半干法生产纺织用氧化淀粉工艺探讨

文玉萍，覃学江

（1.广西木薯产业协会，广西 南宁 530022；2.广西武鸣县安宁淀粉有限责任公司，广西 南宁 530112）

半干法生产纺织用氧化淀粉工艺探讨

文玉萍1，覃学江2

（1.广西木薯产业协会，广西 南宁 530022；2.广西武鸣县安宁淀粉有限责任公司，广西 南宁 530112）

以木薯淀粉为原料，采用半干法工艺研制生产纺织用氧化淀粉，着重讨论过氧化氢、催化剂、尿素、反应时间对产品性能的影响。

氧化淀粉； 半干法；氧化剂；催化剂

化学浆料（如聚己烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯类等）用于纺织工业的经纱上浆，具有浆液黏度稳定、粘结力强、成膜性好等优点，但成本远远高于淀粉浆。原淀粉虽然有价格低廉之优势，但浆液渗透性差，浆纱强度低，毛羽多，手感差，其应用受到一定限制。因此，开发质优价廉的变性淀粉是纺织用浆料的发展趋势。

氧化淀粉具有较低的聚合度，生产厂家可根据需要选择合适的黏度。氧化淀粉分子上增加了羧基，带有负电荷，其薄膜更易溶于水，有更好的清晰度和稳定性。该类变性淀粉成本低，深受纺织生产厂家的青睐。

工业制备氧化淀粉常用次氯酸钠为氧化剂，采用湿法生产工艺。用次氯酸钠生产氧化淀粉，存在如下不足：1）次氯酸钠稳定性差，生产工艺不稳定，产品黏度难控制，黏度稳定性低；2）反应在水中进行，氧化剂反应利用率低，反应结束需要用大量的水进行洗涤处理，废水污染严重；3）氧化反应过程中，淀粉颗粒内部产生裂纹，崩解成碎块，产生了可溶性及部分碎块，在分离及洗涤过程中造成损失。因此氧化淀粉产率一般低于96%，生产成本相对较高。

通过多年的变性淀粉研制开发和应用，我们认为用过氧化氢作氧化剂，采用半干法生产纺织用氧化淀粉，能解决用次氯酸钠为氧化剂，湿法生产氧化淀粉所存在的不足。在此我们对半干法生产纺织用氧化淀粉的生产工艺及其影响因素进行了一些探讨，供同行们参考。

1 实验

1.1 实验原料

木薯淀粉(恩氏黏度＞1.7)，催化剂(自配)，过氧化氢(工业级，含量30%)，尿素(工业级)。

1.2 反应原理

过氧化氢在催化剂作用下生成新生态的氧，新生态的氧使淀粉断键、降解和氧化，在淀粉分子上引入羰基和羧基，即生成氧化淀粉，同时过氧化氢被还原生产水，不会污染环境。生产工艺流程如下。

1.3 分析方法

1.3.1 产品黏度测定

在1000 mL三口烧瓶中调浆，含固量为6%，电动搅拌速度100r·min-1，用水浴加热，升温至95 ℃，保持此温度60 min，用注射器抽取约30 mL试液注入NDJ-79型旋转式黏度计中（黏度计夹层中通入热水，保持其温度为95 ℃），调节黏度计指针至0点处，挂好转子（第二单元测定器1＃转子），按下旋转黏度计开关，待指针稳定后，读数即得其黏度。

1.3.2 产品黏度稳定性

测出产品的黏度后，按同样的方法检测95℃条件下搅拌180 min时的黏度值。

2 结果与讨论

2.1 过氧化氢用量的影响

在同等条件下，随着过氧化氢用量的加大，产品的黏度变小，根据纺织行业中通常使用的氧化淀粉的黏度范围为8～12CP，黏度稳定性＞80%，过氧化氢用量在0.045%～0.070%（占淀粉质量绝干比率，以下同）范围，产品的黏度能满足要求，试验结果见表1。

表1 过氧化氢用量对产品黏度及稳定性影响

2.2 催化剂的影响

使用少量的催化剂可大大提高过氧化氢的氧化能力，降低产品的黏度，但催化剂添加量达0.0010%，提高催化剂的添加量，产品的黏度和黏度稳定性变化不大，试验结果见表2。

表2 催化剂对产品黏度及稳定性的影响

2.3 反应时间影响

室温反应时间2 h内，随着反应时间的延长，产品的黏度逐渐降低，黏度稳定性提高，但室温反应时间达2 h，再延长反应时间，产品的黏度和黏度稳定性变化不大，试验结果见表3。

2.4 尿素用量对产品的黏度稳定性的影响

尿素能显著提高淀粉浆料的黏度热稳定性，可能原因是纺织用氧化淀粉是轻度氧化，淀粉的分子链还比较长，分子链上有许多羟基，分子链之间能形成许多氢键，并有许多支链，能互相缠结，形成絮状结构，因此淀粉具有较高的结构黏度。在剪切作用下，结构黏度逐渐破坏而造成热黏度稳定性不好。尿素能与淀粉分子链上的羟基形成氢键，破坏淀粉的结构黏度，所以能显著提高淀粉浆液的黏度热稳定性。

表3 反应时间对产品黏度及稳定性影响

改变尿素的添加量，产品的黏度随尿素添加量的提高而稍微升高，但尿素添加量达1%时，再提高尿素的添加量，产品的黏度和黏度稳定性变化不大，试验结果见表4。

表4 尿素用量对产品黏度稳定性的影响

3 中试产品结果

我们利用干法设备生产了两批次产品，各项指标见表5。中试结果表明，产品的各项技术指标均达到纺织用氧化淀粉要求，中试生产的产品在广东某纺织厂进行应用试验，应用效果与原使用湿法生产的氧化淀粉相当。

中试产品在半年内不定期抽检，产品的各个指标基本不变，说明本工艺生产的纺织用氧化淀粉产品均匀稳定，工艺可行。

得粉率是每批次的产量与投入生产的原淀粉的比率，结果表明，本工艺生产的氧化淀粉投入和产出相当，得粉率高于100%。

表5 中试产品质量指标

4 结论

1）半干法制备纺织用氧化淀粉的适宜条件为：过氧化氢用量0.045%～0.070%，催化剂用量为0.0010%～0.0015%，室温下反应时间为2 h，尿素用量为1%～2%，可得黏度为8～12CP，黏度稳定性≥80.0%的纺织用氧化淀粉产品。

2）半干法生产纺织用氧化淀粉，添加一定量的催化剂，能大大提高过氧化氢的反应活性，产品中氧化剂残留量少，不影响产品的应用效果，过氧化氢被还原生产水，没有环境污染。

3）添加尿素能破坏淀粉的结构黏度，提高产品的黏度热稳定性。添加1%以上的尿素，产品的黏度稳定性达80%以上。

4）半干法生产纺织用氧化淀粉，产品的各项指标均达到要求，产品的质量较稳定，在纺织行业中使用，应用效果跟湿法生产氧化淀粉相当。

5）半干法生产纺织用氧化淀粉，无三废污染，化工辅料费用低，得粉率大于100%，生产成本低，与湿法生产的氧 化淀粉相比，更具有价格优势。

[1] 曹旭勇，王强，范雪荣，荣瑞萍. 尿素与淀粉混合物的反应性能和浆液浆膜性能研究[C].中国西部浆料与浆纱技术研讨会论文专辑[A]，全国纺织科技信息中心，2001.

[2] 张力田.变性淀粉[M].广州：华南理工大学出版社，1999.

[3] 张友松.变性淀粉生产与应用手册[M].北京：中国轻工业出版社，2007.

Preparation Process of Oxidized Starch for Textile Use by Hemi-dry Process

WEN Yu-ping1, QIN Xue-jiang2
(1.Guangxi Cassava Industry Association, Nanning 530022, China; 2. Guangxi Wuming Anning Starch Co. Ltd., Nanning 530112, China)

Applied cassava starch as material, oxidized starch for textile use was studied and prepared by hemi-dry process. The infl uence of dosage of hydrogen peroxide, catalyst, urea and reaction time on product performance was discussed.

oxidized starch; hemi-dry process; oxidant; catalyst

TS 236.9

A

1671-9905(2014)06-0037-03

2014-04-29