变性淀粉的开发利用

变性淀粉的开发利用 变性淀粉的开发利用 本文来源于中国面粉信息网 http://www.cnmf.net 　淀粉是一种天然高分子碳水化合物，广泛存在与植物的种子，茎杆或根块中。由于资源充沛，价格低廉，具有一定的胶粘能力，早已成为造纸工业的主要辅助材料。但天然淀粉在高浓度时（如5%以上时）粘度高、流性差、成胶凝状，用水稀释后，会发生沉淀。为解决这种现象，必须对淀粉进行改性，即将原淀粉通过物理或化学或酶法处理，改变淀粉的糊化温度、粘度、透明度、稳定性、成膜性和膜强度等等。以适用各种应用的要求。 改性以后的淀粉称为“变性淀粉”或“淀粉衍生物”。自从1940年荷兰、美国开发了变性淀粉的工业化生产以后，变性淀粉在国外得到迅猛发展。1980年全世界变性淀粉产量约为240万吨，品种达1000种之多。八十年代初，国内不少单位开始进行变性淀粉的研究，目前已有一些单一品种的变性淀粉投入生产和应用。随着科学技术的进步，变性淀粉在造纸、纺织、食品、石油、冶金、建筑、包装以至于近代技术中的应用将迅速发展。 变性淀粉在纺织工业中的应用 变性淀粉是由原淀粉经物理或化学方法处理而制得淀粉衍生物，它在工农业生产中有着广泛的用途。在纺织工业中，变性淀粉的应用主要有以下三个方面： 一、用作经纱浆料 织物的纱线是由许多纤维捻合而成的，在捻合过程中，由于纤维长度参差不齐，每根纤维的头尾，均有可能露在纱线表面，形成毛茸茸的外观。织布时，这种纱线承受不了开口、投梭、打纬时发生的拉伸、弯曲和摩擦，引起部分纤维离解，纱条更为毛糙，产生断头，不但影响生产效率和产品质量，甚至使织布无法进行。经纱上浆后，即可使单纤维间粘结力增加，从而提高了纱线的强度。提高了纱线的平滑性，从而使开口清晰，断头减少。 淀粉早已用做棉纤维经纱浆料。由于各种合成纤维的出现以及淀粉浆液粘度稳定性差和易凝沉等缺点，因此，原淀粉已不适于纺织经纱浆料的要求。化学浆料（为聚乙烯醇PVA）由于价格昂贵，而且对环境污染严重（如PVA的COD值约为变性淀粉的一倍）。因此，某些国家已限制使用。 变性淀粉因其具有特殊的理化性质，在经纱上浆时，采用变性淀粉与化学浆料的混合浆液上浆，即可节省成本，又可降低对环境的污染。所使用的变性淀粉有：酸处理淀粉、氧化淀粉、羟丙基淀粉、羟乙基淀粉、羟甲基淀粉、阳离子淀粉、尿素淀粉、磷酸酯淀粉、醋酸酯淀粉及接支淀粉。 国内变性淀粉浆料，是80年代中期才开始研制的。仅有酸处理淀粉、氧化淀粉、交联淀粉、羟丙基淀粉、醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉等几种。变性淀粉浆粘度稳定，上浆后浆膜光滑坚韧，渗透性、被覆性好，浆液不结皮，浆斑、并线、疵点少。 国内涤棉混纺纤维大都用PVA或PVA与CMC的混合浆上浆，PVA和CMC价格昂贵， PVC难熬浆，约需二小时，且对环境污染严重。如果采用变性淀粉取代其中30%-70%的ＰＶＡ。浆料成本将会大大下降，而且可节省能耗，减少对环境的污染。 某纺织厂在一千多台布机上，经一年使用，得到了较好的效果。 变性淀粉不但用于涤/棉混纺纤维的浆料，而且还可用做粘胶纤维。涤/棉、麻、涤/麻、 纤维的经纱浆料，如果能在全国纺织厂推广使用，肯定会有很大的经济效益和社会效益。 二、用作印染用的糊料 在纺织印染中，由于水溶性燃料没有粘性、不能成型、容易渗化，因此不能直接用作纺织印染溶液，因此必须采用一种稠厚的传递介质，这种介质就是糊料，糊料与燃料调成色浆，才能在花色版上刮印，形成轮廓清晰的花纹图案。 羟甲基淀粉、羟丙基淀粉、羟乙基淀粉、磷酸酯淀粉、黄糊精和接支淀粉可用作印染糊料。在国内只有少数几种变性淀粉糊料，如黄糊精、羟甲基淀粉、羟丙基淀粉、羟乙基淀粉。 QYH—I型糊料是我国研制的一种印染糊料，在多种印花中具有轮廓清晰、浸色量高，渗透性好，易洗涤、不干板、浸色均匀，冷水制糊、节能方便、色浆存放稳定性好等优点。 三、用做织物的整理剂 聚酯纤维用做衣料时，不能吸汗。易吸附油污、衣料易带电。以前用亲水性物质进行加工处理，耐水性不好，用接支淀粉进行处理，纤维具有耐久的亲水性。 另外，尼龙塔夫绸经处理后可以具有防水和透气性。 变性淀粉除了能用于纺织工业外，还广泛地用于造纸工业、食品工业、农业、石油钻井、冶金、建筑、铸造等各个领域中。变性淀粉在国内是一个新开发的领域，人们对其认识有一定的局限性。因此，要推广应用变性淀粉，尚有一定的阻力。如果能引进各方面的关注，相信变性淀粉将会在四化建设中更大的作用。 　　变性淀粉在造纸工业中的应用 在造纸工业中，变性淀粉除能显著提高抄纸的干、湿强度外，还能增加纸的平滑度、挺度以及填料的留着率。从而改善了纸的手感和施胶度。变性淀粉还具有用法简易、价格低、废水排放负荷轻等优点。尤其我国以草浆造纸为主，变性淀粉的应用将会给造纸工业带来显著的经济效益。按国内年产纸和纸版3000万吨计算，造纸工业每年需要变性淀粉27万吨，碳化淀粉约占70%，其它变性淀粉约需8万吨（阳离子淀粉约需3万吨）。目前国内变性淀粉产量不到3000吨（不包括氧化淀粉），所以发展氧化造纸专用变性淀粉还是有前途的。 变性淀粉给造纸工业带来的经济效益，据天津市造纸研究所报道，淀粉磷酸酯用于十家造纸厂的核算结果，1986年净增经济效益101.386万元，重庆造纸厂在1987年使用淀粉磷酸酯净增效益84.45万元。如果使用阳离子淀粉，虽然淀粉售价提高了0.5倍，用量却减少了四分之三（每吨纸需用20公斤淀粉磷酸酯，增加成本52元；而用阳离子淀粉只需要5公斤，增加成本20元，而增收300元），经济效益更加显著。阳离子淀粉经湖南省沅江造纸厂等单位使用，达到预期的良好效果。 造纸用变性淀粉简介： （一）、阳离子淀粉淀粉及其它变性淀粉都是阳离子或非离子型的，故而对纸浆的定着不稳定。六十年代后期发展起来的阳离子淀粉，是在碱性条件下，将阳离子醚化剂与淀粉反应形成淀粉醚。取代度通常在0.01~0.05，造纸使用的阳离子淀粉取代度小于0.04为宜。由于阳离子淀粉带有正电荷，可与带负电荷的纤维和填料粒子紧密结合。加入浆内，提高了细小纤维和填料的保留率，加速了浆料的滤水性，提高了纸机抄速，增加了纸页强度，减轻了水质污染。因而国外的阳离子淀粉在造纸辅料中的用量仅次于松香、明矾,名列第三。 阳离子淀粉用于印刷纸的表面施胶，不仅可显著提高纸面强度，改善抗拉毛性能，适于高粘油墨印刷，而且印刷后，色调均匀，清晰度好，色泽鲜艳，透印少。在中性造纸中，阳离子淀粉是中性施胶剂的乳液定着剂。 在纺织工业中，低取代度的阳离子淀粉用于合成纤维混纺纱上浆，可以提高浆料与合成纤维的粘附力，并对合成纤维具有消除静电的效果。 在建筑行业中，阳离子淀粉用作水泥速凝剂，并在油田固井中得到应用。高取代度的阳离子淀粉用于油田钻井，已经取得明显效果。 本文来源于中国面粉信息网 http://www.cnmf.net