丙酸酯化变性淀粉浆料的合成与性能研究

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为了提高淀粉丙酸酯化反应效率,本文以丙酸乙烯酯为酯化剂制备了丙酸酯淀粉,研究了工艺参数对淀粉酯化反应的影响,探讨了主要工艺参数如反应介质、pH值、反应温度、反应时间以及酯化剂用量与反应效率之间的内在关系,以获取制备丙酸酯淀粉的适宜参数。实验结果表明,上述工艺参数对淀粉丙酸酯化反应效率有着显著的影响。在碱作催化剂的条件下,丙酸乙烯酯与淀粉的反应在水相中能够达到的反应效率最高,水介质中最适宜丙酸酯化反应的pH值为8~9,反应温度在40℃左右为宜,反应时间需控制在6h。丙酸酯化变性程度对淀粉浆料的性能有显著影响。采用丙酸酐作为酯化剂,通过改变丙酸酐对玉米淀粉的投料比,制备一系列具有不同取代度(DS)的丙酸酯淀粉,以研究淀粉丙酸酯化变性程度与浆液粘附性能和浆膜性能的关系。试验结果表明:淀粉丙酸酯化变性能够显著改善淀粉对涤纶纤维的粘附性能,提高淀粉浆膜的断裂伸长率和耐屈曲次数,降低浆膜的磨耗;随着取代度的增加,丙酸酯淀粉对涤纶纤维的粘附力先增大后减小,当取代度为0.019时,粘附力达到最大值;当取代度超过0.01时,丙酸酯淀粉对棉纤维的粘附力随着取代度的增大而降低。为了评价丙酸酯淀粉与醋酸酯淀粉上浆性能的差异,本文以工业上大规模使用的醋酸酯淀粉为标准,对两者的浆膜性能和对纤维的粘附性能进行了比较。当变性程度相近时,丙酸酯淀粉的断裂伸长较醋酸酯淀粉为大,耐屈曲性能好,磨耗低,这表明丙酸酯化变性比醋酸酯化更有利于改善浆膜的性能。在取代度相近的条件下,丙酸酯淀粉对涤纶纤维的粘附性能优于醋酸酯淀粉,即保证一定粘附性能的前提下,丙酸酯淀粉所需的变性程度远小于醋酸酯淀粉。但是,作为浆料使用的丙酸酯淀粉,其变性程度不宜过大,在0.01~0.032之间较好。
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