接枝淀粉浆料的清洁制备及性能研究

论文摘要

用于经纱上浆的主浆料有三种,分别是变性淀粉、聚乙烯醇（PVA）和聚丙烯酸类浆料。PVA浆料具有优良的成膜性和粘附力,对涤/棉混纺纱有优良的上浆性能,曾一度被认为是理想浆料;但存在生物分解困难,退浆后的废水对环境污染严重等缺点。因而制备一种能替代PVA的浆料已成为浆料工作者的紧迫任务。本文主要探讨了一种替代PVA的新型接枝淀粉及它的清洁制备工艺。接枝变性淀粉是以淀粉为原料,在其大分子主链上接枝一些其他高分子聚合物,由于接枝侧链是应用性能优良的聚合物,接枝主链是淀粉,因此接枝变性淀粉有着优良的上浆性能和生物降解性,是替代PVA的最佳浆料。制备接枝淀粉的工艺较多,本课题采用干法制备工艺;其过程能耗低,无污水,后处理简单,是一种相对清洁的制备工艺。首先,本文采用干法清洁制备工艺,在化学引发剂引发条件下制备接枝淀粉浆料,通过扫描电镜和红外光谱试验证实得到的产物为接枝淀粉。试验探索了反应温度、引发剂量、反应时间以及接枝单体加入量对接枝率和接枝效率的影响;同时通过正交设计法设计试验,得到相应的接枝淀粉。其次,本文对反应得到的接枝淀粉的降解性(BOD5CODcr)进行测试,并对测试结果进行了分析,得出接枝淀粉浆料是一种清洁的浆料。最后,本文对不同接枝率的接枝淀粉进行涤/棉单纱上浆试验。同时,也对由最优制备工艺获得的接枝淀粉、含PVA的组合浆料及酸解淀粉三种浆料进行浆液性能、上浆性能等方面对比测试。得到通过优化制备工艺参数制备出的接枝淀粉浆料可满足涤/棉混纺纱的上浆要求,大比例的替代PVA的结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 浆料概述
• 1.1.1 上浆目的
• 1.1.2 浆料简述
• 1.2 淀粉结构和性质
• 1.2.1 淀粉的化学结构
• 1.2.2 淀粉的化学性质
• 1.3 本课题研究的背景意义、目的和内容
• 1.3.1 本课题的研究背景意义
• 1.3.2 本课题研究的目的和内容
• 第二章 接枝淀粉制备路线设定及支链设计
• 2.1 接枝淀粉的反应机理
• 2.1.1 化学引发
• 2.1.2 物理引发
• 2.2 反应制备路线
• 2.2.1 反应路线的选择
• 2.2.2 淀粉的预处理
• 2.2.3 接枝反应工艺
• 2.3 接枝淀粉支链结构设计
• 2.3.1 设计原理
• 2.3.2 支链设计
• 2.4 本章小结
• 第三章 接枝淀粉的制备
• 3.1 实验试剂及仪器、设备
• 3.1.1 主要化学试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 干法反应装置的准备
• 3.2 干法接枝淀粉的反应与表征实验
• 3.2.1 干法接枝淀粉浆料的制备工艺流程
• 3.2.2 原淀粉的酸解
• 3.2.3 干法接枝共聚反应方案
• 3.2.4 接枝聚合物的化学引发反应
• 3.2.5 接枝聚合分离、表征实验
• 3.2.6 淀粉主链的水解
• 3.3 本章小结
• 第四章 接枝淀粉结构及反应影响因素分析
• 4.1 接枝淀粉结构分析
• 4.1.1 扫描电镜图分析
• 4.1.2 接枝淀粉红外光谱图分析
• 4.2 干法接枝反应共聚的影响因素
• 4.2.1 表征参数及其计算
• 4.2.2 反应温度对接枝淀粉接枝率的影响
• 4.2.3 引发剂的量对接枝淀粉接枝率的影响
• 4.2.4 接枝单体的加入量对接枝淀粉接枝率的影响
• 4.2.5 反应时间对接枝淀粉接枝率的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 接枝淀粉浆料性能及分析
• 5.1 接枝淀粉浆液性能
• 5.1.1 接枝淀粉浆料的粘附性测试与结果分析
• 5.1.2 浆液粘度及粘度稳定性
• 5.1.3 浆液沉降性
• 5/COD_cr'>5.1.4 接枝淀粉浆料的BOD₅/COD_cr
• 5.2 浆膜性能测试及分析
• 5.2.1 浆膜的制备
• 5.2.2 接枝淀粉浆膜性能测试
• 5.2.3 接枝淀粉浆膜性能测试结果及分析
• 5.3 单纱上浆
• 5.3.1 单纱上浆试验
• 5.3.2 纱线表面形态
• 5.4 浆纱性能测试
• 5.4.1 测试方法
• 5.4.2 测试结果及分析
• 5.4.3 接枝淀粉的上浆性能
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 结论
• 6.2 不足与建议
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文