[00143606]超细粒子增强纺织变性淀粉浆料性能的机理与工艺研究

淀粉经过上述变性处理后，尽管其性能有了很大改进，但未解决淀粉浆料的根本缺陷，即对纱线的渗透性不足而使粘附性不强、浆膜强度不够、浆膜柔韧性差的问题。所以，在浆纱时，不得不使用成膜性好的PVA，但PVA难以降解会对环境造成严重的污染，在纺织品整理产生大量废水中，浆料占有很大的比例。所以欧美等国限制进口使用过PVA的坯布。20世纪50年代，欧洲一位著名的纺织界权威人士提出了发展无需降解的无机浆料可能是解决纺织浆料污染问题的重要途径的建议。纳米技术的发展，为研究无机纺织浆料提供了大好机遇，利用纳米材料的特性，改善变性淀粉浆料的性能，提高变性淀粉浆料对纱线的粘附力，改善浆膜的柔韧性和耐磨性是一个重要的研究方向。本成果包含了以下几方面的内容：1．超细粒子的选择根据纤维的结构和黏附机理，对几种超细粒子进行了选择，经过研究，选择了CaCO3超细粒子。2．研究了CaCO3超细粒子水分散液的制备方法与影响因素[1] CaCO3超细粒子水分散液的制备方法纳米CaCO3粒径极小，比表面积极大，表面能很大，粒子容易凝聚，纳米CaCO3粒子很难溶于水，在调制淀粉浆液时，须对纳米CaCO3粒子进行预处理，首先制成纳米CaCO3水分散液。经过实验，用化学、物理联合方法制取纳米CaCO3水分散液。 [2]研究了CaCO3超细粒子水分散液体系稳定性的影响因素 分别研究了表面活性剂、CaCO3含固量、表面活性剂加入方式、超细粒子分散机的转速、乳化时间等对CaCO3水分散液体系稳定性的影响。最佳工艺是：选择反向分散法，10%的含固量，表面活性剂剂10%，采用化学/物理法，转速1300转/分，乳化时间25min制备纳米CaCO3水分散液。3．研究了CaCO3与变性淀粉协同作用后混合浆料的性能[1]研究了CaCO3与变性淀粉协同作用后对纯棉粗纱黏附性能、对浆液黏度和黏度稳定性的影响。[2]研究了CaCO3与变性淀粉协同作用对浆纱性能的影响测试了加入超细CaCO3粒子后浆纱的毛羽性能、断裂强力、断裂伸长、耐磨性能、浆纱回潮率、上浆率、浆液的浸透与被覆性能。4．在牛仔布经纱上浆进行了生产应用试验在东莞鼎峰纺织有限公司进行了牛仔布经纱上浆试验。5．与成都东美纺织浆料有限公司合作进行了浆料的生产，并在纺织厂应用。6．CaCO3与变性淀粉协同作用机理分析探讨了CaCO3与变性淀粉协同作用的机理。经生产实践应用，证明了CaCO3与变性淀粉协同作用后，确实可以提高变性淀粉的上浆性能。国际上都在加强变性淀粉浆料的研究。欧洲荷兰的AVEBE公司将基因工程技术运用到土豆的培育上，生产出了高性能变性淀粉；德国Emsland-Starke公司也对土豆淀粉浆料的生产极为重视，该公司生产的GM8-60土豆变性淀粉，已登陆我国市场。我国现有织机约100万台，每年消耗的浆料达20-25万吨，国产变性淀粉的价格在3000元/吨左右，而荷兰的AVEBE公司ASP、德国Emsland-Starke公司的GM8-60在国内售价为13500元/吨左右。尽管价格昂贵，但有些出口到欧美的产品，由于不允许使用PVA而不得不采用他们的变性淀粉浆料。纺织工业每年要消耗大约30万吨左右的纺织浆料，PVA浆料约占20%，每年大约要消耗6万吨。纺织工业每年需要大量的浆料。所以，提高和改善变性淀粉浆料的性能，不但具有极好的应用前景，而且对环保、农副产品深加工亦具有极好的社会效益。本课题的研究成果在经纱上浆过程中能明显降低PVA的用量，从目前的使用情况和浆料的发展趋势方面看，应具有极好的前景。