淀粉基纳米复合浆料与常用浆料性能对比

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1、第十届全国浆料与浆纱应用技术研讨会论文集淀粉基纳米复合浆料与常用浆料性能对比刘雁陈勇吴潇朱谱新(四川大学)摘要：研究淀粉基纳米复合浆料的基本性能。通过测试淀粉基纳米复合浆料、聚酯浆料、n馈、氧化淀粉、醚化淀粉浆膜的机械性能，并分析对比其浆膜拉伸曲线。认为：虽然淀粉基纳米复合浆料浆膜的断裂强度较低，但由于其具有较高的断裂功和对涤纶纤维较好的黏附性．仍然为部分取代PVA创造了基础条件。指出：淀粉改性的方向是提高浆膜的断裂功．使普通淀粉由脆性材料转变为韧性材料；要进一步提高淀粉基纳米复合浆料的断裂强度，以达到完全取代PVA的目标。关键词：变性淀粉；浆膜；机械性能；断裂强力；断裂功淀粉价格便宜，

2、原料易得，是可再生的天然高分子资源，可完全生物降解。但是，淀粉类浆料的浆膜脆硬，具有较高的初始模量和较小的断裂伸长，在弯曲或摩擦时容易折断并龟裂脱落。针对这些弱点，国内外浆料研究者进行了大量的研究．并推出了多种新型淀粉类浆料。这些浆料的特点是都具有很好的生物降解性，形成的浆膜柔韧，在纯棉、化纤及其混纺经纱上浆中可以全部取代PVA，显示了与常规变性淀粉完全不同的优良性质。本课题组在国家高技术研究发展项目计划的支持下，从基础研究着手，寻求新的研究思路，包括淀粉变性方法和淀粉／蒙脱土纳米复合工艺的创新，研究开发了以淀粉为基础的“纳米复合浆料”产品，现已投产，且在多家棉纺织企业大规模使用。以下将

3、这种产品与PVA—1799、聚酯浆料和几种淀粉浆料对比，通过对浆膜的机械性能进行比较，以说明这种新型淀粉基纳米复合浆料改善浆纱性能的机理，为淀粉改性提供一个可行的方法。l试验材料和方法PVA．1799(四川维尼纶厂)，聚酯浆料EW．100R[分子量12000，玻璃化温度44℃，sK化工(苏州)有限公司产品]，SolvitoseGSA马铃薯预糊化醚化淀粉(荷兰Avebe公司产品)，氧化淀粉由玉米淀粉和木薯淀粉分别经过试验室干法氧化·l()4．变性制取。纳米复合浆料由玉米原淀粉经过深度变性，与预插层蒙脱土纳米复合而成。淀粉基纳米复合浆料基本性能：水分11．32％，蛋白质0．24％，pH值6．

4、8，在6％浓度、95℃条件下平均黏度14．6mPa·s．黏度波动率lO％。浆膜检测情况如下：检测项目均值CⅣ％浆膜断裂强度／N-mm～7．4511．38断裂伸长率／％19．1623．80耐磨性／mg·cm～0．45224．43耐屈曲性／次559210．25吸湿率(75％RH)／％19．982．37水溶性(80℃)／s11428．77纯棉黏着力／N59．827．34涤棉黏着力／N90．399．35其中．耐磨性的测试方法是用砂纸(800N／25．4mm)磨1000次，测试浆膜单位面积上的质量损耗，涤棉混纺纱的混纺比为T／C65／35。为了了解新型淀粉基纳米复合浆料改善浆纱性能的机理，将这种产

5、品与PVA一1799、聚酯浆料和几种淀粉浆料进行了对比，试验方法如下。煮浆、测黏度、成膜后，对浆膜性能进行测定。从玻璃槽中取出浆膜，裁成210iTlm×10mm的膜条，放入相对湿度为68％的保干器中，吸湿平衡2天，将浆膜与下层聚酯膜分离．可以定性比较浆膜与聚酯的黏附性；采用CH一10一AT型百分测厚仪浆料件能及应用测定浆膜的厚度；重新放人相对湿度为68％、温度为30℃的保干器中，吸湿平衡7天，在YG061型电子强力测试仪上测定浆膜的拉伸性能(强力、强度、断裂伸长、断裂功、断裂时间、初始模量等)，夹持距离100mm，拉伸速率100mm／min。每个配方测定15个样品，取平均值。测试浆膜耐磨

6、性。将浆膜裁成210mmX50mm的膜条，放人相对湿度为68％，温度为30℃的保干器中，吸湿平衡7天，在Y57lL型摩擦牢度测定仪试样夹上夹定，采用砂纸(1200目／25．4mm)往复摩擦100次，准确称量摩擦前后的质量损失。每个配方测定3个样品，取平均值。表1几种浆膜性能的对比2试验结果与讨论2．1几种浆料的机械性能分析对PVA一1799、聚酯浆料、荷兰GSA、玉米氧化淀粉、木薯氧化淀粉及淀粉基纳米复合浆料进行煮浆，测定浆液黏度和pH值，随后成膜，测定浆膜的机械性能。测试结果见表1和图l、图2、图3。表l中的数据是15次平均值，而图中的曲线只是代表某一个测定的膜条，它们之间是整体和个体

7、的关系。从表l断裂强度来看，从高到低依次为：PVA．1799、木薯氧化淀粉、玉米氧化淀粉、荷兰GSA、纳米复合浆料、聚酯浆料。但是从断裂功来看，PVA一1799是聚酯浆料的4倍。是木薯氧化淀粉的97倍，分别是GSA和玉米氧化淀粉的265倍和320倍，主要原因就是PVA-1799的断裂伸长值非常高；值得注意的是聚酯浆料断裂强度最小，但是其断裂伸长率最高，因此其断裂功仅小于PVA．1799而大大高于其他浆料。结合PVA一1799和聚酯浆