对浆液性能与上浆性能的影响,同时进行了邻苯二甲酸淀粉酯与氧化淀粉、醋酸酯淀粉用于聚酯纤维上浆的对比实验。结果表明,邻苯二甲酸淀粉酯的浆液性能和上浆性能均优于氧化淀粉和醋酸酯淀粉。邻苯二甲酸淀粉酯能够改善淀粉对聚酯纤维的粘附性能,并且浆液性能和上浆性能也都随着取代度的增大而有不同程度的提升。本实验制得取代度为0.032时上浆性能最佳,可以很好的对聚酯纤维进行上浆。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 浆料现状
• 1.1.1 聚乙烯醇（PVA）浆料
• 1.1.2 丙烯酸浆料
• 1.1.3 淀粉浆料
• 1.2 浆料发展趋势
• 1.3 邻苯二甲酸淀粉酯的国内外发展现状及选题依据
• 1.4 课题研究内容及意义
• 2. 邻苯二甲酸淀粉酯的制备及表征
• 2.1 邻苯二甲酸淀粉酯的制备原理
• 2.1.1 邻苯二甲酸淀粉酯的制备方法
• 2.1.2 需要解决的关键问题
• 2.1.3 邻苯二甲酸淀粉酯制备的工艺流程
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验器料
• 2.2.2 邻苯二甲酸淀粉酯的制备
• 2.2.3 邻苯二甲酸淀粉酯取代度（DS）的测定及反应效率的计算
• 2.3 实验结果与分析
• 2.4 邻苯二甲酸淀粉酯结构的表征
• 2.4.1 红外光谱测试原理
• 2.4.2 邻苯二甲酸淀粉酯的红外光谱测试结果与讨论
• 本章小结
• 3. 邻苯二甲酸淀粉酯浆纱性能的研究
• 3.1 实验原理及测试方法
• 3.1.1 邻苯二甲酸淀粉酯水溶性测试
• 3.1.2 浆液粘度及热粘度稳定性的测试
• 3.1.3 纱线的断裂性能测试
• 3.1.4 毛羽指数测试
• 3.1.5 粘附力的测试
• 3.2 实验结果与分析
• 3.2.1 邻苯二甲酸淀粉酯水溶性
• 3.2.2 粘度及热粘度稳定性
• 3.2.3 上浆纱线的断裂性能
• 3.2.4 上浆纱线毛羽指数
• 3.2.5 浆料粘附性能
• 本章小结
• 4. 结论与展望
• 4.1 课题研究结论
• 4.2 课题研究中存在的问题
• 4.3 今后努力的方向
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢