[发明专利]一种阳离子接枝淀粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纺织用变性淀粉浆料技术，具体为一种阳离子淀粉与丙烯酰胺，甲基丙烯酸-β-羟乙酯和丙烯酸丁酯的接枝共聚产物及其在常温下的制备方法。 

背景技术

PVA浆料对各种纤维均具有良好的粘附性，浆液粘度稳定，浆膜坚韧，浆膜强力、耐磨性和抗屈曲强度均好，因此长期以来，PVA被广泛的应用于涤棉混纺纱和纯棉低特高密织物等的上浆浆料。但由于PVA侧基单一，结构整齐，内聚力大，在干燥成膜时易结晶定型，造成湿浆纱干燥后分绞阻力大，并且浆液在高温时易结皮，也是其缺陷。另外PVA溶解性差，退浆困难，退浆浆液中的PVA不易被生物降解，污染环境。目前西欧的一些发达国家已禁止使用PVA作为纺织浆料，而且也禁止进口以PVA上浆的坯布。我国纺织行业近年来也开始提倡少用或不用PVA（参见张斌，替代PVA的接枝变性淀粉浆料的研究［D］.东华大学，2005.1）。 

目前，PVA浆料的替代品主要是各种变性淀粉。这些变性淀粉根据其发展阶段和性质可以分为三代。第一代为分解淀粉，包括酸解淀粉，氧化淀粉，糊精；第二代为淀粉衍生物，包括各类醚化淀粉和酯化淀粉；第三代为接枝淀粉，即在淀粉大分子链上引入具有一定聚合度的高分子化合物，从而使淀粉的性能大为改变，接枝淀粉代表了目前变性淀粉发展的最高阶段。到目前为止，生产接枝淀粉的原料主要为各种原淀粉，以及第一代变性淀粉（酸解淀粉和氧化淀粉）（参见周永元，纺织浆料学［M］.中国纺织出版社，2004）。 

阳离子淀粉，作为原淀粉一种重要的醚类衍生物，在造纸工业已有大量应用，用作湿部添加剂，表面施胶剂以及涂料粘合剂。其主要通过离子键合及附带有的氢键缔合，增进对纤维的粘合力，增强纸张的强度（参见W.Nachtergaele，The benefits of cationic starches for the paper industry. ［J］.Starch/ SCI，1998.9）。但是阳离子淀粉在纺织浆料领域的应用发展缓慢，尚处于初级研究阶段。这一方面是由于季铵基团的引入使得阳离子淀粉的粘度远远大于原淀粉，因而恶化了其上浆性能（参见程哲琼，两类离子化变性淀粉浆料的性能研究.［D］.江南大学，2006.3），限制了其作为一种纺织浆料的应用；另一方面是由于阳离子淀粉只是在原淀粉的骨架上引入了少量的季铵基团，因此对淀粉的物化性质并无太大的改变，尤其是其缺乏亲油的疏水基，使得其对疏水性合成纤维（主要为涤纶）的上浆效果并无明显改善。 

合成纤维在纺织加工过程中往往会在其表面积聚大量负电荷。阳离子淀粉在其氮原子上存在正电荷，因此不仅对这类纤维具有良好的亲和性，而且有消除静电的效能，这一特性使阳离子淀粉理应成为一种极具潜力的经纱上浆原料（参见BEN deping,Guo Xiaohui,Study on the synthesis and property of cationic starch sizing agen.［J］.Textile Auxiliaries.SCI，2009.7）。接枝共聚是目前提高淀粉亲油性，增强淀粉对疏水性纤维亲和力的重要手段，当前原淀粉与乙烯类单体接枝共聚的研究文献较多，而关于阳离子淀粉接枝的报道相对稀少，且少量的研究多集中在阳离子淀粉与丙烯酰胺的一元接枝用于絮凝剂或纸张湿部添加剂上（参见Song Hui,Synthesis and application of cationic starch graft polymer by using the complex initiation system.［J］.Carbohydrate Polymers.SCI，2010.10;Tai,Y.L.,Ma,Synthesis of starch-DMDAAC-AM graft copolymer as strong cationic high molecular fl℃culant.［J］.Speciality Petr℃hemicals.SCI,2002.2）。在申请人检索的范围内，有关阳离子淀粉同时与亲水性，亲油性和双亲性单体的三元接枝共聚的变性淀粉，并以其作为对疏水性合成纤维的上浆剂的文献尚未见报道。 

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是：提供一种阳离子接枝淀粉及其制备方法。该淀粉具有粘度低、糊液稳定性好、对涤棉混纺纱粘附力高、成膜性、浆膜强韧、浆纱性能优越等优点。该淀粉的制备方法采用了自组配的氧化-还原型复合引发体系，因而具有接枝效率高，反应温度低、 反应条件缓和、便于物产分离、过程易控制、可重复性高、且生产过程中无污染、安全性高等特点。