辐射变性淀粉应用机理

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来源：中国棉纺织协会　发布时间：2016年10月13日

变性淀粉广泛应用于纺织、食品、造纸等行业。我国目前生产变性淀粉方法主要采用化学法,该法尚存在着一些缺点,如淀粉的改性程度控制困难,产品提纯及分散液处理困难,工艺复杂,成本高,品质不易保证等[1,2]。在变性淀粉广泛运用的同时,另一种新型技术———电离辐射加工技术也在高速发展,特别是使用辐射加工技术进行高分子材料的合成与改性,发展更为迅猛。辐射法合成改性高分子材料,具有工艺简单、低能耗、少公害、易自动化、安全可靠等诸多优点[3]。因此,采用60Co-γ射线辐射引发淀粉产生变性,制备变性淀粉,研究其纺织上浆中的应用,为其大规模运用提供理论基础。

应用机理

通过γ粒子的高能辐射,将淀粉大分子中的C-C键、C-O键和C-H键打断,使得淀粉大分子断裂,聚合度下降,粘度随之降低。由于高能射线均匀地穿透固态淀粉的最厚部分,在其作用下生成的初始自由基可以均匀地分布在淀粉颗粒的无定型区和结晶区中,即在淀粉颗粒中均匀分布着许多具有反应活性的活性粒子。在有氧条件下,自由基能与氧气迅速结合,生成室温下较稳定的(氢)过氧化物。经高能射线变性的淀粉,因(氢)过氧化物和陷落自由基的存在,溶解时在高温和水溶液中过氧化物分解,重新给出活化的自由基,与溶液中的某些单体和聚合物发生反应[4~6]。

根据现有的纺织工艺理论,在胶水含量一定的时候,当化学变性淀粉的特性粘度小于PVA时,浆液性能基本上随淀粉的比例增加而下降的,对于较难浆的品种必须添加较多的PVA才能提高其浆液性能,从而达到较好的上浆效果。而对于高能射线处理的淀粉则有所不同,由于淀粉在溶解时与胶水、PVA等发生了反应,这种反应使原本不是热力学相溶的几种粘着剂联系成一体,从而改善了浆液中几种主浆料之间热力学相溶的问题,使浆料在吸水性、成膜强度、挠曲度、耐磨性和粘附性等技术指标有极大的改善,浆液性能的提高使PVA用量的减少成为可能。通过控制不同的辐照剂量,可以生产出具有不同接枝活性和不同聚合分子量的变性淀粉,以适用于送经速度不同的各类织机及吸水、附着力不同的各类织物。

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