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        冷水可溶性馬鈴薯淀粉的低溫上漿性能

        2018-03-16 02:48:41曹新偉宋秦杰劉建立王鴻博高衛(wèi)東
        紡織學(xué)報(bào) 2018年3期
        關(guān)鍵詞:黏附力漿紗上漿

        曹新偉, 宋秦杰, 朱 博, 劉建立, 王鴻博, 高衛(wèi)東

        (生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(江南大學(xué)), 江蘇 無(wú)錫 214122)

        淀粉在紡織、食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,目前,氧化淀粉、酸解淀粉、接枝淀粉等變性淀粉普遍運(yùn)用在紡織上漿領(lǐng)域,但是這些淀粉不溶于冷水,在應(yīng)用過(guò)程中一般都需加熱使之糊化得到糊液。而加熱淀粉需要長(zhǎng)時(shí)間的蒸煮,會(huì)消耗大量時(shí)間,因此,工業(yè)上生產(chǎn)并研發(fā)了冷水可溶性淀粉。采用冷水可溶性淀粉進(jìn)行經(jīng)紗上漿,不僅可避免傳統(tǒng)漿料長(zhǎng)時(shí)間的蒸煮和調(diào)漿操作,簡(jiǎn)化上漿過(guò)程,并且采用低溫上漿,節(jié)約時(shí)間和能源,降低漿紗車間的溫度,給漿紗工人提供相對(duì)較舒適的工作環(huán)境。

        顆粒狀冷水可溶性淀粉(GCWS)是一種新型改性淀粉,可保持原淀粉的顆粒狀形態(tài),在冷水中即可溶解并形成具有一定黏度的糊液,其復(fù)水后的糊與原淀粉制成的糊性質(zhì)基本相同[1]。由于GCWS在常溫下溶解度較高,可省去蒸煮操作,不需要加熱就可以直接迅速溶于水中,形成高度擴(kuò)散、具有一定黏度的均勻淀粉糊,糊液穩(wěn)定、透明、黏度高,符合經(jīng)紗上漿的漿料特性。

        目前,在顆粒狀冷水可溶性淀粉的各種制備方法中,乙醇?jí)A法是較合適的方法[2-4],可以在較低的溫度和常壓條件下完成,操作簡(jiǎn)單方便,能耗小且設(shè)備投資低,產(chǎn)品質(zhì)量易調(diào)控[5]。本文采用乙醇?jí)A法制備顆粒狀冷水可溶性馬鈴薯淀粉,設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)進(jìn)行工藝優(yōu)化,確定最佳制備工藝條件。研究顆粒狀冷水可溶性馬鈴薯淀粉的上漿性能,與工廠中普遍使用的馬鈴薯氧化淀粉的上漿性能進(jìn)行比較,分析其應(yīng)用于經(jīng)紗上漿的可行性。在實(shí)驗(yàn)中,通過(guò)測(cè)試不同溫度下漿液黏附力和漿液黏度,并按照一定的配方將淀粉配制成漿料,確定相關(guān)工藝參數(shù),用于單紗上漿。測(cè)試其上漿率、增強(qiáng)率、增磨率等漿紗性能指標(biāo),和馬鈴薯氧化淀粉進(jìn)行比較,最終判斷冷水可溶性淀粉用于低溫上漿的可行性。

        1 試驗(yàn)部分

        1.1 材料與試劑

        馬鈴薯原淀粉、馬鈴薯氧化淀粉、固體丙烯酰胺漿料、BP-A增效劑(可大大提高紗線的拉伸強(qiáng)度、韌性及耐磨性)、BN-3SA滲透劑(提高漿液滲透到紗線內(nèi)部的速度),常州豐源紡織助劑有限公司;鹽酸、無(wú)水乙醇、氫氧化鈉,化學(xué)純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;線密度為580 tex的純棉粗紗,無(wú)錫一棉紡織集團(tuán)有限公司;線密度為14.5 tex的純棉集聚紡細(xì)紗,江蘇悅達(dá)棉紡有限公司。

        1.2 儀器與設(shè)備

        W201B型升降水浴鍋,鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司;GZ120.S型數(shù)顯懸臂式恒速?gòu)?qiáng)力電動(dòng)攪拌機(jī),江陰市保利科研器械有限公司;GZX-9146MBE型電熱鼓風(fēng)干燥箱,上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠;Free Zone 2.5型凍干機(jī),美國(guó)LABCONCO公司;TGL-20M型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī),上海盧湘儀離心機(jī)儀器有限公司;Leica DM2700P型偏光顯微鏡,德國(guó)徠卡顯微系統(tǒng);島津AGS-X型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī),島津企業(yè)管理有限公司;SNB-1型黏度計(jì),上海方瑞儀器有限公司;Rid-20A型凝膠滲透色譜儀,日本Shimadzu有限公司; GA392型單紗漿紗機(jī),江陰通源紡織機(jī)械有限公司;LFY-109A型電腦紗線耐磨儀,山東省紡織科學(xué)研究院;YG086型縷紗測(cè)長(zhǎng)儀,常州德魯紡織科技有限公司。

        1.3 試驗(yàn)方法

        1.3.1GCWS馬鈴薯淀粉的制備

        將干態(tài)質(zhì)量為50 g的馬鈴薯原淀粉加入到400 mL一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的乙醇溶液中,放到恒溫水浴鍋中加熱,在400 r/min下不停攪拌,并加入一定質(zhì)量的3 mol/L氫氧化鈉溶液。反應(yīng)30 min后在室溫下靜置,倒出上層清液,用乙醇溶液洗滌2~3次,再用3 mol/L的鹽酸溶液中和,靜置,倒出上層清液。然后將底層淀粉糊液放入真空冷凍干燥機(jī)中冷凍干燥12 h,最后放入105 ℃的鼓風(fēng)干燥箱中通過(guò)烘燥去除乙醇,取出后用100目的篩子研磨過(guò)篩制成GCWS馬鈴薯淀粉。

        1.3.2溶解度測(cè)試

        溶解度表示淀粉顆粒溶于水中破裂、分子鏈被破壞的程度。取1 g淀粉與100 mL蒸餾水(25 ℃)配制質(zhì)量濃度為1%的淀粉乳,先用攪拌器在800 r/min下攪拌15 min,再在1 500 r/min下攪拌5 min。然后在轉(zhuǎn)速為3 100 r/min的離心機(jī)中離心15 min,取25 mL上層清液,放入105 ℃烘箱中烘干,稱量干燥后淀粉的質(zhì)量。淀粉溶解度的計(jì)算式為:

        式中:R為淀粉溶解度,%;m1為25 mL上清液烘干后淀粉質(zhì)量,g;m2為溶解在100 mL水中的淀粉質(zhì)量,g。

        1.3.3雙折射現(xiàn)象分析

        取一定量的淀粉溶解在無(wú)水乙醇中配制質(zhì)量濃度為1%的淀粉乳溶液,并將其滴在載玻片上,待無(wú)水乙醇揮發(fā)后,放在偏光顯微鏡載物臺(tái)上,選擇合適的放大倍數(shù)和光亮度,在自然光和偏振光下分別觀察淀粉顆粒。

        1.3.4漿液黏度測(cè)試

        黏度對(duì)漿紗過(guò)程中紗線的上漿效果有較大的影響。取一定量的淀粉配制質(zhì)量濃度為6%的淀粉乳,在三頸燒瓶中于65~95 ℃煮漿,待溫度穩(wěn)定后,取少量漿液于黏度計(jì)的測(cè)試容器中,選取合適的轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速,在保溫狀態(tài)下測(cè)試漿液的黏度。

        1.3.5凝膠滲透色譜(GPC)測(cè)試

        稱取100 mg馬鈴薯淀粉加入5 mL含有0.1 mol/L疊氮鈉(NaN3)水溶液,配制成20 mg/mL的漿料,并通過(guò)濾膜過(guò)濾。

        測(cè)試條件:流動(dòng)相為含有0.1 mol/L的NaN3水溶液;凝膠色譜柱:日本 TOSOH(TSK 東曹)公司,TSKgel GMPWXL,水相凝膠色譜柱(分子量為300~500 000);標(biāo)準(zhǔn)樣品:窄分布聚乙二醇(PEO)標(biāo)樣組。

        1.3.6漿液黏附力測(cè)試

        漿液黏附力測(cè)試主要是為了測(cè)試漿料與粗紗纖維間的抱合力。取22 g淀粉與2 200 mL蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為1%的淀粉乳,加入到三頸燒瓶中,在65~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi)煮漿,待穩(wěn)定后將漿液倒入漿桶中,將繞有粗紗的紗架浸入漿桶5 min,取出后放入105 ℃烘箱中烘干,最后將粗紗剪下,在電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試其斷裂強(qiáng)力,以表示漿液的黏附力。

        1.3.7上漿率測(cè)試

        上漿率要合理控制,過(guò)大或過(guò)小都會(huì)對(duì)紗線的質(zhì)量造成影響,上漿率一般用退漿法進(jìn)行測(cè)試。按照一定的配方配制漿料,將棉紗在單紗漿紗機(jī)上進(jìn)行上漿,上漿完畢后得到漿紗。使用縷紗測(cè)長(zhǎng)儀卷繞5 g左右的漿紗,烘干后稱量。然后將漿紗放入200 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的氫氧化鈉溶液中,沸水浸泡20 min后取出,用碘-碘化鉀溶液進(jìn)行檢驗(yàn)退漿是否完全,最后用溫水漂洗干凈后烘干稱量。再取相同質(zhì)量的原紗按以上操作進(jìn)行退漿試驗(yàn),按照下式計(jì)算毛羽損失率:

        最后按照下式計(jì)算紗線上漿率

        1.3.8漿紗強(qiáng)力測(cè)試

        測(cè)試漿紗的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng),并與原紗進(jìn)行比較,計(jì)算漿紗增強(qiáng)率。分別剪取25 cm原紗和漿紗,兩端夾持在島津AGS-X型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上,測(cè)試其斷裂強(qiáng)力,每種試樣測(cè)試50次,求平均值,最后按照下式計(jì)算漿紗增強(qiáng)率:

        式中:Q為漿紗增強(qiáng)率,%;P1為漿紗平均斷裂強(qiáng)力,cN;P2為原紗平均斷裂強(qiáng)力,cN。

        1.3.9漿紗耐磨性測(cè)試

        提高漿紗耐磨性是漿紗的主要目的,良好的耐磨性可以保證織造的順利進(jìn)行,減少經(jīng)紗斷頭停車。分別剪取50 cm原紗和漿紗,選取砝碼質(zhì)量為15 g,將紗線固定在紗線耐磨儀上,測(cè)試其耐磨次數(shù),每組10根,多次試驗(yàn)求其平均值,最后按照下式計(jì)算紗線耐磨提高率:

        式中:M為漿紗耐磨提高率,%;n1為漿紗平均耐磨次數(shù);n2為原紗平均耐磨次數(shù)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 GCWS馬鈴薯淀粉制備工藝優(yōu)化

        采用乙醇?jí)A法制備顆粒狀冷水可溶性淀粉,氫氧化鈉的用量、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)和反應(yīng)溫度為影響淀粉制備性能的主要因素[6-7],因此,為研究顆粒狀冷水可溶性馬鈴薯淀粉的最佳制備工藝,以3 mol/L的氫氧化鈉的體積、乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)和反應(yīng)溫度為因素設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),如表1所示。以25 ℃下淀粉的溶解度為指標(biāo),分析各因素對(duì)顆粒狀冷水可溶性淀粉溶解度的影響,正交試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

        表1 正交試驗(yàn)水平因素表Tab.1 Factors of orthogonal experiment

        表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Tab.2 Results of orthogonal experiment

        表2結(jié)果表明,在顆粒狀冷水可溶性馬鈴薯淀粉的制備過(guò)程中,各因素對(duì)其溶解度的影響順序由大到小分別為A、B、C。即氫氧化鈉溶液的體積對(duì)顆粒狀冷水可溶性淀粉的影響最大,乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響次之,反應(yīng)溫度的影響相對(duì)較小。最優(yōu)組合為A3B3C2,即3 mol/L氫氧化鈉溶液體積為60 mL,乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%,反應(yīng)溫度為35 ℃,這種工藝條件下制備的淀粉其溶解度最高,為76%。

        由正交試驗(yàn)結(jié)果可知,氫氧化鈉溶液的體積對(duì)顆粒狀冷水可溶性淀粉的冷水溶解度影響最大,氫氧化鈉的體積越大,溶解度越大。由制備反應(yīng)機(jī)制可知,氫氧化鈉的主要作用是使淀粉顆粒溶脹,因此,氫氧化鈉用量增加可提高淀粉顆粒的溶脹程度,從而提高顆粒狀冷水可溶性淀粉的冷水溶解度。如果加入過(guò)量的氫氧化鈉,淀粉顆粒溶脹過(guò)度進(jìn)而破裂,淀粉會(huì)水解為糊精[8]。乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)是影響淀粉溶解度的第2個(gè)因素,乙醇的主要作用是抑制淀粉顆粒的溶脹,并且穩(wěn)定游離的淀粉鏈,使淀粉保持顆粒形態(tài)[9],因此,乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大,淀粉顆粒的溶脹程度越小,冷水溶解度越小。適當(dāng)減少乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以增大溶解度,但若質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)小,也會(huì)導(dǎo)致淀粉顆粒破裂。在本文試驗(yàn)中,反應(yīng)溫度對(duì)溶解度的影響并不顯著,溫度越高,分子間熱運(yùn)動(dòng)速度越快,反應(yīng)程度更加劇烈,淀粉顆粒的溶脹程度加大,溶解度增大,因此,為提高顆粒狀冷水可溶性淀粉的溶解度,使其具有更加良好的性能,根據(jù)各因素的影響效果,最終確定最佳制備工藝為氫氧化鈉溶液(3 mol/L)的體積為60 mL,乙醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%,反應(yīng)溫度為35 ℃,測(cè)得GCWS淀粉在25 ℃下的溶解度為94%。

        2.2 GCWS馬鈴薯淀粉的產(chǎn)物收率

        GCWS馬鈴薯淀粉的產(chǎn)物收率與投入實(shí)際生產(chǎn)的可行性和性價(jià)比有著密切的聯(lián)系。采用50 g馬鈴薯原淀粉通過(guò)乙醇?jí)A法制備得到GCWS馬鈴薯淀粉,冷凍干燥后測(cè)試其質(zhì)量。由于在制備過(guò)程中需要多次洗滌,會(huì)導(dǎo)致少量淀粉流失。多次測(cè)試后發(fā)現(xiàn),得到的GCWS馬鈴薯淀粉的平均質(zhì)量為43.56 g,產(chǎn)物收率高達(dá)87.12%,可以應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。

        2.3 淀粉漿液性能研究

        2.3.1雙折射現(xiàn)象分析

        圖1示出馬鈴薯原淀粉、GCWS馬鈴薯淀粉在自然光和偏振光下觀察到的結(jié)果。可以看出,馬鈴薯原淀粉有明顯的雙折射現(xiàn)象,可看到偏光十字,而GCWS馬鈴薯淀粉基本看不到偏光十字,說(shuō)明淀粉的晶體結(jié)構(gòu)被破壞了。這是因?yàn)樵谥苽溥^(guò)程中,淀粉分子在氫氧化鈉的溶脹作用下,淀粉分子上的—OH的質(zhì)子被解離出來(lái)。淀粉分子帶負(fù)電,它們之間相互排斥破壞了分子間的氫鍵,雙螺旋結(jié)構(gòu)被打開,結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞[10],雙折射現(xiàn)象消失,因此看不到偏光十字。

        圖1 馬鈴薯淀粉的雙折射現(xiàn)象(×200)Fig.1 Birefringence phenomenon of raw (a) and GCWS (b) potato starch(×200)

        2.3.2漿液黏度

        合理的黏度可以使紗線獲得合適的浸透和被覆,提高紗線質(zhì)量,減少斷頭,提高織造效率[11]。在65~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi),分別測(cè)試GCWS馬鈴薯淀粉漿液的黏度,并與工廠普遍使用的馬鈴薯氧化淀粉在95 ℃下的漿液黏度進(jìn)行比較,結(jié)果如表3所示。

        表3 不同溫度下淀粉漿液黏度Tab.3 Viscosities of different starch at different temperatures mPa·s

        注:“/”表示在該溫度下淀粉無(wú)法溶解,無(wú)法測(cè)量。

        由表3可知,GCWS馬鈴薯淀粉的黏度隨著溫度升高而逐漸降低。這主要是因?yàn)闇囟容^低時(shí),分子熱運(yùn)動(dòng)較緩慢,已發(fā)生糊化的淀粉分子通過(guò)氫鍵作用聚集在一起,漿液黏度較大[12];而隨著溫度提高,分子熱運(yùn)動(dòng)速度加快,已經(jīng)糊化的淀粉分子不易凝聚,因此,黏度逐漸降低。在漿紗工序,馬鈴薯氧化淀粉都在95 ℃時(shí)調(diào)漿并使用,因此,只需研究其95 ℃時(shí)的漿液黏度,并以此黏度作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將GCWS馬鈴薯淀粉的性能與之進(jìn)行比較。

        在65~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi),GCWS馬鈴薯淀粉的黏度都較低,在65 ℃時(shí)GCWS馬鈴薯淀粉的黏度與工廠中普遍使用的馬鈴薯氧化淀粉在95 ℃時(shí)黏度接近。在75~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi)GCWS馬鈴薯淀粉的黏度低于馬鈴薯氧化淀粉,這與漿料低黏度的要求一致,因此,GCWS馬鈴薯淀粉可以應(yīng)用于經(jīng)紗上漿,并具有低溫上漿的優(yōu)勢(shì)。

        為分析GCWS馬鈴薯淀粉的分子量變化情況,分別對(duì)馬鈴薯原淀粉和GCWS馬鈴薯淀粉進(jìn)行凝膠滲透色譜分析,結(jié)果如表4所示??芍?,GCWS馬鈴薯淀粉的分子量和馬鈴薯原淀粉相比顯著降低,這主要是因?yàn)樵谥苽溥^(guò)程中淀粉顆粒受到氫氧化鈉的溶脹作用,晶體結(jié)構(gòu)被破壞,分子間氫鍵發(fā)生斷裂,大分子鏈被切斷成小片段,分子量降低[13]。由于大分子鏈被切斷,分子鏈之間的纏結(jié)減少,淀粉糊的流動(dòng)性增加,抵抗剪切能力降低,淀粉糊液的黏度降低,因此,GCWS馬鈴薯淀粉的黏度和馬鈴薯原淀粉相比顯著降低。

        表4 淀粉的凝膠滲透色譜分析Tab.4 GPC test results of different starches

        2.3.3漿液黏附力測(cè)試

        漿液黏附力是指漿料與粗紗纖維間的抱合力。在65~95 ℃區(qū)間內(nèi)分別測(cè)試GCWS馬鈴薯淀粉的漿液黏附力,并與工廠普遍使用的馬鈴薯氧化淀粉在95 ℃下的漿液黏附力進(jìn)行比較,結(jié)果如表5所示。

        表5 不同溫度下漿液的黏附力Tab.5 Adhesion of different starch at different temperatures N

        注:“/”表示在該溫度下淀粉無(wú)法溶解,無(wú)法測(cè)量。

        分析表5可知,隨著溫度的升高,漿液黏附力逐漸提高。主要是因?yàn)闇囟壬?,分子間熱運(yùn)動(dòng)速度加快,漿液與纖維間的抱合力增強(qiáng),并且隨著溫度升高,漿液黏度下降,漿液流動(dòng)性好,紗線易滲透[14]。

        在65~85 ℃的溫度區(qū)間內(nèi),由于GCWS馬鈴薯淀粉能夠迅速溶解,并且形成高度分散的均勻糊液,所以具有一定的黏附力,但是由于溫度較低,黏附力不高。在85 ℃時(shí)GCWS馬鈴薯淀粉的黏附力和95 ℃的接近,而在95 ℃時(shí)高于馬鈴薯氧化淀粉,這表明在85~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi)GCWS馬鈴薯淀粉的黏附力達(dá)到淀粉上漿的要求,可應(yīng)用于紡織上漿。而在65~75 ℃溫度區(qū)間內(nèi),由于溫度降低使黏附力較低,和95 ℃下馬鈴薯氧化淀粉的黏附力還有一定的差距。

        2.4 單紗上漿性能研究

        2.4.1上漿工藝

        將GCWS馬鈴薯淀粉和固體丙烯酰胺漿料以7∶3的比例混合,配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為14%的漿液,并加入1%的滲透劑和6%的增效劑,以提高上漿效果,不需要長(zhǎng)時(shí)間蒸煮,待漿液混合均勻后可直接用于上漿。然后在GA392型單紗漿紗機(jī)上對(duì)14.5 tex純棉紗線進(jìn)行上漿,漿槽溫度為65~95 ℃,烘房溫度為120 ℃,漿紗速度為40 m/s。試驗(yàn)中,將馬鈴薯氧化淀粉按照相同配方95 ℃糊化調(diào)漿,控制漿槽溫度為95 ℃,將不同溫度下GCWS馬鈴薯淀粉的漿紗性能指標(biāo)和馬鈴薯氧化淀粉相比較。

        2.4.2上漿率分析

        分別采用GCWS馬鈴薯淀粉和馬鈴薯氧化淀粉進(jìn)行單紗上漿,并測(cè)試其上漿率,結(jié)果如表6所示。

        表6 漿紗的上漿率Tab.6 Sizing rate of different yarns %

        漿液黏度是影響上漿率的主要因素,目前都采用高濃高壓低黏上漿,上漿率一般都低于漿液濃度[15];而本文采用的單紗上漿機(jī),低壓上漿,因此,上漿率大于漿液濃度。分析表6可知,漿液黏度為14%,上漿率都略高于漿液濃度,符合上漿的基本性能要求。

        2.4.3漿紗強(qiáng)力測(cè)試

        分別采用顆粒狀冷水可溶性馬鈴薯淀粉和馬鈴薯氧化淀粉進(jìn)行單紗上漿,然后對(duì)其紗線進(jìn)行強(qiáng)力測(cè)試,結(jié)果如表7所示。

        表7 漿紗的斷裂強(qiáng)力Tab.7 Breaking strength of different yarns

        注:“/”表示數(shù)據(jù)無(wú)法測(cè)量。

        分析表7可知,上漿后紗線的斷裂強(qiáng)力與原紗相比均有顯著提高。在95 ℃下,馬鈴薯氧化淀粉的增強(qiáng)率為27.71%,而相同溫度下顆粒狀冷水可溶性馬鈴薯淀粉的增強(qiáng)率高于馬鈴薯氧化淀粉。85 ℃時(shí)與馬鈴薯氧化淀粉接近,說(shuō)明在85~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi),GCWS馬鈴薯淀粉已達(dá)到經(jīng)紗上漿性能的要求。而在65~75 ℃溫度區(qū)間內(nèi),GCWS馬鈴薯淀粉的增強(qiáng)率有所降低,這是因?yàn)闇囟冉档停瑵{液黏度較大,不利于對(duì)紗線的浸透,并且在低溫狀態(tài)下紗線的黏附力較低,導(dǎo)致強(qiáng)力減小。雖然增強(qiáng)率略低于馬鈴薯氧化淀粉,但是同樣可滿足上漿性能標(biāo)準(zhǔn)。此外,漿紗斷裂強(qiáng)力的CV值都在10%以內(nèi),這說(shuō)明上漿過(guò)程中上漿均勻。

        2.4.4細(xì)紗耐磨性測(cè)試

        分別對(duì)顆粒狀冷水可溶性馬鈴薯淀粉和馬鈴薯氧化淀粉進(jìn)行單紗上漿,然后對(duì)其紗線進(jìn)行耐磨測(cè)試,結(jié)果如表8所示。

        表8 漿紗的耐磨性Tab.8 Abrasion resistance of different yarns

        注:“/”表示數(shù)據(jù)無(wú)法測(cè)量。

        由表8可知,紗線的耐磨性明顯高于原紗。在95 ℃下,馬鈴薯氧化淀粉的增磨率達(dá)到38.89%,而顆粒狀冷水可溶性馬鈴薯淀粉在75~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi)的增磨率都高于馬鈴薯氧化淀粉,說(shuō)明在75~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi),GCWS馬鈴薯淀粉已達(dá)到上漿性能的基本要求。但是在65 ℃時(shí)GCWS馬鈴薯淀粉的增磨率較差,主要是因?yàn)闇囟冉档停瑵{液黏度較大,對(duì)紗線的滲透較少,漿液黏附力較低,纖維間抱合力減弱。

        3 結(jié) 論

        1)GCWS馬鈴薯淀粉的最佳制備工藝條件為:50 g淀粉干基中加入400 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的乙醇溶液,并加入60 mL 3 mol/L的氫氧化鈉溶液,反應(yīng)溫度為35 ℃。在這種工藝條件下制備的GCWS馬鈴薯淀粉的溶解度最高,為94%。

        2)在75~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi),GCWS馬鈴薯淀粉的黏度都較低,漿液黏附力與馬鈴薯氧化淀粉在95 ℃時(shí)接近,可應(yīng)用于經(jīng)紗上漿。而在65 ℃時(shí)漿液黏附力略低,可能會(huì)影響漿紗質(zhì)量。

        3)單紗上漿試驗(yàn)表明,75~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi)GCWS馬鈴薯淀粉上漿后的紗線增強(qiáng)率和增磨率較大,與馬鈴薯氧化淀粉接近,并且上漿率滿足經(jīng)紗上漿要求。但是在65 ℃上漿時(shí),紗線的耐磨性提高較小,與原紗接近,還有待改進(jìn)。

        4)綜合各項(xiàng)上漿性能指標(biāo),在75~95 ℃溫度區(qū)間內(nèi),GCWS馬鈴薯淀粉可應(yīng)用于經(jīng)紗上漿。在75 ℃時(shí),采用GCWS馬鈴薯淀粉上漿,調(diào)漿溫度較傳統(tǒng)馬鈴薯淀粉可以降低20 ℃,明顯降低了上漿能耗,簡(jiǎn)化上漿操作且節(jié)約時(shí)間,可省去95 ℃保溫糊化過(guò)程,但是在65 ℃及以下的低溫上漿效果還有待研究。

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