1 前言 印花技术的不断发展,对印花色浆,特别是印花糊料提出了更高的要求。仅使用海藻酸钠和淀粉糊料已远远不能满足高质量的印花要求。并且近年来,由于海洋污染,导致海藻产量下降,海藻酸钠资源紧张,价格日趋上涨,而中国近年的“三农问题”、退耕还林等政策使得农作物价格上涨,直接影响到了淀粉的价格。这两种糊料价格的大幅上涨,使印花成本不断提高,直接影响生产厂家的经济效益。因此,寻找海藻酸钠和淀粉的理想替代品,不但可以改善印花性能,也可以降低生产成本。
2 瓜尔胶的研究和应用范围 2.1 瓜尔胶的结构与性质 瓜尔胶(Guar gum)是从广泛种植于印巴次大陆的一种豆科植物——瓜尔豆中提取的一种高纯化多糖,就分子结构来说,它是一种非离子多糖,属半乳甘露聚糖,是目前已知的水溶性最好的天然高分子化合物之一。瓜尔胶最大的特点就是它与纤维素的结构非常相似,这种相似性使它对纤维素有很强的亲和性,称为直接性。其主要成分为半乳甘露聚糖,结构是由D-甘露糖通过β一1,4.糖苷键链接形成主链,在某些甘露糖上D一半乳糖通过a一1,6一糖苷键链接 形成侧链而构成多分支的聚糖,通常半乳糖与甘露糖的摩尔比为1:2,由于瓜尔胶溶解速度慢,水不溶物含量高,粘度不易控制,因此需要对它进行化学改性,扩大其应用领域。 2.2 瓜尔胶的改性 尽管瓜尔胶具有很好的水溶性和增稠性,但是原粉瓜尔胶往往具有下述缺点: -不能快速溶涨和水合,溶解速度慢; -水不溶物含量高; -粘度不易控制; -易被微生物分解而不能长期保存。 这些缺点使瓜尔胶的应用受到很大限制,因此需要改变其理化特性,使其可广泛应用。改性主要分为4 类: -官能团衍生改性。这类方法是基于瓜尔胶的糖单元上平均有3 个羟基,这3 个羟基在一定条件下可发生醚化、酯化或氧化反应, 生成醚、酯等衍生物。 -接枝聚合改性。该
3 瓜尔胶及其衍生物在纺织品印花中的应用 在纺织工业中印花糊料要求
4 瓜尔胶在纤维素纤维织物印花领域的研究前景 印花是纺织行业的一个重要分支,是一种局部染色,但不同于染色;印制效果与被印织物、印花方法和印花色浆有密切的关系,其中印花色浆中的糊料起着重要作用。 印花糊料是指加在印花色浆中能起到增稠作用的高分子化合物。中国的印花行业,棉织物和麻织物的印花多采用活性染料,与其相适用的印花糊料多选用海藻酸钠和改性淀粉两种糊料,而瓜尔胶糊料的应用却始终未能大面积推广,其原因是多方面的,其中最主要的就是以往的瓜尔胶糊料与海藻酸钠和淀粉糊料在性能、资源分布以及成本上的差别。 海藻酸钠是由海藻中的褐藻为原料,是制碘工业的主要副产品,经过化学处理,先提取褐藻酸,然后以碱中和而得。海洋中拥有丰富的褐藻资源,因此海藻酸钠原料成本低廉,并且作为糊料具有印花易着色、得色量高、色泽鲜艳及印花后织物手感柔软等特点,一直是棉、麻织物活性染料印花中最常用的糊料。 淀粉是天然的多糖类碳水化合物,具有多羟基醛或多羟基酮的结构,存在于某些植物的种子、果实或块茎中,小麦和玉米等农作物就可以提供大量的淀粉。印花过程中,淀粉及其改性淀粉具有糊液流变性好、粘度低而稳定、可塑性好和成膜透明且比较强韧等特点,在印花领域被大量应用。但由于淀粉中含有大量的羟基,使得其结构与纤维素类似,极易与活性染料发生反应,在纤维素纤维织物的活性染料印花过程中,淀粉糊料与染料发生反应,导致转移到织物上的染料减少,最终影响印花效果,因此,在纤维素纤维织物的活性染料印花中多采用改性后的淀粉。 由瓜尔胶及其衍生物制成的印花糊料较传统的印花糊料具有以下优势: -有良好的流变性,属于假塑性流体,不易在刮刀口上粘结,印花性能好、印花刀疵较少。 -渗透性好、印花表面匀染性好。 -成糊率高、固含量较低、洗涤性好。 -保水性良好,用于疏水性纤 维织物的印花也不至于渗化。
5 结语 近年来,对瓜尔胶的研究取得了丰硕的成果。特别是随着聚合物仪器分析水平的发展,使瓜尔胶的研究有了更为有力的手段,为瓜尔胶的应用开辟了更广阔的途径。但对瓜尔胶的研究是一个涉及到化学、物理、分析仪器、生物化学、医药化学、材料化学与工程等多学科具有创造性和开拓性的研究领域,需要各领域的专业人员共同努力,深入研究以期