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變性淀粉廣泛應用于紡織、食品、造紙等行業(yè)。我國目前生產(chǎn)變性淀粉方法主要采用化學法,該法尚存在著一些缺點,如淀粉的改性程度控制困難,產(chǎn)品提純及分散液處理困難,工藝復雜,成本高,品質不易保證等[1,2]。在變性淀粉廣泛運用的同時,另一種新型技術———電離輻射加工技術也在高速發(fā)展,特別是使用輻射加工技術進行高分子材料的合成與改性,發(fā)展更為迅猛。輻射法合成改性高分子材料,具有工藝簡單、低能耗、少公害、易自動化、安全可靠等諸多優(yōu)點[3]。因此,采用60Co-γ射線輻射引發(fā)淀粉產(chǎn)生變性,制備變性淀粉,研究其紡織上漿中的應用,為其大規(guī)模運用提供理論基礎。

應用機理

通過γ粒子的高能輻射,將淀粉大分子中的C-C鍵、C-O鍵和C-H鍵打斷,使得淀粉大分子斷裂,聚合度下降,粘度隨之降低。由于高能射線均勻地穿透固態(tài)淀粉的最厚部分,在其作用下生成的初始自由基可以均勻地分布在淀粉顆粒的無定型區(qū)和結晶區(qū)中,即在淀粉顆粒中均勻分布著許多具有反應活性的活性粒子。在有氧條件下,自由基能與氧氣迅速結合,生成室溫下較穩(wěn)定的(氫)過氧化物。經(jīng)高能射線變性的淀粉,因(氫)過氧化物和陷落自由基的存在,溶解時在高溫和水溶液中過氧化物分解,重新給出活化的自由基,與溶液中的某些單體和聚合物發(fā)生反應[4~6]。

根據(jù)現(xiàn)有的紡織工藝理論,在膠水含量一定的時候,當化學變性淀粉的特性粘度小于PVA時,漿液性能基本上隨淀粉的比例增加而下降的,對于較難漿的品種必須添加較多的PVA才能提高其漿液性能,從而達到較好的上漿效果。而對于高能射線處理的淀粉則有所不同,由于淀粉在溶解時與膠水、PVA等發(fā)生了反應,這種反應使原本不是熱力學相溶的幾種粘著劑聯(lián)系成一體,從而改善了漿液中幾種主漿料之間熱力學相溶的問題,使?jié){料在吸水性、成膜強度、撓曲度、耐磨性和粘附性等技術指標有極大的改善,漿液性能的提高使PVA用量的減少成為可能。通過控制不同的輻照劑量,可以生產(chǎn)出具有不同接枝活性和不同聚合分子量的變性淀粉,以適用于送經(jīng)速度不同的各類織機及吸水、附著力不同的各類織物。