改性淀粉及其用于玻纤成膜剂的研究进展

李建峰

摘 要：本文综述了改性淀粉的概况，改性淀粉的种类、制备方法，评价了各种改性淀粉用于玻璃纤维成膜剂的效果，对改性淀粉用于玻纤成膜剂的发展作出展望。

关键词：改性淀粉；成膜剂；玻纤；研究进展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.192

0 前言

淀粉是一种包含线性直链和支链结构的高分子碳水化合物，是淀粉型纺织浸润剂的主要组成部分，属于水溶性高分子成膜剂。但原淀粉成膜剂具有黏度大、易回生、易迁移等缺陷，限制了其广泛使用。淀粉以成膜剂的形式存在于浸润剂中，起着非常重要的作用。因此需要对淀粉进行改性，以达到玻璃纤维纱线纺织的要求。为了提升使用性能，往往会使用几种以上的改性淀粉，按比例配合进行使用。本文综述了改性淀粉的概述，改性淀粉的种类及其制备方法，评价了各种改性淀粉用于玻璃纤维浸润成膜剂的效果，对改性淀粉用于玻纤成膜剂的发展作出展望。

1 改性淀粉的概述

改性淀粉是指在原淀粉的基础上，为满足食品工业、医药、水处理、纺织等领域的需要，利用物理手段、化学方法、生物技术等对淀粉的分子结构、颗粒性质等进行处理，从而改变了原淀粉的天然特性，改善原淀粉的性能，使其更适合于一定应用的要求。针对不同领域的需求，现在改性淀粉的品种已经越来越多，使用范围也越来越广，给人类生活带来了极大的便利[1-3]。

2 改性淀粉的种类及其制备方法

2.1 物理改性淀粉

淀粉溶液与天然聚合物或合成塑料等直接共混，添加少量添加剂，整个过程不发生化学反应，制备出性能优化的物理改性淀粉，以提高其应用性能。

2.2 化学改性淀粉

化学改性淀粉是指使用化学方法改变了淀粉的化学结构所得到的改性淀粉。化学改性淀粉的种类非常繁多，应用也非常广泛，比物理改性淀粉有着更广阔的应用前景，也是当前最常用的改性淀粉方法。化学改性制备的淀粉主要有酸解淀粉、酯化淀粉、羟丙基化淀粉、阳离子化淀粉、氧化淀粉等[4]。

2.3 生物改性淀粉

生物改性（酶法改性）是用各种酶制剂来处理淀粉。包括异淀粉酶水解淀粉等。

2.4 复合改性淀粉

根据实际需要，往往需要采用两种或两种以上的方法对淀粉进行改性，这种改性方法叫复合改性。如交联酯化淀粉、交联醚化淀粉、交联氧化淀粉等。复合改性淀粉具有两种及两种以上改性淀粉各自的优点。

3 改性淀粉用于玻纤成膜剂的研究

淀粉成膜剂其作用是赋予单纤维以集束性，并在原丝表面形成一层保护膜，保证捻线、整经、织造等工艺的顺利進行。但淀粉成膜剂具有黏度大、易回生、易迁移等缺陷，在玻纤生产过程中产生毛丝，给纺织加工带来一系列问题。考虑到淀粉型浸润成膜剂的这些缺陷，改性淀粉的选择尤为重要。

3.1 采用改性高直链淀粉

这类淀粉制备的浸润成膜剂迁移率低，能有效克服企业遇到的实际困难，并且配制工艺相对简单，因此受到市场的广泛青睐。但缺点是耗能较大，需在高温高压环境下配制。

3.2 采用改性支链淀粉

为防止支链淀粉浸润成膜剂的外迁问题，可利用淀粉的羟基同配方中其它组份发生一定的反应，从而生成络合物，防止浸润剂的迁移。但这类方法配制工艺相对复杂，因此在市场上使用范围较小。

3.3 采用醚化改性的直链淀粉

通过化学改性得到的醚化改性淀粉是当前研究的热点之一，此法制得的浸润成膜剂亲水性较好，并且整个制备过程工艺简单。但该法的缺点是对玻璃纤维原纱的要求较高，且对工艺生产过程中，温度，湿度的要求极为严格[5-7]。

3.4 采用阳离子淀粉和直链淀粉的混合物

这是目前市场上比较普遍采用的方式，这种复配改性淀粉配成的浸润成膜剂，既与玻璃纤维纱线有很好的亲和力，又能在其表面形成一层强度较好的保护膜，有效地保护纱线不被破坏。但这类淀粉成膜剂的成本较高[8]。

4 展望

淀淀粉的选择，是淀粉型玻璃纤维浸润成膜剂的关键，现目前，国内外生产改性淀粉的品种已达到2000多种[9]。美国、日本以及欧洲的发达国家开发出来数千种改性淀粉，然而，作为商业机密，并未申请专利，在技术上使得我国获得的信息量少。我国相关研究人员应该抓住这一机遇，把更多的精力投入到此领域的研究之中，依靠国家的支持，尽量缩小我国淀粉加工业与世界先进水平的差距[10]。我们有信心，在不久的将来在改性淀粉成膜剂上能够取得独立，摆脱垄断，广泛地用于工业化生产。

参考文献：

[1]陈鹏.豌豆淀粉改性及其用于玻纤浸润剂的研究[D].西南科技大学，2012.

[2]周向阳，贾德民，崔跃飞.淀粉接枝改性研究进展[J].华南理工大学，2009（02）：38-42.

[3]乔治邦.改性淀粉胶粘剂研究进展[J].中国胶黏剂，2015（04）：45-

52.

[4]石佳.酯化改性淀粉研究进展[J].食品工业科技，2014（02）：395-399.

[5]雷洪.异淀粉酶水解豌豆淀粉及其在玻纤浸润中的应用[J].2014

（10）：1262-1268.

[6]J.L.Thomason，L.Yang and R.Meier.The properties of glass fibres after conditioning at composite recycling temperatures[J].Composites Part A，2014（61）：201-208.

[7]J.L.Thomason.Glass fibre sizings：a review of the scientific literature[M].2012.

[8]Wang Y.Chitosan modified corn starch and its application as a glass fiber sizing agent[J].Fibers and Textiles in Eastern Europe，2017（03）：112-120.

[9]徐兴，岳云龙，杜钊.浸润剂对玻璃纤维湿法毡工艺及性能的影响[J].玻璃纤维，2010（5）：17-20.

[10]郝梅平.玻璃纤维及纤维增强复合材料“十二五"发展思路 [J].建材发展导向，2010（06）：4-8.