[发明专利]一种油水两亲性变性淀粉浆料及其制备方法

说明书

本发明涉及淀粉改性技术领域，特别涉及一种油水两性淀粉浆料及其制备方法，本发明以酸解的淀粉作为主料，并分别采用CHPTMA对淀粉进行醚化，OSA对醚化后的淀粉进行酯化，酸化的淀粉液体流动性好，有利于后续季铵醚化和辛烯基琥珀酸酯化反应的进行，采用醚化和酯化在淀粉大分子链上同时引入亲水性的阳离子基团和亲油性的辛烯基琥珀酸酯，制备出上浆性能优异的油水两亲性淀粉浆料，应用在纺织浆纱领域，为淀粉浆料取代PVA研究奠定基础。

技术领域

本发明属于淀粉改性技术领域，具体涉及一种油水两亲性变性淀粉浆料及其制备方法。

背景技术

在纺织产品的加工过程中，经纱上浆是纺织厂的一道十分重要的工序，被业内成为“老虎口”。除了股线、强捻丝、变形丝、单纤丝和网络丝以外，其他短纤纱和长丝的经纱在织造前都必须经过上浆加工，在上浆过程中，浆液包裹在经纱表面，同时向经纱内部渗透。上浆后的经纱经烘干处理，浆液在经纱的纱体表面形成一层柔软、坚韧、富有弹性的均匀薄膜，纱身表面光滑、毛羽贴伏。浆液在经纱表面形成的薄膜，起到保护经纱的作用，改善纱线的耐磨性能,赋予纱线良好的弹性、可弯曲性和较高的断裂伸长率。因此，通过上浆作用，可以有效提高经纱抵御外界带来的机械力作用的能力，改善经纱的可织性，保证织造加工的顺利进行。

目前，常用的纺织浆料有三大类：淀粉、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸类浆料。其中淀粉作为浆料来说大约占总量的70％，PVA占20％左右，聚丙烯酸类浆料和其它浆料占10％左右。淀粉大分子由于含有的羟基数量多，分子极性表现较强，氢键的缔合力及分子间作用力都较大，因此在淀粉作为上浆剂使用时，对极性较强的纤维例如棉纤维来说，具有较高的粘附力，但对于疏水性纤维例如合成纤维来说，其粘附力较差。同时，由于淀粉大分子的柔顺性差，因此由淀粉形成的薄膜硬而脆，难以很好地满足经纱上浆的要求。因此，在纺织上浆剂使用上，根据浆料的要求，对原淀粉进行有针对性的改性，满足浆料使用要求，根据开发的时间和变性方式，可以分为三个阶段。第一代变性淀粉：主要有糊精、酸解淀粉、氧化淀粉，转化淀粉针对原淀粉聚合度高和粘度高、流动性差的缺点，用部分化学原料和原淀粉发生解聚反应和氧化反应，降低原淀粉的聚合度和粘度，提高淀粉在水中的分散性。第二代变性淀粉：淀粉衍生物，在淀粉大分子上引入化学基团，提高淀粉在水中的分散性，提高淀粉浆液对合成纤维的粘附作用，增加淀粉浆膜的柔韧性等。交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉和阳离子淀粉均属于第二代变性淀粉。第三代变性淀粉：接枝淀粉，是在淀粉大分子上引入接枝单体，制得的一类化学改性淀粉。接枝淀粉兼具淀粉和键接高聚物的综合性能。在接枝单体的选择上，通常要求接枝单体的结构与纤维相接近，以此来改善淀粉的粘附性和成膜性。然而，接枝淀粉因其接枝工艺的复杂性，成本较高，能部分取代PVA并非全部取代，其上浆性能还需进一步提高，对接枝共聚反应中的关键技术还有待进一步探讨，仍需做大量的基础研究工作。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出针对以上缺点，发明一种油水两亲性变性淀粉浆料及其制备方法，在淀粉大分子链上同时引入亲水性的阳离子基团和亲油性的辛烯基琥珀酸酯基团，改善淀粉浆膜性能，为淀粉浆料取代PVA研究奠定基础。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种油水两亲性变性淀粉浆料的制备方法，具体步骤如下：

1)淀粉亲水性改性：称取酸解淀粉，溶于辅助液中，制成淀粉乳，将淀粉乳搅拌加热至45-55℃，加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)的NaOH溶液，恒温反应8-15min后，用碱液调节反应体系pH至10-11，继续恒温搅拌反应5-7h，结束反应，停止加热，用酸液中和pH至8-8.5，搅拌冷却至33-38℃，得反应液1；

2)向反应液1中滴加辛烯基琥珀酸酐(OSA)的醇溶液，并用碱液维持体系的pH值在8.5-9，然后保持反应体系温度33-38℃下搅拌反应1.5-2.5h，结束反应，用酸液中和pH至6-6.5，然后真空过滤，将过滤物用乙醇溶液洗涤至用硝酸银检测，滤液中无白色沉淀，最后，用无水乙醇洗涤，真空过滤，将滤饼干燥，粉碎，过筛，制成两亲性淀粉(QAS)。