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1、西安工程科技学院学报JournalofXi’anUniversityofEngineeringScienceandTechnology第19卷第1期(总73期)2005年3月Vol.19,No.1(SumNo.73)文章编号:16712850X(2005)0120001205淀粉加尿素混合物和尿素淀粉浆料的性能研究沈艳琴,武海良,本德萍,钱现X(西安工程科技学院纺织与材料学院,陕西西安710048)摘要:探讨淀粉加尿素的混合物是否就是尿素淀粉问题,研究了土豆淀粉与尿素机械混合物在煮浆过程中的反应性能,合成了
2、尿素淀粉浆料.通过红外光谱图及各项性能指标的测试,结果表明尿素淀粉具有优越的浆纱性能,而土豆淀粉与尿素的机械混合物在煮浆过程中未生成尿素淀粉,从而得出淀粉加尿素的混合物并不是真正意义上的尿素淀粉.关键词:土豆淀粉;尿素;机械混合物;尿素淀粉+中图分类号:TS105.213文献标识码:A0前言尿素(H2NCONH2)是一种简单的有机化合物,具有优良的吸湿性能,广泛用于农业、纺织、印染等行业.尿素淀粉又称淀粉氨基甲酸酯或酰胺淀粉,这种变性淀粉所用的试剂是尿素(Urea),因此,商业上更[1]多地称为“尿素淀粉”
3、.尿素淀粉是淀粉大分子链中的羟基被氨基甲酸酯基(H2NCOO—)取代的一类变性淀粉,即氨基甲酸酯基是与淀粉的化学结合,其特性指标是“结合氮”.尿素是一种含氮的有机化合物,能促使淀粉膨胀.由于尿素淀粉含有亲水性强,能与棉纤维中的羟基形成氢键的“酰胺”基团,因而对棉纤维具有较好的粘附性能;并具有良好的吸湿性,能改善淀粉的浆膜性能,提高织造性.目前,市场上供应的所谓“尿素淀粉”或称为“氨基甲酸酯淀粉”,并不是将尿素与淀粉进行化学反应,而仅是将尿素与淀粉按一定的比例进行机械搅拌物理混合而形成的混合物.人们认为煮浆过
4、程中,混合物中的尿素会分解成异氰酸,异氰酸再与淀粉反[2]应,生成尿素淀粉.本文探讨煮浆过程中会不会发生上述化学反应的问题,并测试分析了尿素对淀粉的浆液性能的影响以及真正的尿素淀粉浆液的浆纱性能等.1土豆淀粉与尿素机械混合物性能1.1尿素对淀粉浆液粘度及粘度热稳定性影响将尿素以不同比例与土豆淀粉混合(对淀粉质量的百分比),测定其对淀粉浆液粘度和粘度热稳定性的影响.调制850ml含固量为6%的浆液,其中尿素分别以计入浆液含固量和不计入浆液含固量两种方式测试,搅拌速度为120römin,恒温水浴加热,浆液温度升
5、高到95℃.开始计时,每30min测定一次粘度值,共保温3h,测定6次.在95℃保温1h测定的粘度值即为该浆液的粘度值.后5次测定的粘度值极差与该粘[3]度值的比值为粘度波动率(%).测试结果见表1和表2.X收稿日期:2004208227基金项目:西安市科技局科技攻关项目(GG200141)通讯作者:沈艳琴(19632),女,宁夏回族自治区石嘴山市人,西安工程科技学院副教授,E2mail:xasyq1@eyou.com.2西安工程科技学院学报第19卷表1尿素用量对淀粉浆液粘度及粘度热稳定性的影响(尿素计入浆
6、液含固量)尿素∶淀粉粘度粘度粘度热稳定性尿素∶淀粉粘度粘度粘度热稳定性ömPa·sösö%ömPa·sösö%0∶10040058.470.1610∶9028043.786.495∶9532050.676.3315∶8524040.290.42表2尿素用量对淀粉浆液粘度及粘度热稳定性的影响(尿素不计入浆液含固量)尿素∶淀粉粘度粘度粘度热稳定性尿素∶淀粉粘度粘度粘度热稳定性ömPa·sösö%ömPa·sösö%0∶10040058.470.1610∶9038059.190.405∶9539057.686.7
7、815∶8540058.394.58注:以上粘度值在测试时,厘泊值(mPa.s)是用NDJ279型旋转式粘度计测得;秒值(s)是用YT821型可调式漏斗粘度计3#孔测得(3#孔,水值为4.3s).由表1,2可以看出,尿素并不能降低淀粉浆液的粘度.浆液粘度的降低实际上是由于尿素被计入了浆液含固量的缘故,即尿素的加入使浆液中实际含淀粉量减少,而致使浆液粘度降低.当尿素未被计入浆液含固量时,尿素加入的多少对淀粉浆液的粘度并无影响,粘度值保持相对稳定.但从表1,2可看出,无论是尿素计入浆液含固量还是不计入浆液含固量
8、,随着浆液中尿素用量的增多,浆液的粘度热稳定性显著提高.尿素对淀粉浆液粘度热稳定性的提高,主要是由于淀粉的大分子链上有许多羟基,大分子链之间能形成许多氢键.淀粉的大分子链较长,分枝较多,易于相互交缠而形成许多物理交缠点,使得淀粉具有较高的结构粘度.在剪切应力的作用下,结构粘度逐渐被破坏,而引起浆液粘度热稳定性差.当尿素加入到浆液中后,尿素能与淀粉大分子链上的多个羟基形成氢键,破坏了淀粉的结构粘度,表现为浆液粘度热
