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1、第八届全国浆料和浆纱应用技术研讨会论文集 瓜尔胶对淀粉浆膜的影响初探 胡勇任晓翠 ( 陕西西安大华化工集团有限公司) 瓜尔胶是从种植于印巴次大陆的豆科植 物瓜豆中提取的一种植物胶。它在化学组成 上是聚半乳糖甘露糖，其主链是由( 1 ，4 ) 一B D 一甘露糖为单元联接而成，侧链由单个a D 一半 乳糖组成并以( 1 ，6 ) 链与主链相接，其化学结构如 图1 所示： 图1聚半乳糖甘露糖化学结构 从结构图中可以看出，瓜尔胶易于被改性，从 而促使它具有广泛的用途。所以被作为增稠剂、 稳定剂和粘合剂广泛应用于化妆品、石油钻采、食 品、医药、纺织印染、采矿选矿。瓜尔胶首要特点 是因瓜豆长于高温、干旱
2、缺水的环境中，因此，其 不耐水，在冷水中便可以水化、溶解，这为低温上 表1 瓜尔胶对淀粉浆料黏度的影响f 浆浓6 ，9 5 ) 浆提供了可能。其另一特点是分子结构与纤维素 分子非常相似，瓜尔胶分子中甘露糖单元通过1 ， 4 一p 苷链连接成主链，半乳糖支链则以l ，6 一a 链间隔与甘露糖主链相连。根据相似相溶原理， 瓜尔胶对纤维有很强的亲和力，很容易被吸附到 纤维素纤维上，从而对纤维有了很好的粘着力，有 利于上浆。另外，瓜尔胶糖单元上平均有三个羟 基，在一定条件下可发生醚化、氧化等反应，生成 衍生物，经过化学改性的两性或阳离子性的瓜尔 胶比较适合做纺织上浆剂。但由于瓜尔胶的水溶 液黏度过大及
3、价格昂贵，故只能用于纺织浆料的 辅助用料。为了较清楚地反映瓜尔胶对淀粉性能 的影响，我们在本实验中使用了原淀粉+ 化学改 性荆，而没有采用变性淀粉。 1 瓜尔胶对淀粉浆料黏度的影响 将不同用量的改性后的瓜尔胶与原淀粉( 玉 米淀粉) 和改性剂混合后煮浆，观察其黏度和热黏 度稳定性。 原淀粉 瓜尔胶( 1 )瓜尔胶( 2 )瓜尔胶( 3 )瓜尔胶( 4 )瓜尔胶( 5 ) 时间原淀粉原淀粉原淀粉 原淀粉原淀粉 改性剂 改性剂改性剂改性剂改性剂改性剂 11 31 3 21 3 51 3 6 1 3 81 4 1 2 1 1 5 1 1 71 2 2 1 2 51 2 61 3 8 31 0l O
4、51 1 81 2 0 1 2 2 1 3 5 49 81 0 31 1 5 1 1 81 2 O1 3 O 稳定性7 5 4 7 8 0 8 5 2 8 6 8 8 7 0 9 2 2 由上表l 可以看出： ( 1 ) 瓜尔胶对淀粉浆液黏度的影响较大，随着 瓜尔胶用量的增大，黏度也随之增大，其有效用量 应在3 以下； ( 2 ) 瓜尔胶的加入，增加了淀粉浆液的热黏度 稳定性，且原淀粉的凝胶现象也有所改善。 1 4 6 2 瓜尔胶对淀粉浆膜的影响 浆膜制备：将浆膜板放在实验台上，使用水平 尺将浆膜调到水平；配制3 浓度的浆液，加热到 9 5 ，保温lh ，然后冷却至5 0 时量取4 0m l
5、， 慢慢倒人浆膜板，并用玻璃棒轻轻来回移动，使浆 生产技术论文篇 液铺满整个浆膜板，使其自然干燥成膜。 2 1 对淀粉浆膜成膜性的影响 将淀粉+ 改性剂和在此基础上再加入3 的 瓜尔胶按上述方法做成浆膜对比。从外表看，前 者成膜性差，浆膜硬而脆，多呈龟裂状，而后者的 浆膜平整而光滑，成膜性较好，这与瓜尔胶的空间 柔顺的分子结构有关。 2 2 对淀粉浆膜的断裂强度和断裂伸长的影响 将浆膜裁成长2 2 0m m ，宽5m m 条状试样， 放在恒温恒湿室内平衡2 4h ，然后在H I ) 0 2 l N 电 子单纱强力仪上测其断裂弹力和断裂伸长，其测 试结果见表2 。 表2 断裂弹力和断裂伸长测试
6、原淀粉+ 原淀粉+ 项目改性剂+ 改性剂 3 瓜尔胶 断裂强度 2 6 5 82 4 1 8 断裂伸长率 2 74 8 由表2 可看出：瓜尔胶的加入可明显地提高 原淀粉膜的断裂伸长率，极大地弥补了原淀粉的 缺点。这主要与瓜尔胶大分子主链上带有较多的 半乳糖侧链，侧链占据一定的空间位置，使得分子 链较为柔顺，弹性好，当和淀粉中的羟基结合成空 间网状结构，使得浆膜的断裂强度和断裂伸长率 都有所提高，尤其是浆膜的柔韧性，使得断裂伸长 率得到很大提高。 2 3 对淀粉浆膜的耐磨性的影响 自制耐磨仪：由磨擦牢度仪Y 5 7 1 A 型改装而 成，用8 0 0 目砂纸作磨料，来回磨擦3 0 0 次，将单
7、位面积上的质量损耗稳重。其结果见表3 。 表3 淀粉浆膜的耐磨性 淀粉+ 淀粉+ 名称改性剂+ 改性剂 3 瓜尔胶 磨耗m g c m z 0 8 7 2 0 5 2 2 由表3 可知：瓜尔胶的加入有效地改善了淀 粉浆膜的耐磨性，从浆膜的表面来看，浆膜光滑而 平滑，柔韧性较好。 2 4 对淀粉浆膜的吸湿性影响 取少许平衡后的浆膜，称取重量，然后烘干至 恒重，再次称取重量，最后计算吸湿率，其结果见 表4 。 表4 淀粉的吸湿性 原淀粉+ 原淀粉+ 项目改性剂+ 改性剂 39 瓜尔胶 湿重g O 2 80 2 9 干重g O 2 4O 2 4 吸湿率 1 6 6 7 2 0 8 由表4 可以看出：
8、加入瓜尔胶的淀粉浆胶吸 湿率有增加的均势，但增加均势不大，从而有效地 改善了淀粉浆膜的脆性。 3 瓜尔胶对淀粉浆液粘附力的影响 粘附力是描述上浆效率的最主要的因素。实 验室采用粗纱浸渍法，计算浆液对纱线的粘附力。 调1 5 0 0m l 质量分数为1 的浆液，准备纯棉 1 4 6t e x 末道粗纱，涤棉1 3t e x 末道粗纱，其测 试结果如表5 。 表5 瓜尔胶对淀粉浆液粘附力的影响 纯棉粘着力 涤，棉粘着力 名称 C V 平均值NC V 平均值N 原淀粉+ 改性剂 6 5 5 65 8 79 3 。8 8l O 5 2 原淀粉+ 改性剂+ 6 9 7 06 3 59 3 7 29 5
9、8 3 瓜尔胶 由表5 可以看出； ( 1 ) 瓜尔胶的加入有利于提高淀粉对纯棉纤 维的粘着力，且提高的比例较大； ( 2 ) 对涤棉纤维的粘着力的改善不明显。分 析其原因，这主要与瓜尔胶的分子结构有关，前面 提到的有关瓜尔胶的分子结构与棉纤维有着极相 似的地方，故对棉纤维有着极好的亲和力，从而增 加了它的粘附力。 4结论 由上述几个方面来看，瓜尔胶对淀粉浆膜的 影响有着积极的意义，它有效地改善了纯淀粉对 棉纤维的粘着力，提高了淀粉浆膜的成膜性和断 裂伸长率，对当下取代P V A 实现绿色环保上浆 有着积极的意义。但瓜尔胶的化学改性产品较 多，同时淀粉变性产品也很多，如何来有效地选择 进行配备，这就需要我们浆料生产商做大量的研 究工作，也是以后我们工作的方向。 】4 7
