紡織工業(yè)使用淀粉作為經(jīng)紗上漿的漿料,已有一百多年的歷史

1、紡織工業(yè)使用淀粉作為經(jīng)紗上漿的漿料，已有一百多年的歷史。日前。紡織漿料主要有三大類，分別是淀粉類、聚乙烯醇(PVA)類和聚丙烯酸類。迄今為止，淀粉仍然是經(jīng)紗上漿的主要漿料。2008年我國(guó)印染布的產(chǎn)量已達(dá)到494億米，經(jīng)紗上漿所耗用漿料超過60萬噸，其中淀粉占70，PVA占20，聚丙烯酸類漿料占l0 根據(jù)來源不同，生產(chǎn)變性淀粉漿料所使用的淀粉，主要有玉米淀粉、小麥淀粉、馬鈴薯淀粉和木薯淀粉等。美國(guó)95以上的淀粉是玉米淀粉；歐洲是以馬鈴薯淀粉為主；泰國(guó)、巴西等國(guó)主要是木薯淀粉。我國(guó)的淀粉漿料主要是玉米淀粉，其次是木薯淀粉，也有少量的小麥淀粉和馬鈴薯淀粉。1 變性淀粉漿料的發(fā)展過程 在坯布生產(chǎn)過程中

2、，通過經(jīng)紗上漿的方式來高漿紗質(zhì)量，以滿足織造工序的要求，這種生產(chǎn)模式早在動(dòng)力織機(jī)出現(xiàn)之前就已為人們所采用，例如我國(guó)元代就曾使用小麥淀粉上漿。20世紀(jì)20年代，英國(guó)開始使用糊精作為經(jīng)紗上漿的漿料。到了20世紀(jì)40年代，國(guó)內(nèi)外就已經(jīng)廣泛使用玉米、小麥、馬鈴薯等種類的淀粉【1】上漿，不過那時(shí)般都是使用天然淀粉，而不是用變性淀粉。原淀粉在上漿性能上存在著一些缺陷，使用性能并不能令人滿意，為此人們針對(duì)原淀粉在經(jīng)紗上漿中所表現(xiàn)出的不足，采用化學(xué)、物理或生物學(xué)的方法，有目的地去改善淀粉的上漿性能，從而形成了變性淀粉漿料產(chǎn)業(yè)，并在經(jīng)紗上漿中發(fā)揮了重要的作用。因此，變性淀粉是為了更好地滿足紡織經(jīng)紗上漿的要求應(yīng)運(yùn)

3、而生的，又隨著經(jīng)紗上漿技術(shù)的創(chuàng)新和使用要求的提高，而發(fā)展和繁榮起來的。在我國(guó)，變性淀粉漿料是改革開放以后發(fā)展起來的新興產(chǎn)業(yè)。 我國(guó)變性淀粉漿料的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段： (1)采用淀粉分解劑。原淀粉的粘度大，漿液流動(dòng)性差，漿液易凝膠，對(duì)經(jīng)紗的浸透性差，漿膜脆硬，對(duì)疏水性合成纖維的粘著性能差。為了克服這些缺陷，在1954年全國(guó)清、鋼、漿會(huì)議上，紡織部推廣了以硅酸鈉或氯胺T為分解劑的“輕漿”工藝。由于這些化學(xué)原料對(duì)淀粉的分解作用，降低了淀粉漿液的粘度，改善了漿液的流動(dòng)性，提高漿紗質(zhì)量，使一般織物的上漿率，從原來的16下降到8，不僅減少了漿料的耗用量，改善于勞動(dòng)條件，還提高了織造效率【1】。 (

4、2)轉(zhuǎn)化淀粉漿料的商業(yè)化生產(chǎn)。1981年和1982年，我國(guó)分別在四川內(nèi)江和成都召開了“全國(guó)漿紗生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)交流會(huì)”，提出要注重變性淀粉漿料的開發(fā)，應(yīng)該說這是極有遠(yuǎn)見的建議。隨后，全國(guó)各地陸續(xù)建立了一些變性淀粉漿料的專業(yè)生產(chǎn)廠，氧化淀粉、酸解淀粉、酶降解淀粉等漿料商品，都被推向市場(chǎng)，用于經(jīng)紗上漿，開始了變性淀粉漿料的商業(yè)化生產(chǎn)。此后，紡織部生產(chǎn)司于1987年在廣東東莞召開的“變性淀粉漿料交流會(huì)”、1990年在河南商丘以及1993年在江蘇無錫召開的“全國(guó)漿紗生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)”上，都總結(jié)并交流了相應(yīng)時(shí)期變性淀粉漿料的生產(chǎn)與使用經(jīng)驗(yàn)，這對(duì)于加速我國(guó)變性淀粉漿料的開發(fā)與應(yīng)用，起到了重要的作用。 (3)

5、各種變性淀粉漿料的大量涌現(xiàn)。隨著漿料生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展，漿紗生產(chǎn)的技術(shù)水平迅速提高，1995年我國(guó)組建了中國(guó)棉紡織行業(yè)協(xié)會(huì)漿料生產(chǎn)應(yīng)用部。在中國(guó)棉紡織行業(yè)協(xié)會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)和淀粉與淀粉糖2009No3組織下，我國(guó)每年都召開漿料與漿紗技術(shù)年會(huì)，每次年會(huì)都有主題，總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，有計(jì)劃、有目的、有步驟地安排漿料與漿紗領(lǐng)域內(nèi)的千作。例如，研討漿料的發(fā)展方向，總結(jié)漿料生產(chǎn)與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，組建漿料檢測(cè)中心與漿紗檢測(cè)中心，開展?jié){料上漿性能的研究，制訂漿料質(zhì)量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，推廣“兩高一低”上漿新工藝【2】。這些卓有成效的工作，不僅推動(dòng)了變性淀粉漿料在全國(guó)紡織企業(yè)的應(yīng)用，而且提高了變性淀粉漿料的開發(fā)速度。 日前，我國(guó)所生產(chǎn)的

6、變性淀粉漿料，包括氧化淀粉、酸解淀粉、交聯(lián)淀粉、酶轉(zhuǎn)化淀粉、各種淀粉醚和淀粉酯、多重變性淀粉、復(fù)合變性淀粉及接枝變性淀粉等品種。應(yīng)該說我國(guó)變性淀粉漿料的發(fā)展速度是很快的，與國(guó)外相比也并不落后，總的生產(chǎn)量與市場(chǎng)需求量相比，已呈供大于求的局面。一般而淪，我國(guó)的變性淀粉漿料，在數(shù)量和品種上，已經(jīng)能夠滿足我國(guó)紡織行業(yè)經(jīng)紗上漿的需求。2、國(guó)外變性淀粉漿料的現(xiàn)狀 國(guó)外經(jīng)紗上漿所使用的漿料主要也是變性淀粉，目前大多是一些淀粉衍生物，其用量一般都占到漿料總量的70以上。歐洲主要使用酯化或醚化的馬鈴薯淀粉，通過與聚丙烯酸類漿料及少量柔軟劑配合使用，美國(guó)則是酯化、醚化、氧化的玉米淀粉為主。 綜觀國(guó)外經(jīng)紗上漿的配方

7、，變性淀粉的用量呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)，而這種變化所體現(xiàn)出的是變性淀粉在漿料領(lǐng)域中高性能化趨勢(shì)的信息。例如【3】，上世紀(jì)80年代之前，歐洲漿料的典型配方是50的氧化淀粉或酸解淀粉與50的PVA；80年代的配比是70的淀粉醚或淀粉酯與30的PVAF到了90年代之后，漿料組分的配比通常為7080的淀粉醚或淀粉酯、5一10的PVA、510聚丙烯酸酯。由此可見，隨著變性淀粉漿料檔次和變性深度的提高，上漿性能也隨之提高，變性淀粉漿料在漿料配方中取代PVA的比例逐漸增大。 此外，歐美一些國(guó)家曾開發(fā)并使用100的支鏈淀粉作為經(jīng)紗漿料。眾所周知，直鏈淀粉與支鏈淀粉是有顯著差異的。直鏈淀粉易發(fā)生凝沉現(xiàn)象，使淀粉漿液形成

8、凝膠，盡管這種特性影響了它的使用價(jià)值，但薄膜強(qiáng)韌，并富有彈性。而支鏈淀粉不會(huì)發(fā)生凝膠，具有較好的粘附能力；其次，支鏈淀粉是構(gòu)成淀粉漿液粘度的主體，能使經(jīng)紗吸附足夠的漿液量，保證漿膜有一定的厚度，較高的粘附能力又可提高漿紗的耐磨性能，但薄膜的機(jī)械性能比直鏈淀粉漿膜差，漿膜的完整性也差。所以，兩者對(duì)上漿工藝都有一定的效用”。這種利用100的支鏈淀粉來開發(fā)變性淀粉漿料，顯然是主要著眼于支鏈淀粉優(yōu)勢(shì)。 目前，國(guó)外公司在我國(guó)銷售的漿料主要有德國(guó)伊埃斯集團(tuán)的馬鈴薯類變性淀粉、荷蘭AVEEBE公司的全支鏈馬鈴薯淀粉衍生物，以及烏拉圭的Super Sizes淀粉漿料助劑等。國(guó)內(nèi)變性淀粉漿料的現(xiàn)狀31 深度變性

9、的變性淀粉漿料 變性淀粉漿料減少了經(jīng)紗斷頭，提高了織造效率，改善了漿紗質(zhì)量，對(duì)于提升我國(guó)淀粉漿料的使用性能起到了重要作用。眾所周知，淀粉的使用性能與其變性程度密切相關(guān)，增加變性程度，有利于提高上漿性能。以醋酸酯玉米淀粉對(duì)纖維的粘附性能為例，就可以看出變性程度對(duì)于上漿性能的影響【4】。但是，我們還必須清醒地認(rèn)識(shí)到，除了變性程度之外，還有很多因素也會(huì)影響變性淀粉漿料質(zhì)量，例如淀粉的變性方式、生產(chǎn)模式、變性方式的組合、變性；工藝路線及其工藝參數(shù)、組分配伍問題、原淀粉質(zhì)量以及變性淀粉生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制和生產(chǎn)管理等。我們不能說目前變性淀粉漿料的生產(chǎn)工藝都是最好的，其質(zhì)量還有進(jìn)一步提高的潛力。32 合理

10、組合的多重變性淀粉漿料 在淀粉的變性過程中，如果只對(duì)淀粉進(jìn)行某一種變性，所得到的變性淀粉是單一變性的變性淀粉；若同時(shí)對(duì)淀粉進(jìn)行多種方式的變性，則屬于多重變性。眾所周知，淀粉的每一種變性方式都有其特定的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也會(huì)存在著一定的缺點(diǎn)。如果要在淀粉變性方式上取長(zhǎng)補(bǔ)短，那么就會(huì)自然地去選擇兩種或兩種以上的變性方式，同時(shí)對(duì)淀粉進(jìn)行變性，以取長(zhǎng)補(bǔ)短，提高使用性能。顯然，單一變性與多重變性在使用性能上是不同的。 多重變性淀粉有一個(gè)變性的組合或配合問題。這種組合或配合不同，變性淀粉漿料的使用性能也不相同。例如，酸解交聯(lián)變性淀粉漿料的使用性能，就與氧化酯化變性淀粉漿料不同。對(duì)于經(jīng)紗上漿而言，一定要根據(jù)不同經(jīng)紗

11、的使用要求，合理地選擇合適的變性方法進(jìn)行組合，充分發(fā)揮不同變性方法的優(yōu)勢(shì)，最大限度地避免其缺陷，真正做到揚(yáng)長(zhǎng)避短，才能得到高性能的淀粉漿料。33 合理配合的復(fù)合變性淀粉漿料 從組成上看，變性淀粉漿料還有單組分變性淀粉漿料、雙組分變性淀粉漿料和多組分變性淀粉漿料之分。關(guān)于復(fù)合變性淀粉漿料的概念，前幾年就已經(jīng)明確，是指將兩種或兩種以上的變性淀粉進(jìn)行共混，配成共混物使用。這實(shí)際上也是一種組合漿料的概念，只不過這種組合在組分上是不包含PVA、聚丙烯酸類漿料以及各種漿紗助劑的，全部由變性淀粉所組成。 制備復(fù)合變性淀粉漿料，也是為了充分發(fā)揮不同變性淀粉漿料的優(yōu)勢(shì)，最大限度地做到揚(yáng)長(zhǎng)避短，提高變性淀粉漿料的

12、使用性能。4 變性淀粉漿料的發(fā)展趨勢(shì) 紡織漿料的發(fā)展方向是“高質(zhì)量、多功能、少組分、系列化、少用或不用PVA”。紡織工業(yè)在使用一部分初級(jí)變性淀粉，用于粗支、低密的天然纖維經(jīng)紗上漿的同時(shí)，另一部分變性淀粉漿料必然要提高檔次，向高性能化的方向發(fā)展，以取代PVA漿料。因此，對(duì)于這類用途的變性淀粉漿料，提高檔次以實(shí)現(xiàn)高性能化是必然的發(fā)展趨勢(shì)。4.1 適應(yīng)纖維原料的要求 變性淀粉漿料的發(fā)展，要適應(yīng)纖維原料差別化、混紡多組分化、織機(jī)高速化、面料多樣化的要求。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新型纖維層出不窮，例如各種高性能纖維以及竹纖維、Tensely纖維、夜光纖維、聚乳酸纖維、大豆蛋白纖維、彩棉等，這些新型纖維的發(fā)展

13、和變化很快。如何使變性淀粉漿料適應(yīng)上述纖維經(jīng)紗的上漿，無疑給變性淀粉漿料的生產(chǎn)和使用提出了新的挑戰(zhàn)。因此，今后變性淀粉漿料的發(fā)展，自然需要適應(yīng)上述纖維原料“四化”的要求。42 適應(yīng)經(jīng)紗環(huán)保上漿的要求 變性淀粉漿料的發(fā)展，要適應(yīng)經(jīng)紗環(huán)保上漿的要求，少用或不用PVA、少用或不用PVA漿料。我國(guó)自20世紀(jì)60年代開始大量使用PVA進(jìn)行經(jīng)紗上漿，解決了當(dāng)時(shí)滌棉混紡品種上漿難的問題。即使是現(xiàn)在，也被認(rèn)為是滌棉混紡、合纖以及細(xì)號(hào)、高密等高難品種的首選漿料，漿紗一出問題，首先考慮到的便是增加PVA的用量，這是很多紡織企業(yè)習(xí)慣性的思維模式，盡管不好，但的確很有效。漿紗生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)，對(duì)于高難品種的經(jīng)紗上漿，迄今

14、還沒有出現(xiàn)一種漿料，其漿紗的綜合性能可以與PVA相媲美，因而在上漿生產(chǎn)過程中，仍不得不大量使用PVA漿料。那么我們?yōu)槭裁催€要倡導(dǎo)不用或少用PVA呢？至少有以下幾條理由： (1)PVA對(duì)酸、堿和一般的微生物都很穩(wěn)定，不易降解，所以它在退漿之后，便成為污染環(huán)境的物質(zhì)，大量的PVA隨著退漿廢水進(jìn)入江河湖泊，嚴(yán)重污染了水生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。PVA對(duì)環(huán)境的污染問題已經(jīng)引起廣泛的重視，美國(guó)在20世紀(jì)80年代初就提出了PVA對(duì)環(huán)境的污染問題，歐洲的一些國(guó)家最近已經(jīng)開始禁用PVA，所以我們含有PVA漿料的坯布在歐洲已經(jīng)受阻。 (2)PVA價(jià)格高，減少它的用量就能夠降低漿料成本。 (3)PVA的退漿，是通過煮練使PVA溶解在退漿液中，所以在煮練后的布面上，總會(huì)多少帶有一些PVA，這對(duì)于后道印染加工是一種威脅。此外，布面上的PVA痕跡，是很容易被檢測(cè)出來，進(jìn)而成為綠色壁壘制造者的借口。 (4)減少PVA的用量，可以減少人類對(duì)不可再生資源的依賴程度，有利于紡織工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 由此可見，經(jīng)紗上漿不用或少用PVA，已成為漿料與漿紗工作者的共識(shí)，在不影響漿紗質(zhì)量的前提下，如何有效地降低PVA的用量，一直是漿料化學(xué)領(lǐng)域十一個(gè)頗有吸引力的研究課題，也是經(jīng)紗上漿生產(chǎn)中的重大問題。43 滿足漿紗與織造設(shè)備技術(shù)進(jìn)步的要求 目前，無梭織機(jī)已經(jīng)大面積使用，漿紗設(shè)備也向高速化和自動(dòng)化方向發(fā)展，這無疑使?jié){紗質(zhì)量大為提高，因而也