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纺织经纱上浆中常用的浆料主要有淀粉、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸类浆料三大类。丙烯酸类浆料不能作为主体浆料使用,PVA浆料虽然上浆性能良好,但它不易降解,对环境的污染极大。解决PVA的污染问题,很大程度上依靠开发替代PVA的新型浆料。接枝淀粉浆料就是很有希望的一类浆料。接枝淀粉产品在其它领域应用已比较普遍,但作为纺织浆料目前还处于研究阶段。
目前接枝变性淀粉的研究重点在于引发剂的开发与优选。引发剂对于接枝共聚反应起着至关重要的作用。因此本课题首先在筛选引发剂方面做了大量的实验,通过实验及理论分析得出焦磷酸锰离子络阴离子[Mn(H2P2O7)3]3—引发体系对于淀粉接枝丙烯酰胺的效果最好。
对焦磷酸锰离子络阴离子[Mn(H2P2O7)3]3—引发体系做了优化,探讨了引发剂的配制对自由基的影响。得出了配制引发剂的最佳配方,该引发剂价廉、高效。同时证明了在不用氮气作保护气的情况下接枝共聚反应可以进行。
通过研究引发剂的用量、接枝单体的用量、反应温度、反应时间和单体的加入方式等因素对接枝共聚反应的影响,得出了制备淀粉接枝丙烯酰胺的最佳工艺条件:淀粉92g(含水率13%),丙烯酰胺16g(淀粉量的20%),引发剂15mL,浓硫酸0.6mL,温度为40℃,反应时间为3h。并在该最佳条件下制备了接枝变性淀粉。经红外光谱法证明,淀粉与单体发生了接枝共聚反应。
对所得接枝变性淀粉做了浆液性能和上浆性能的测试。分别测试了浆液的粘度及粘度稳定性,粘附力,浆膜的断裂强力。并依据经纱上浆对浆料的要求,对接枝淀粉进行了酸解处理,实验证实,酸解后接枝淀粉的接枝率几乎不受影响,粘度降低到8~9mPa·s,而且稳定性较好,各项性能与PVA相近,有望完全替代PVA。