本發(fā)明屬于紡織品領(lǐng)域，具體涉及一種改性淀粉生物基漿料的制備方法及其產(chǎn)品與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、經(jīng)紗從織機(jī)的后梁到織口要受到反復(fù)拉伸與彎曲達(dá)4000多次；經(jīng)紗之間摩擦，以及經(jīng)紗與棕眼、走梭板、引緯器等摩擦是相當(dāng)劇烈的，都超過(guò)了緯上漿的原紗的耐磨性。為了降低經(jīng)紗斷頭率，提高經(jīng)紗的可織性及產(chǎn)品質(zhì)量，必須賦予經(jīng)紗以更高的耐磨性，貼伏紗線表面的毛羽，適當(dāng)增加經(jīng)紗強(qiáng)度，并盡可能保存經(jīng)紗原有的彈性。因此，漿紗上漿是織造前經(jīng)紗準(zhǔn)備工作中的一個(gè)關(guān)鍵工序。

2、淀粉作業(yè)漿紗上漿的主要漿料，已有悠久歷史。淀粉來(lái)源廣、價(jià)格便宜、生物降解性能好。當(dāng)前，淀粉類漿料在所有紡織漿料中占有70％。淀粉漿料優(yōu)勢(shì)在于對(duì)纖維素纖維良好的黏附性、成膜性、極高的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率和耐疲勞性等優(yōu)良的上漿性能。但是，淀粉漿料對(duì)高支高密紗棉纖維的粘附性差、毛羽貼伏性能差、落物多，紗線斷頭率高，嚴(yán)重影響了紗線的織造效率。

3、淀粉由直鏈淀粉和支鏈淀粉兩部分組成，其中直鏈淀粉是由脫水葡萄糖單元通過(guò)α-1,4糖苷鍵連接而成的線性大分子。直鏈淀粉的分子量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于支鏈淀粉的分子量，直鏈淀粉在熱水中的水溶性能好。直鏈淀粉的漿液粘度小，滲透性能強(qiáng)，但直鏈淀粉的容易老化回生，這不利于直鏈淀粉的滲透性能及成膜性能，限制了其在紡織漿料中的應(yīng)用。為改善淀粉的性能、擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，利用物理、化學(xué)或酶法處理，在淀粉分子上引入新的官能團(tuán)或改變淀粉分子大小和淀粉顆粒性質(zhì)，從而改變淀粉的天然特性，如：糊化溫度、熱粘度及其穩(wěn)定性、凍融穩(wěn)定性、凝膠力、成膜性、透明性等，使其更適合于一定應(yīng)用的要求。

4、現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)淀粉的變性主要有兩大類，一類是干法，一類是濕法；濕法制備淀粉的工藝過(guò)程復(fù)雜，耗時(shí)長(zhǎng)，能耗大；干法制備變性淀粉工藝流程簡(jiǎn)潔、耗時(shí)短，但是制備過(guò)程中因?yàn)椴患铀蚣尤氲乃诌^(guò)少，導(dǎo)致化學(xué)試劑與淀粉混合不均勻，反應(yīng)不充分，容易結(jié)塊，產(chǎn)物得率不穩(wěn)定。因此，如何提供一種具有優(yōu)異漿膜性能且產(chǎn)物穩(wěn)定性較高的淀粉改性方法具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種改性淀粉生物基漿料的制備方法及其產(chǎn)品與應(yīng)用，尤其提供一種改性淀粉生物基漿料的制備方法及其產(chǎn)品與在紡織品中的應(yīng)用。

2、為達(dá)到此發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種改性淀粉生物基漿料的制備方法，所述制備方法包括如下步驟：

4、將淀粉、生物基乳化劑、堿性溶液和氯乙酸鈉混合后進(jìn)行反應(yīng)，得到反應(yīng)物，調(diào)節(jié)反應(yīng)物ph至5-8后經(jīng)過(guò)濾、洗滌后得到所述改性淀粉生物基漿料；

5、所述生物基乳化劑為腰果酚聚氧乙烯醚。

6、其中，上述“5-8”例如可以是5、5.2、5.5、5.8、6、6.2、6.5、6.8、7、7.2、7.5、7.8、8等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

7、在本發(fā)明中，淀粉上的羥基在堿的催化作用下被活化，然后與醚化劑進(jìn)行反應(yīng)，使得羧甲基基團(tuán)被引入淀粉分子鏈上。通過(guò)在直鏈淀粉的分子鏈引入羧基基團(tuán)，首先羧基基團(tuán)屬于親水性基團(tuán)，它可以增加直鏈淀粉水溶解性能；其次，引入的羧基基團(tuán)有空間位阻效應(yīng)，降低了直鏈淀粉氫鍵的締合作用，增加了直鏈淀粉漿的漿膜韌性，并提高了其對(duì)純棉纖維的粘合性，充分揮發(fā)了直鏈淀粉的優(yōu)勢(shì)。并且在此過(guò)程中加入特定的生物基乳化劑，可以幫助堿和氯乙酸鈉更好地滲透進(jìn)入淀粉內(nèi)部，提高反應(yīng)效率，從而提高了反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性和漿膜性能。

8、本發(fā)明制備得到的改性淀粉生物基漿料具有降低的糊化溫度，使其具有良好的抗凝沉性。改性后的淀粉分子鏈容易擴(kuò)散，降低了淀粉的玻璃化溫度，形成的漿膜具有優(yōu)異的柔韌性。由于改性淀粉生物基漿料的漿液透明、細(xì)膩、粘度高、黏著力較大，且有良好的乳化性和滲透性，不易腐敗變質(zhì)。在紡織工業(yè)中，依據(jù)相似相容原理，改性淀粉生物基漿料對(duì)天然纖維有較好的粘附性，本發(fā)明對(duì)淀粉進(jìn)行了醚化改性后，完全可以作為高支高密棉及其混紡纖維的上漿原料。

9、優(yōu)選地，所述淀粉、氯乙酸鈉和生物基乳化劑的質(zhì)量比為1:(0.1-1):(0.005-0.02)；

10、其中，上述“0.1-1”，例如可以是0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等；

11、上述“0.005-0.02”，例如可以是0.005、0.008、0.01、0.012、0.015、0.018、0.02等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

12、所述淀粉與堿性溶液中溶質(zhì)的摩爾比為1:(0.8-2)，例如可以是1:0.8、1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.8、1:2等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。優(yōu)選為1:(1-1.5)。

13、在本發(fā)明中，所述原料配比在上述特定范圍時(shí)，其反應(yīng)的效率更高，成品率高且得到的改性產(chǎn)物具有更優(yōu)異的漿膜性能。

14、優(yōu)選地，所述淀粉包括玉米淀粉、小麥淀粉、木薯淀粉或馬鈴薯淀粉中的任意一種或至少兩種的組合。

15、優(yōu)選地，所述堿性溶液包括氫氧化鈉溶液。

16、優(yōu)選地，所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為28％-36％，例如可以是28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

17、優(yōu)選地，所述混合后還進(jìn)行預(yù)干燥。

18、優(yōu)選地，所述預(yù)干燥的溫度為40-60℃，例如可以是40℃、42℃、45℃、48℃、50℃、51℃、52℃、53℃、54℃、55℃、56℃、57℃、58℃、59℃、60℃等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述，優(yōu)選為50-56℃。

19、優(yōu)選地，所述預(yù)干燥為干燥至含水量不大于8％，例如可以是8％、7.8％、7.5％、7.2％、7％、6.8％、6.6％、6.5％、6.2％、5％等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

20、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為120-170℃，例如可以是120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、150℃、155℃、160℃、165℃、170℃等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述；時(shí)間為120-160min，例如可以是120min、122min、125min、128min、130min、135min、140min、145min、150min、155min、160min等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

21、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為150-160℃，例如可以是150℃、151℃、152℃、153℃、154℃、155℃、156℃、157℃、158℃、159℃、160℃等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述；時(shí)間為130-150min，例如可以是130min、131min、132min、133min、134min、135min、138min、140min、142min、145min、148min、150min等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

22、優(yōu)選地，所述ph采用質(zhì)量濃度為1％-3％的鹽酸溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如可以是1％、1.2％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

23、優(yōu)選地，所述洗滌的溶劑為水和/或乙醇。

24、優(yōu)選地，所述洗滌后還進(jìn)行干燥、粉碎過(guò)篩。

25、優(yōu)選地，所述干燥的溫度為100-200℃，例如可以是100℃、105℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

26、優(yōu)選地，所述干燥的時(shí)間為2-20h，例如可以是2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h、16h、18h、20h等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

27、優(yōu)選地，所述干燥為干燥至水分含量不大于10％，例如可以是10％、9.8％、9.5％、9.2％、9％、8.8％、8.6％、8.5％、8.2％、8％等，該數(shù)值范圍內(nèi)的其他具體點(diǎn)值均可選擇，在此便不再一一贅述。

28、優(yōu)選地，所述粉碎過(guò)篩的篩網(wǎng)目數(shù)不小于100目。

29、第二方面，本發(fā)明提供一種改性淀粉生物基漿料，所述改性淀粉生物基漿料為通過(guò)第一方面所述的制備方法制得。

30、第三方面，本發(fā)明提供一種根據(jù)第二方面所述的改性淀粉生物基漿料在紡織品中的應(yīng)用。

31、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

32、在本發(fā)明中，淀粉上的羥基在堿的催化作用下被活化，然后與醚化劑進(jìn)行反應(yīng)，使得羧甲基基團(tuán)被引入淀粉分子鏈上。通過(guò)在直鏈淀粉的分子鏈引入羧基基團(tuán)，首先羧基基團(tuán)屬于親水性基團(tuán)，它可以增加直鏈淀粉水溶解性能；其次，引入的羧基基團(tuán)有空間位阻效應(yīng)，降低了直鏈淀粉氫鍵的締合作用，增加了直鏈淀粉漿的漿膜韌性，并提高了其對(duì)純棉纖維的粘合性，充分揮發(fā)了直鏈淀粉的優(yōu)勢(shì)。并且在此過(guò)程中加入特定的生物基乳化劑，可以幫助堿和氯乙酸鈉更好地滲透進(jìn)入淀粉內(nèi)部，提高反應(yīng)效率，從而提高了反應(yīng)產(chǎn)物的穩(wěn)定性和漿膜性能，并且節(jié)約能源，混合性能優(yōu)異，反應(yīng)后塊狀物非常少，成品率極高，產(chǎn)品性能更優(yōu)。