紡織工業使用淀粉作為經紗上漿的漿料,已有一百多年的歷史_第1頁
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文檔簡介

1、紡織工業使用淀粉作為經紗上漿的漿料,已有一百多年的歷史。日前。紡織漿料主要有三大類,分別是淀粉類、聚乙烯醇(PVA)類和聚丙烯酸類。迄今為止,淀粉仍然是經紗上漿的主要漿料。2008年我國印染布的產量已達到494億米,經紗上漿所耗用漿料超過60萬噸,其中淀粉占70,PVA占20,聚丙烯酸類漿料占l0 根據來源不同,生產變性淀粉漿料所使用的淀粉,主要有玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉和木薯淀粉等。美國95以上的淀粉是玉米淀粉;歐洲是以馬鈴薯淀粉為主;泰國、巴西等國主要是木薯淀粉。我國的淀粉漿料主要是玉米淀粉,其次是木薯淀粉,也有少量的小麥淀粉和馬鈴薯淀粉。1 變性淀粉漿料的發展過程 在坯布生產過程中

2、,通過經紗上漿的方式來高漿紗質量,以滿足織造工序的要求,這種生產模式早在動力織機出現之前就已為人們所采用,例如我國元代就曾使用小麥淀粉上漿。20世紀20年代,英國開始使用糊精作為經紗上漿的漿料。到了20世紀40年代,國內外就已經廣泛使用玉米、小麥、馬鈴薯等種類的淀粉【1】上漿,不過那時般都是使用天然淀粉,而不是用變性淀粉。原淀粉在上漿性能上存在著一些缺陷,使用性能并不能令人滿意,為此人們針對原淀粉在經紗上漿中所表現出的不足,采用化學、物理或生物學的方法,有目的地去改善淀粉的上漿性能,從而形成了變性淀粉漿料產業,并在經紗上漿中發揮了重要的作用。因此,變性淀粉是為了更好地滿足紡織經紗上漿的要求應運

3、而生的,又隨著經紗上漿技術的創新和使用要求的提高,而發展和繁榮起來的。在我國,變性淀粉漿料是改革開放以后發展起來的新興產業。 我國變性淀粉漿料的發展大致經歷了以下幾個階段: (1)采用淀粉分解劑。原淀粉的粘度大,漿液流動性差,漿液易凝膠,對經紗的浸透性差,漿膜脆硬,對疏水性合成纖維的粘著性能差。為了克服這些缺陷,在1954年全國清、鋼、漿會議上,紡織部推廣了以硅酸鈉或氯胺T為分解劑的“輕漿”工藝。由于這些化學原料對淀粉的分解作用,降低了淀粉漿液的粘度,改善了漿液的流動性,提高漿紗質量,使一般織物的上漿率,從原來的16下降到8,不僅減少了漿料的耗用量,改善于勞動條件,還提高了織造效率【1】。 (

4、2)轉化淀粉漿料的商業化生產。1981年和1982年,我國分別在四川內江和成都召開了“全國漿紗生產技術經驗交流會”,提出要注重變性淀粉漿料的開發,應該說這是極有遠見的建議。隨后,全國各地陸續建立了一些變性淀粉漿料的專業生產廠,氧化淀粉、酸解淀粉、酶降解淀粉等漿料商品,都被推向市場,用于經紗上漿,開始了變性淀粉漿料的商業化生產。此后,紡織部生產司于1987年在廣東東莞召開的“變性淀粉漿料交流會”、1990年在河南商丘以及1993年在江蘇無錫召開的“全國漿紗生產應用技術交流會”上,都總結并交流了相應時期變性淀粉漿料的生產與使用經驗,這對于加速我國變性淀粉漿料的開發與應用,起到了重要的作用。 (3)

5、各種變性淀粉漿料的大量涌現。隨著漿料生產和應用技術的發展,漿紗生產的技術水平迅速提高,1995年我國組建了中國棉紡織行業協會漿料生產應用部。在中國棉紡織行業協會的領導和淀粉與淀粉糖2009No3組織下,我國每年都召開漿料與漿紗技術年會,每次年會都有主題,總結生產經驗,有計劃、有目的、有步驟地安排漿料與漿紗領域內的千作。例如,研討漿料的發展方向,總結漿料生產與應用經驗,組建漿料檢測中心與漿紗檢測中心,開展漿料上漿性能的研究,制訂漿料質量行業標準,推廣“兩高一低”上漿新工藝【2】。這些卓有成效的工作,不僅推動了變性淀粉漿料在全國紡織企業的應用,而且提高了變性淀粉漿料的開發速度。 日前,我國所生產的

6、變性淀粉漿料,包括氧化淀粉、酸解淀粉、交聯淀粉、酶轉化淀粉、各種淀粉醚和淀粉酯、多重變性淀粉、復合變性淀粉及接枝變性淀粉等品種。應該說我國變性淀粉漿料的發展速度是很快的,與國外相比也并不落后,總的生產量與市場需求量相比,已呈供大于求的局面。一般而淪,我國的變性淀粉漿料,在數量和品種上,已經能夠滿足我國紡織行業經紗上漿的需求。2、國外變性淀粉漿料的現狀 國外經紗上漿所使用的漿料主要也是變性淀粉,目前大多是一些淀粉衍生物,其用量一般都占到漿料總量的70以上。歐洲主要使用酯化或醚化的馬鈴薯淀粉,通過與聚丙烯酸類漿料及少量柔軟劑配合使用,美國則是酯化、醚化、氧化的玉米淀粉為主。 綜觀國外經紗上漿的配方

7、,變性淀粉的用量呈現增加的趨勢,而這種變化所體現出的是變性淀粉在漿料領域中高性能化趨勢的信息。例如【3】,上世紀80年代之前,歐洲漿料的典型配方是50的氧化淀粉或酸解淀粉與50的PVA;80年代的配比是70的淀粉醚或淀粉酯與30的PVAF到了90年代之后,漿料組分的配比通常為7080的淀粉醚或淀粉酯、5一10的PVA、510聚丙烯酸酯。由此可見,隨著變性淀粉漿料檔次和變性深度的提高,上漿性能也隨之提高,變性淀粉漿料在漿料配方中取代PVA的比例逐漸增大。 此外,歐美一些國家曾開發并使用100的支鏈淀粉作為經紗漿料。眾所周知,直鏈淀粉與支鏈淀粉是有顯著差異的。直鏈淀粉易發生凝沉現象,使淀粉漿液形成

8、凝膠,盡管這種特性影響了它的使用價值,但薄膜強韌,并富有彈性。而支鏈淀粉不會發生凝膠,具有較好的粘附能力;其次,支鏈淀粉是構成淀粉漿液粘度的主體,能使經紗吸附足夠的漿液量,保證漿膜有一定的厚度,較高的粘附能力又可提高漿紗的耐磨性能,但薄膜的機械性能比直鏈淀粉漿膜差,漿膜的完整性也差。所以,兩者對上漿工藝都有一定的效用”。這種利用100的支鏈淀粉來開發變性淀粉漿料,顯然是主要著眼于支鏈淀粉優勢。 目前,國外公司在我國銷售的漿料主要有德國伊埃斯集團的馬鈴薯類變性淀粉、荷蘭AVEEBE公司的全支鏈馬鈴薯淀粉衍生物,以及烏拉圭的Super Sizes淀粉漿料助劑等。國內變性淀粉漿料的現狀31 深度變性

9、的變性淀粉漿料 變性淀粉漿料減少了經紗斷頭,提高了織造效率,改善了漿紗質量,對于提升我國淀粉漿料的使用性能起到了重要作用。眾所周知,淀粉的使用性能與其變性程度密切相關,增加變性程度,有利于提高上漿性能。以醋酸酯玉米淀粉對纖維的粘附性能為例,就可以看出變性程度對于上漿性能的影響【4】。但是,我們還必須清醒地認識到,除了變性程度之外,還有很多因素也會影響變性淀粉漿料質量,例如淀粉的變性方式、生產模式、變性方式的組合、變性;工藝路線及其工藝參數、組分配伍問題、原淀粉質量以及變性淀粉生產過程中的質量控制和生產管理等。我們不能說目前變性淀粉漿料的生產工藝都是最好的,其質量還有進一步提高的潛力。32 合理

10、組合的多重變性淀粉漿料 在淀粉的變性過程中,如果只對淀粉進行某一種變性,所得到的變性淀粉是單一變性的變性淀粉;若同時對淀粉進行多種方式的變性,則屬于多重變性。眾所周知,淀粉的每一種變性方式都有其特定的優勢,同時也會存在著一定的缺點。如果要在淀粉變性方式上取長補短,那么就會自然地去選擇兩種或兩種以上的變性方式,同時對淀粉進行變性,以取長補短,提高使用性能。顯然,單一變性與多重變性在使用性能上是不同的。 多重變性淀粉有一個變性的組合或配合問題。這種組合或配合不同,變性淀粉漿料的使用性能也不相同。例如,酸解交聯變性淀粉漿料的使用性能,就與氧化酯化變性淀粉漿料不同。對于經紗上漿而言,一定要根據不同經紗

11、的使用要求,合理地選擇合適的變性方法進行組合,充分發揮不同變性方法的優勢,最大限度地避免其缺陷,真正做到揚長避短,才能得到高性能的淀粉漿料。33 合理配合的復合變性淀粉漿料 從組成上看,變性淀粉漿料還有單組分變性淀粉漿料、雙組分變性淀粉漿料和多組分變性淀粉漿料之分。關于復合變性淀粉漿料的概念,前幾年就已經明確,是指將兩種或兩種以上的變性淀粉進行共混,配成共混物使用。這實際上也是一種組合漿料的概念,只不過這種組合在組分上是不包含PVA、聚丙烯酸類漿料以及各種漿紗助劑的,全部由變性淀粉所組成。 制備復合變性淀粉漿料,也是為了充分發揮不同變性淀粉漿料的優勢,最大限度地做到揚長避短,提高變性淀粉漿料的

12、使用性能。4 變性淀粉漿料的發展趨勢 紡織漿料的發展方向是“高質量、多功能、少組分、系列化、少用或不用PVA”。紡織工業在使用一部分初級變性淀粉,用于粗支、低密的天然纖維經紗上漿的同時,另一部分變性淀粉漿料必然要提高檔次,向高性能化的方向發展,以取代PVA漿料。因此,對于這類用途的變性淀粉漿料,提高檔次以實現高性能化是必然的發展趨勢。4.1 適應纖維原料的要求 變性淀粉漿料的發展,要適應纖維原料差別化、混紡多組分化、織機高速化、面料多樣化的要求。隨著科學技術的發展,新型纖維層出不窮,例如各種高性能纖維以及竹纖維、Tensely纖維、夜光纖維、聚乳酸纖維、大豆蛋白纖維、彩棉等,這些新型纖維的發展

13、和變化很快。如何使變性淀粉漿料適應上述纖維經紗的上漿,無疑給變性淀粉漿料的生產和使用提出了新的挑戰。因此,今后變性淀粉漿料的發展,自然需要適應上述纖維原料“四化”的要求。42 適應經紗環保上漿的要求 變性淀粉漿料的發展,要適應經紗環保上漿的要求,少用或不用PVA、少用或不用PVA漿料。我國自20世紀60年代開始大量使用PVA進行經紗上漿,解決了當時滌棉混紡品種上漿難的問題。即使是現在,也被認為是滌棉混紡、合纖以及細號、高密等高難品種的首選漿料,漿紗一出問題,首先考慮到的便是增加PVA的用量,這是很多紡織企業習慣性的思維模式,盡管不好,但的確很有效。漿紗生產實踐證實,對于高難品種的經紗上漿,迄今

14、還沒有出現一種漿料,其漿紗的綜合性能可以與PVA相媲美,因而在上漿生產過程中,仍不得不大量使用PVA漿料。那么我們為什么還要倡導不用或少用PVA呢?至少有以下幾條理由: (1)PVA對酸、堿和一般的微生物都很穩定,不易降解,所以它在退漿之后,便成為污染環境的物質,大量的PVA隨著退漿廢水進入江河湖泊,嚴重污染了水生態環境系統。PVA對環境的污染問題已經引起廣泛的重視,美國在20世紀80年代初就提出了PVA對環境的污染問題,歐洲的一些國家最近已經開始禁用PVA,所以我們含有PVA漿料的坯布在歐洲已經受阻。 (2)PVA價格高,減少它的用量就能夠降低漿料成本。 (3)PVA的退漿,是通過煮練使PVA溶解在退漿液中,所以在煮練后的布面上,總會多少帶有一些PVA,這對于后道印染加工是一種威脅。此外,布面上的PVA痕跡,是很容易被檢測出來,進而成為綠色壁壘制造者的借口。 (4)減少PVA的用量,可以減少人類對不可再生資源的依賴程度,有利于紡織工業的可持續發展。 由此可見,經紗上漿不用或少用PVA,已成為漿料與漿紗工作者的共識,在不影響漿紗質量的前提下,如何有效地降低PVA的用量,一直是漿料化學領域十一個頗有吸引力的研究課題,也是經紗上漿生產中的重大問題。43 滿足漿紗與織造設備技術進步的要求 目前,無梭織機已經大面積使用,漿紗設備也向高速化和自動化方向發展,這無疑使漿紗質量大為提高,因而也

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