ZZDTMD滌棉專用復合漿料可研報告1

1、zzd-mx細支高密木薯變性淀粉可行性研究報告山東志達化工有限公司二00八年十月zzd-mx細支高密木薯變性淀粉可行性研究報告一、項目概述1、本項目研究意義及國內(nèi)外現(xiàn)狀分析隨著紡織工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展,新型漿料不斷的研制與應用,漿料將逐步成為一門專門學科而被紡織工作者所重視,并得到新的開拓。自80年代初期以來,我國新漿料的研究、生產(chǎn)、應用得到了迅速發(fā)展,取得了很大的成績。但是還跟不上生產(chǎn)發(fā)展的要求,與國際水平相比還有較大差距，我國漿料應向少組分、高質(zhì)量、多功能發(fā)展,即各單元漿料應以高質(zhì)量為基礎,以多功能，達到少組分。因此必要開展滌棉專用復合漿料的研究。（1）國外漿料消耗及各漿料應用結(jié)構(gòu)機織物經(jīng)紗

2、上漿所用的漿料主要有淀粉類、乙烯類(pva)和丙烯酸類三大類漿料。國外無梭織機占織機總量約在21%左右,每年耗用漿料為50萬t以上,其中淀粉漿料占74%左右,pva約在11%,丙烯酸類漿料為12%左右,其他漿料為3%以上。據(jù)有關(guān)資料介紹,美國每年耗用漿料20萬t,其中淀粉漿料占70%,原淀粉已被淘汰,全部采用變性淀粉。純棉、化纖混紡和長絲三大類織物經(jīng)紗上漿使用的漿料結(jié)構(gòu),在日本和美國,純棉以淀粉漿為主,輔以pva以改善和提高漿液的性能, pva的用量根據(jù)織物緊度而有所不同。滌棉混紡織物以pva為主體漿料,變性淀粉和丙烯酸類漿料為輔助漿料。西歐各國純棉產(chǎn)品一般以馬鈴薯變性淀粉為主體漿料。滌棉混紡

3、紗則采用丙烯酸類和變性淀粉的混合漿,以變性淀粉為主體。分析其所以采用這種漿料結(jié)構(gòu),除了滿足漿紗質(zhì)量外,對環(huán)境保護放在很重要地位,因為丙烯酸類漿料在生物降解方面(bod值)與淀粉漿相類似,其次西歐地區(qū)氣候較干燥,丙烯酸類漿料的再粘性不是關(guān)鍵問題。（2）國內(nèi)漿料消耗及漿料應用結(jié)構(gòu)我國現(xiàn)有織機大約100萬臺左右,其中無梭織機占4.25%，年產(chǎn)各類織物約190億m,年消耗漿料在20萬t-25萬t。其中淀粉漿占70%,pva為20%,丙烯酸類漿料及其他漿料約占10%左右。漿料使用結(jié)構(gòu)比較復雜,一般純棉中號織物大多用原淀粉為主體，近年來隨著無梭織機廣泛應用,采用變性淀粉的比例已在不斷增加。純棉細號高密織物

4、用漿大體上有兩種結(jié)構(gòu):一是以pva為主體,變性淀粉為漿料總量的40%左右,再添加少量的丙烯酸類漿料;二是以變性淀粉為主體,一般為漿料總量的60%,pva用量為30%-40%,輔以丙烯酸類漿料,以聚丙烯酰胺(paam)或再加cmc(cms)為輔助粘著劑或作為乳化劑。滌棉織物大多以pva為主體,變性淀粉的用量根據(jù)滌棉織物緊度的大小,一般為30%-40%,再輔以部分聚丙烯酸甲酯pam或28#漿料,有的還加入一定量的cmc或cms，但目前尚有少數(shù)采用以pva為主體的純化學混合漿。通過多年來的生產(chǎn)實踐證明,pva與變性淀粉混合漿漿液性能穩(wěn)定,易于分紗,對減少漿紗并頭,提高漿膜完整率,減少毛羽具有較顯著的

5、效果,不但提高了漿紗質(zhì)量,而且也降低了漿料成本。初步估算每年可節(jié)約漿料費用近億元。在漿料配方方面各地區(qū)和工廠之間由于設備及習慣等方面原因存在很大的差異,漿料品種繁多,組分多元化,缺乏規(guī)范性、科學性,這就難以保證漿料性能穩(wěn)定,對漿紗質(zhì)量的提高帶來潛在的影響。2、當前紡織漿料技術(shù)特性分析（1）淀粉漿料淀粉是一種多糖類天然高分子化合物,其漿膜脆硬,伸度小,漿液粘度不夠穩(wěn)定,漿紗手感粗糙,特別對疏水性纖維的粘著性能差,因此在合成纖維應用比例逐年增加的情況下,淀粉漿的使用就受到一定的限制。為了適應紡織產(chǎn)品纖維結(jié)構(gòu)的改變,世界發(fā)達國家很早就研究通過化學、物理或酶法等方法對淀粉進行變性處理,達到降低漿液粘度

6、,提高其粘度熱穩(wěn)定性,改善流動性能和提高對疏水性纖維的粘著性能,以適應紡織產(chǎn)品和上漿工藝發(fā)展的要求。我國自80年代以來,變性淀粉的研制開發(fā)有了很快的發(fā)展,并迅速得到推廣應用。酸解淀粉和氧化淀粉作為經(jīng)紗上漿主漿料。在滌棉織物經(jīng)紗上漿中,一般可取代30%pva,對提高織軸好軸率和漿紗質(zhì)量,降低漿料成本均取得了較顯著的效果。酯化淀粉由于用酯化劑使淀粉大分子上引入疏水性酯基,從而提高了對疏水性纖維的粘附性,在低溫條件下不會凝膠,可以低溫上漿。主要產(chǎn)品有醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉,目前生產(chǎn)中磷酸酯淀粉用得較多,一般用于滌棉織物經(jīng)紗上漿,可取代pva50%以上。醚化淀粉用于經(jīng)紗上漿的主要有羧甲基淀粉鈉(cms

7、)、羥乙基淀粉、羧羥丙基淀粉和酰胺淀粉等水溶性淀粉醚。羧甲基淀粉鈉屬高粘低濃漿料,具有良好的乳化性和化學穩(wěn)定性,不易受微生物侵蝕,但漿膜耐磨性差,紗線易起毛,所以在漿料中一般替代cmc作為輔助漿料,在漿液中主要使各種漿料互溶而不分層及增稠。醚化淀粉對疏水性纖維的粘附性沒有明顯的改善,對羊毛紗等低溫上漿有較好的效果。交聯(lián)淀粉是以多官能基團的化合物(如甲醛、磷酰氯等)作為交聯(lián)劑,使淀粉大分子間彼此以化學鍵形成交聯(lián)狀分子。交聯(lián)淀粉最大的特點是粘度非常穩(wěn)定,但由于其粘度過高,必須先用酸或氧化劑進行降解,降低聚合度,改善其漿液流動性。交聯(lián)淀粉主要用于以被覆為主的麻類織物。接枝淀粉屬第三代變性淀粉。由于接

8、枝淀粉的分子鏈是由淀粉分子鏈和合成高聚物分子側(cè)鏈兩部分所組成,因此它具有淀粉和合成漿料的特性。接枝淀粉與其他變性淀粉相比,在對疏水性纖維的粘著性、漿膜彈性、伸度以及漿膜粘度穩(wěn)定性均有較大的提高。根據(jù)現(xiàn)在生產(chǎn)應用結(jié)果,用于滌棉經(jīng)紗上漿可替代60%左右pva。（2）聚乙烯醇(pva)聚乙烯醇是一種水溶性的合成粘著劑,它對各種纖維具有良好的粘附性,漿液粘度穩(wěn)定,不腐敗,漿膜強力、耐磨性和屈曲強度均較其他漿料高,因此被廣泛應用于滌棉混紡織物和純棉細號高密織物經(jīng)紗上漿,是一種適應性很廣的通用性漿料。據(jù)報導,現(xiàn)全世界pva生產(chǎn)量約在50萬t以上,用于經(jīng)紗上漿約占15%。由于聚合度、醇解度都很高,而使其溶解

9、困難,且易于結(jié)皮,雖對疏水性纖維具有更好的粘附性,易于溶解,但起泡嚴重,調(diào)漿困難。另外由于pva對酸、堿和一般微生物都很穩(wěn)定，不易被分解。長期沉積會引起生態(tài)破壞。因此，國內(nèi)也已提出少用或不用pva的觀點。（3）丙烯酸類漿料丙烯酸類漿料與其他漿料相比,其最大特點是對疏水性纖維具有優(yōu)異的粘附性能,且水溶性好,易于退漿,不易結(jié)皮,對環(huán)境污染小等。但其吸濕性和再粘性強,在車間濕度較高時,紗線易相互粘結(jié),造成開口不清,影響織造效率。在生產(chǎn)上應用都受到一定的限制。90年代以來,新一代的丙烯酸類漿料不斷開發(fā),在漿液性能上都不同程度地提高了對紗線的粘著性能,再粘性得到改善,可部分替代pva,對提高漿紗質(zhì)量有較

10、好的效果。3、滌棉專用復合漿料的技術(shù)特點滌棉專用復合漿料是組合漿料的一種形式，組合漿料又稱一次性漿料或即用漿料，在調(diào)漿工藝中,具有用量準確,使用簡便等優(yōu)點,對今后漿料配方規(guī)范化、科學化起到了積極作用。 zzdmx細支高密木薯變性淀粉是以復合變性木薯淀粉及新型丙烯酸類漿料為主要原料，經(jīng)特殊工藝加工而成，屬國內(nèi)首創(chuàng)，可100%取代pva，可根據(jù)純棉、滌棉兩大類織物的要求,合理配比，選擇使用。該產(chǎn)品具有具有氧化交聯(lián)、酯化復合變性淀粉漿的特性。高濃低粘，漿液的流變性、熱穩(wěn)定性、滲透性和粘著力優(yōu)異，有利于穩(wěn)定均勻的上漿，漿紗易于干分絞。lsg-2能形成透明、細膩、光滑的漿膜，漿液對纖維粘附力良好，毛羽帖

11、伏，漿紗光潔、柔軟、耐摩擦，可提高漿紗質(zhì)量。二、創(chuàng)新性和先進性zzd-mx細支高密木薯變性淀粉具有氧化交聯(lián)、酯化復合變性淀粉漿液的特性。本產(chǎn)品使用過氧化氫做氧化劑做氧化劑就可克服產(chǎn)品中存在殘留氯的不足，但其關(guān)鍵是篩選一種合適的催化劑。通過氧化預處理，不僅可適當降低分子量，而且還引入了其他官能團，使它具有另一些獨特性能，有利于后續(xù)變性技術(shù)處理的順利進行。接枝率越高，則成膜性越好，上漿后的漿膜強度也越高。一般接枝率都在7%以下，接枝率7%是有較大技術(shù)難度的，而本產(chǎn)品應用的先進引發(fā)與接枝技術(shù)工藝，使接枝率7%。氧化程度越深，粘度很小，無法交聯(lián)。本項目彩用一種新的交聯(lián)劑。配以適當?shù)墓に嚄l件，能通過交聯(lián)

12、將粘度控制在合適的大小，滿足上漿的要求，本產(chǎn)品通過新工藝使羧基含量達0.2%。本產(chǎn)品是通過氧化、交聯(lián)、酯化和接枝反應，這種四重改性。在國內(nèi)外尚未見先便，目前，一般的產(chǎn)品只是二重改性。本產(chǎn)品經(jīng)四重改性后具有很強的粘合力，很好的成膜性，對細支高密滌棉品種具有很好的滲透透性和披覆性，使紗線具有更好的增強和耐磨。漿膜透明柔性，漿出的紗光滑，手感好，漿膜強度適中，完整度好，易于分絞，能大大降低滌紗毛羽，使用簡單，上漿效果極佳。并能100%取代pva（這個問題國內(nèi)尚未解決）。三、項目的基礎條件該項目是以復合木薯變性淀粉及新型丙烯酸類漿料為主要原料，經(jīng)特殊四重工藝加工而成，屬國內(nèi)首創(chuàng)。在細支高密滌棉中可10

13、0%取代pva，填補了國內(nèi)空白。企業(yè)擁有固定資產(chǎn)七千余萬元，流動資金二千余萬元，王德志和馮相愛自籌資金投資，企業(yè)有充足的研發(fā)資金，企業(yè)有大專以上各類人才91人，訓級工程師26人，直接從事研發(fā)的人員40多人，有著極強的研發(fā)能力。志達公司創(chuàng)業(yè)之初，就建立了一個技術(shù)研發(fā)中心，2007年又被棗莊市科技局評為“棗莊市變性淀粉工程技術(shù)研究中心”。該中心配備精密儀器，有專攻紡織上漿用變性淀粉的高級工程師和專攻食品變性淀粉的高級工程師新自坐鎮(zhèn)指揮。公司2002年通過了iso9001國際體系認證，2005年被評為山東省高新技術(shù)企業(yè)及山東省著名商標。由于我們在產(chǎn)品質(zhì)量管理上常抓不懈，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提高，連續(xù)兩年產(chǎn)品

14、出廠合格率100%。該項目的實現(xiàn)過程中，其風險主要表現(xiàn)在反應釜反應過程中，堅持反應時間和添加的量，如果量小時所反應的效果差些，這時的產(chǎn)品可替代氧化淀粉使用，不會造成浪費。添加的量加大時，會造成成本過高，造成浪費。反應時間過短，溫度過高往往會產(chǎn)生品質(zhì)量不合格。因此，在反應過程中，既要掌握好溫度，又要把握好助劑的添加量，在規(guī)定的反應時間內(nèi)進行，這就避免了以上損失和不良后果。四、主要研究內(nèi)容zzdmx細支高密木薯變性淀粉主要針對細支高密滌棉品種的各種特性進行研究開發(fā)的。細支高密滌棉品種因其紗支非常細，頭份比較多，大都在8000根以上，有的甚至達到一萬多頭份。紗線比較脆，容易脆短，要求漿料有很好的滲透

15、作用，使其達到增強的作用。紗支細對漿料的披覆要求也相應增加，而且滌纖維是疏水性纖維，更不容易披覆！zzd-mx細支高密木薯變性淀粉具有氧化交聯(lián)、酯化復合變性淀粉漿的特性。高濃低粘，漿液的流變性、熱穩(wěn)定性、滲透性和粘著力優(yōu)異，有利于穩(wěn)定均勻的上漿，漿紗易于干分絞。lsg-2能形成透明、細膩、光滑的漿膜，漿液對纖維粘附力良好，毛羽帖伏，漿紗光潔、柔軟、耐摩擦，可提高漿紗質(zhì)量五、預期目標、主要經(jīng)濟、技術(shù)、性能指標 項目研究結(jié)束后完成所有項目研究的內(nèi)容，主要性能和技術(shù)指標達到表一和表二的要求,能實現(xiàn)pva的完全取代，解決pva的環(huán)境問題，減少由于“綠色壁壘”的趨勢，對我國紡織品出口的影響。 主要經(jīng)濟指

16、標:實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，至少能夠?qū)崿F(xiàn)三種規(guī)格的產(chǎn)品生產(chǎn)，年新增銷售收入2000萬元，利稅150萬元，解決60人就業(yè)問題。表一 主要技術(shù)與性能指標項目 指標 外觀 白色或微黃色粉末有效成份 86% ph值 6-8 粘度 5-25mpa.s cod 790 mgo2/g bod5612 mgo2/g羧基含量0.2取代度0.2接枝率8%六、預期成果和知識產(chǎn)權(quán)情況目前該產(chǎn)品進入方案的準備及市場分析和技術(shù)調(diào)研階段，預期在項目研究結(jié)束后，能夠順利通過驗收，發(fā)表關(guān)于本項目研究的兒科及論文三篇，其中至少兩片發(fā)表在國家核心期刊，形成具有代表性的技術(shù)報告一個，建立相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)標準兩個，并爭取實現(xiàn)國家技術(shù)標準立項；在

17、項目研究前期申請國家發(fā)明專利一項的基礎上，形成自由知識產(chǎn)權(quán)兩個，其中至少一個發(fā)明專利。七、產(chǎn)業(yè)化前景和設想漿紗上漿工程每年耗用的漿料量很可觀。國外對全世界（未包括我國）漿料耗用量所作的估算，每年達60萬噸以上。我國現(xiàn)有各種織布機約一百多萬臺，其中棉織機占85%左右。每年漿料耗用量在30萬噸左右。隨著纖維原料種類的增多；織物品種的細密化、高檔化，也使?jié){料的品種日益增加；特別是高速無梭織機每年以1萬臺的速度在增加。zzd-mx細支高密木薯變性淀粉經(jīng)過我公司課題組的不懈努力，完成了計劃規(guī)定的各項技術(shù)、經(jīng)濟指標。項目技術(shù)實現(xiàn)主要面臨的風險及應對措施；本產(chǎn)品的工藝已經(jīng)成熟。主要的風險是設備的改進。目前一

18、般的干法生產(chǎn)用又螺桿混合器，這種設備存在的問題一是筒壁上有一落層區(qū)域攪拌不到，原料混合不勻，而且出料不很順暢。針對這一問題已經(jīng)進行了調(diào)研研究，和有關(guān)設備制造廠家共同探討了改進的具體技術(shù)方案，已有初步突破，想念在擴大生產(chǎn)規(guī)模時能解決這個問題。在本項目進入批量生產(chǎn)到形成產(chǎn)品能力時，將結(jié)束了我國使用pva漿料的歷史，減少了紡織企業(yè)上漿污染的問題，大大降低了生產(chǎn)成本，該項目形成一定規(guī)模后，我們將尋找合作伙伴，在全國推廣應用。在市場銷量上，不僅在省內(nèi)站穩(wěn)腳步，逐步向省外擴展，在有條件的地方設立辦事處。八、計劃進度及階段目標2008年1月2008年12月 2008年12月2009年12月九、本單位實施項目的優(yōu)勢和風險： 我國生產(chǎn)變性淀粉的廠家主要集中在山東、河北及廣西等地，大多沿用90年代中期的生產(chǎn)工藝，用于紡織、造紙行業(yè)的變性淀粉主要有氧化淀粉、磷酸酯淀粉、陽離子淀粉等等，山東志達化工有限公司研制的zzd-mx細支高密木薯變性淀粉主要競爭優(yōu)勢在于：與進口的同類產(chǎn)品相比，價位大大低于進口產(chǎn)品，而且產(chǎn)品質(zhì)量有個別指標