一种两性淀粉的制备方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种两性淀粉的制备方法及应用，涉及纺织经纱上浆用的改性淀粉技术领域，对淀粉进行酸解、磷酸酯化、叔胺化三步变性，且酸解与磷酸酯化变性程度固定，增加叔胺化变性程度，制备磷酸酯化取代度固定且叔胺化取代度逐渐增大的两性淀粉。本发明专利技术所制备两性淀粉具有优异的上浆性能，与原淀粉相比，粘度热稳定性、对纯棉与涤棉混纺纱的粘附性、膜断裂伸长率均得到了显著提升，另外，在磷酸酯化取代度相等，阳离子取代度相近情况下，所制备两性淀粉的具有良好的退浆性能，能完全满足退浆要求，本发明专利技术所制备两性淀粉具有非常优异的上浆和退浆性能，非常适用于天然纤维纱及其与合成纤维混纺纱的纺织上浆中使用。合成纤维混纺纱的纺织上浆中使用。合成纤维混纺纱的纺织上浆中使用。

【技术实现步骤摘要】
一种两性淀粉的制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及纺织经纱上浆用的改性淀粉
，特别涉及一种两性淀粉的制备方法及应用。

技术介绍

[0002]纺织浆料是纺织领域浆纱工序中必不可少的材料。目前，市场上使用的浆料主要是三大类：淀粉类、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸类。淀粉类浆料用量最多，约占浆料消耗总量的70％以上。淀粉类浆料具有来源广泛，价格低廉，对亲水性的天然纤维有较好的粘附性和可生物降解良好等优点。然而，淀粉分子链对热和剪切作用敏感，造成在二者作用下因甙键断裂而发生淀粉分子链的降解，使其表观粘度发生大的波动，严重降低浆液的粘度热稳定性。粘度热稳定性低，必然会导致上浆率的不稳定，影响浆纱质量和织造性能。淀粉分子中的大量环状刚性结构和羟基，造成淀粉对纤维的粘附性不足，形成浆膜脆硬问题。这些造成其使用效果不尽人意，所以开发新型纺织淀粉必然是一个重要选择。
[0003]阳离子和阴离子淀粉是常用的改性淀粉品种。但使用阴离子淀粉对天然纤维进行粘合时，会在淀粉胶接层与纤维间的界面产生静电斥力，从而对粘合不利；相反，使用阳离子淀粉可产生静电引力，对粘合有利，但是，产生的静电引力必然会增加阳离子淀粉从淀粉上退除的困难，造成退浆难的问题，且使用阳离子淀粉时与阴离子助剂接触时会产生絮凝问题。采用化学改性将阳离子和阴离子官能团同时引入到淀粉分子链上是解决这些问题的一个重要选择。目前常用的阳离子均为季铵阳离子，这种官能团在很宽的pH范围内均带正电荷。因这种特性在同时联合二者进行使用时，二者间的摩尔比接近于1:1，才能保证淀粉的退浆性能满足使用要求。可以想象，如果阴离子量固定，季铵阳离子继续增加，静电引力更强则更有利于粘合，但会导致退浆困难，退浆难以满足使用需求，从而限制了季铵阳离子的增加。那么，如果能将阳离子和阴离子官能团联合，在二者比例阳离子无限制高于阴离子的情况下，可实现退浆性能满足使用要求，那么这时产生的静电引力将更高，对纤维的粘合作用更有利，从而避免使用季铵阳离子时，它与阴离子间的摩尔比受到严格限制的问题。为此，本专利技术若能解决这个问题，将具有重要价值，且能够为纺织上浆领域提供新型纺织淀粉品种。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供以下的技术方案：
[0005]一种两性淀粉的制备方法及应用，包括以下步骤：
[0006]步骤(1)对淀粉进行酸解改性制得酸解淀粉，进一步进行磷酸酯化改性制得酸解
‑
磷酸酯化淀粉；
[0007]步骤(2)将酸解
‑
磷酸酯化淀粉分散于乙醇
‑
蒸馏水介质中，配制成淀粉乳，水浴升温至所需温度进行保温，滴加NaOH溶液调节pH值至碱性，机械搅拌半小时后，缓慢滴加二甲氨基甲酰氯试剂，同时用NaOH溶液维持pH不变，滴加完成后继续搅拌反应一定时间；将反应
产物过滤，用乙醇蒸馏水溶液重新分散淀粉，用盐酸稀水溶液中和pH值至弱酸性，真空抽滤，再用乙醇蒸馏水溶液洗涤产物3～5次，最后于烘箱中干燥，获得两性淀粉。
[0008]优选地，步骤(1)中酸解
‑
磷酸酯化淀粉取代度为0.015。
[0009]优选地，步骤(2)中乙醇
‑
蒸馏水质量比为90:10～40:60，所述淀粉乳中酸解
‑
磷酸酯化淀粉的质量分数为10～40％，保温温度为25～50℃，滴加NaOH溶液调节pH值至8～10.5。
[0010]优选地，所述步骤(2)中二甲氨基甲酰氯用量为酸解
‑
磷酸酯化淀粉质量的6.25％～25.0％，滴加完成后继续搅拌反应时间为0.5～12小时。
[0011]优选地，所述盐酸稀水溶液中盐酸浓度为0.5～2.6mol/L，用盐酸稀水溶液中和pH值至4.8～6。
[0012]本专利技术还公开了一种上述制备方法获得的上浆性能好且退浆不受阳离子取代基引入量影响的两性淀粉，两性淀粉为酸解
‑
磷酸酯化
‑
叔胺化淀粉，其叔胺化取代度为0.018～0.050，总取代度为0.033～0.065。两种取代基均结合在淀粉分子中的羟基上，其分子结构如下：
[0013][0014]本专利技术还公开了一种两性淀粉在纺织经纱上的应用，将两性淀粉配制成浆料后用于纺织经纱。
[0015]本专利技术有益效果：为克服淀粉的性能缺陷，并解决常用季铵
‑
阴离子型两性淀粉作为浆料使用存在的问题，本专利技术提供了一种上浆性能好且退浆不受阳离子取代基引入量影响的两性淀粉的制备方法及应用，通过对淀粉进行酸解、磷酸酯化、叔胺化改性处理，且改性过程中固定阴离子磷酸酯化变性程度，逐渐增加叔胺化变性程度，从而调控两种取代基的引入摩尔比，开发出上浆性能好(粘度热稳定高、粘附性强、膜伸长大且强度降低)且易退浆，退浆满足使用要求的新型两性淀粉。
[0016]本专利技术中选用纯棉纱和涤棉混纺纱作为两性淀粉粘合对象，利用叔胺酸性条件下带正电荷，碱性条件下不带电的特性，酸性条件下开展上浆性能实验及研究分析。本专利技术中两性淀粉与改性前淀粉相比，能够显著提升对两种纱的粘合作用，原因主要有以下几方面：1)纱中天然纤维(棉纤维)在水中带负电荷，可与两性淀粉中阳离子叔胺产生静电引力，以及极性的叔胺阳离子及阴离子磷酸酯官能团可与棉纤维中极性基团发生氢键作用和产生范德华力，从而改善显著提升淀粉对棉纤维的粘合作用；2)本专利技术中叔胺取代基与淀粉羟基结合后形成酯基，与涤纶纤维上酯基具有化学相似性，增加范德华力，从而也能显著提升淀粉对涤棉纱的粘合作用；3)取代基中既有极性官能团又存在非极性酯基官能团，赋予淀粉高表面活性，降低淀粉表面张力，也有利于提升淀粉对两种纱的粘合作用。极性官能团的引入明显提升了淀粉与水分子间的亲和作用，缓解了淀粉的老化趋势，从而显著提升了其粘度热稳定性。利用两种取代基的空间作用产生的内增塑作用，使膜的断裂伸长率明显增加，强度降低，淀粉膜的脆性降低。利用叔胺酸性条件下带正电荷，碱性条件下不带电的特
性，使用双氧水
‑
碱退浆方法，在碱性条件下进行退浆实验，使退浆过程中叔胺非离子化，不带电荷，则使其在淀粉分子链上的引入量不受任何限制，避免了使用季铵阳离子时，它与阴离子间的摩尔比受到严格限制的问题，限制季铵阳离子的大量引入。因而本专利技术中的两性淀粉不仅具有良好的上浆性能，而且易于退浆，特别适用于天然纤维纱及其与合成纤维混纺纱的上浆使用。
附图说明
[0017]图1为制备两性淀粉的反应方程图。
[0018]图2为原淀粉(a)和制备两性淀粉(b)的EDS图。
[0019]图3为原淀粉(a)和制备两性淀粉(b)的电子扫描电镜图。
具体实施方式
[0020]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0021]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两性淀粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤(1)对淀粉进行酸解改性制得酸解淀粉，进一步进行磷酸酯化改性制得酸解
‑
磷酸酯化淀粉；步骤(2)将酸解
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磷酸酯化淀粉分散于乙醇
‑
蒸馏水介质中，配制成淀粉乳，水浴升温至所需温度进行保温，滴加NaOH溶液调节pH值至碱性，机械搅拌半小时后，缓慢滴加二甲氨基甲酰氯试剂，同时用NaOH溶液维持pH不变，滴加完成后继续搅拌反应一定时间；将反应产物过滤，用乙醇蒸馏水溶液重新分散淀粉，用盐酸稀水溶液中和pH值至弱酸性，真空抽滤，再用乙醇蒸馏水溶液洗涤产物3～5次，最后于烘箱中干燥，获得两性淀粉。2.根据权利要求1中所述的一种两性淀粉的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中酸解
‑
磷酸酯化淀粉取代度为0.015。3.根据权利要求1中所述的一种两性淀粉的制备方法，其特征在于：所述乙醇
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蒸馏水介质中乙醇与蒸馏水的质量比为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，程雪冬，闫红芹，刘志，王英沣，刘倩，张悦，吴宇洁，
申请(专利权)人：安徽工程大学，
类型：发明
国别省市：