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变性淀粉在印花糊料上的应用

       印花是一种局部染色,其印制效果与被印织物、印花方法和印花色浆有密切关系。印花时为了防止染液的渗化,保证花纹的清晰精细,必须采用色浆印制。印花色浆一般由染料或涂料、糊料、助溶剂、吸湿剂和其它助剂组成。印花糊料是指加在印花色浆中能起增稠作用的高分子化合物,它决定着印花运转性能,染料表面给色量,花型轮廓的光洁度,是影响印制效果的一个重要因素。

  变性淀粉近年来在印花行业颇受重视,并以其成糊快、流变性好、稳定,印花得色量高、匀染性优、清晰度高、透网性好、退浆方便等诸多优点,正在逐步代替目前正在大量使用的海藻酸钠糊料。

1 印花糊料在印花过程中的作用

  印花糊料在印花过程中的作用主要有以下几个方面。

  (1)作为印花色浆的增稠剂,使印花色浆具有一定的粘度,以部分抵消因织物的毛细管效应而引起的渗化,保证花纹轮廓清晰。

  (2)作为印花色浆中的染料、化学品、助剂或溶剂分散介质和稀释剂,使印花色浆中的各组分能均匀地分散在原糊中,并被稀释到规定的浓度制成印花色浆。

  (3)作为染料的传递剂,起到载体作用。印花时染料借助原糊传递到织物上,经烘干后在花纹处形成有色的糊料薄膜,汽蒸时染料通过薄膜转移并扩散到织物及纤维内,染料的转移量因糊料种类的不同而不同。

  (4)用作粘着剂。原糊对花筒必须有一定的粘着性能,以保证印花色浆被粘着在花筒凹纹内。印花时色浆受到花筒与承压辊的相对挤压,又要使色浆能粘着到织物上。经过烘干,织物上的有色糊料薄膜又必须对织物有较大的粘着能力,不致于从织物上脱落。

  (5)用作汽蒸时的吸湿剂。

  (6)作为印花色浆的稳定剂和延缓色浆中各组分彼此间相互作用的保护胶体。

  (7)作为印花后或轧染底色后烘干过程中抗泳移作用的匀染剂。

2 印花糊料的要求

  印花糊料必须符合以下基本要求。

  2.1 煮糊要求

  (1)容易调煮,制成原糊后应具有一定的物理及化学稳定性。制成色浆后要经受搅拌、挤压等机械作用。

  (2)与染化料有较好的相溶性,能使染化助剂均匀地分散在胶体的分散体系中,从而获得均匀的花纹图案。

  (3)稀释时粘度变化要小。

  2.2 印花要求

  (1)在印花时色浆容易转移,给色性能好,即糊料要有良好的染料传递性,使所印织物具有较高的表面给色量,浮色要少,染料的利用率要高。

  (2)糊料必须具有较好的浸润性能,即能很好地浸润花筒或镍网,也能很好地润湿织物,还必须具有克服由于织物的毛细管效应而引起的渗化作用。

  (3)结构粘度要好,具有必要的印花流变性能,能印制出花纹均匀、线条精细、轮廓光洁且符合原样要求的花型。

  (4)糊料在制成色浆后应有一定的压透性,有充分的渗透性,使糊料能渗入织物内部。

  (5)印花烘干后能在织物表面形成一个有一层弹性、耐磨性的薄膜。

  (6)要求制成的印花色浆在印花时不起泡。

  2.3 蒸汽要求

  (1)糊料本身不能具有色素或略有色素,应对所印纤维没有直接性,可以在水洗过程中洗除,否则会影响印花织物的花色鲜艳度。

  (2)汽蒸时具有一定的吸湿能力,便于染料固着在纤维上。

  (3)不含对染料有影响的还原剂。

  (4)糊料必须具有良好的洗涤性。

3 用作印花糊料的变性淀粉

  3.1 预糊化淀粉

  其溶液稳定,不会凝胶,与水解法配合制成预糊化淀粉适于印制精细雕刻的花纹。

  3.2 水解淀粉

  如糊精、印花胶,匀染性优良,但膜柔软性差,易龟裂,适用于还原染料的印花。印花得色均匀,印花后易被洗除,和小麦淀粉混用,可改善色浆性能。

  3.3 氧化淀粉

  与原淀粉相比具有以下特性。色泽洁白,糊液流动性好,粘度低而稳定,可塑性好,凝冻程度减弱,成膜性好,薄膜透明而比较坚韧。因而,氧化淀粉的印花性能均较原淀粉好。

  3.4 交联淀粉

  交联淀粉是淀粉与具有两个或多个官能团的化学试剂反应,淀粉分子的羟基问形成醚化或酯化键而交联起来的一种衍生物。

  交联淀粉的许多性能优于原淀粉,因此应用范围也广泛得多。首先交联淀粉提高了糊化温度和粘度,抗剪切力比原淀粉糊稳定程度有很大提高,原淀粉糊粘度受剪切力影响降低很多,而经低度交联便能提高稳定性,交联淀粉的抗酸、碱稳定性也大大优于原淀粉。交联淀粉可作为碱性纺织印花浆料,以满足对高粘度、柔软等性能的要求。

  原糊冷却时不会分解,粘度保持恒定,进而使

  醚化取代度达0.3左右,可适应各种印花要求。

  3.5 酯化淀粉

  酯化淀粉如醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉,经酯化变性后,其化学稳定性增加,结构粘度下降,流变性改善,但其溶解性能不及醚化淀粉。

  3.6 醚化淀粉

  3.6.1 羧甲基淀粉

  (1)合成工艺简介

  淀粉,异丙醇一分散一活化(加Na0H)一醚化(JJHC1CH,COOH)一分离一干燥一包装

  (2)实验室步骤

  在500mL烧杯中加入异丙醇做分散剂,在搅拌下,加入淀粉,搅拌15min,加入NaOH,在20℃下搅拌30min,滴加氯乙酸,进行醚化反应,水浴加热,反应在1h~3h内完成。然后减压过滤,用氯乙酸溶液洗涤固体至pH=7.0,在50~80℃下进行真空干燥。

  (3)结论与应用

  羧甲基淀粉印花性能主要取决于取代度(醚化度),低醚化度或者醚化不均匀时,耐酸碱、耐盐性较差,在水中溶解度也低。调制印花原糊时,未醚化的伯羟基会与活性染料反应,产物沉积在织物表面使手感发硬,原糊中含有不溶性悬浮物还会造成印花疵病。如果将羧甲基淀粉的醚化度提高到1.0以上,原糊的化学稳定性大为提高,流动性和渗透性良好,从而改善印花性能。

  CMG成糊率较低,是典型的高固体质量分数低粘度糊料,原糊质量分数一般在8%左右,造成糊料的浪费。CMS是典型的非牛顿流体,结构粘度较大,外观很稠厚,PVI值约为0.4。但它不是分子间作用力造成,而是分子链团在水中迁移困难引起的。CMS没有海藻酸钠的粘弹性,所以抱水性不好,分子链团之间的水分子几乎是自由的。用这种色浆印花的最大特点是渗化现象非常严重,如果通过提高浆料浓度来防止渗化,则布上残存浆料就会过多,影响织物手感,还会出现发花现象。

  改善CMS印花性能的方法:(1)使用高粘度、高取代度的产品,在生产CMS的过程中,要达到高的取代度,就要增加碱用量,会使大分子链发生断裂,又会造成粘度降低,从而成糊率较低。(2)将CMS与其它糊料拼混后印花,使用海藻酸钠与羧甲基淀粉拼混用于棉织物的印花加工,应用效果良好,与CMS相比,拼混海藻酸钠后得到的混合糊料抱水性、曳丝性得到改善,且印花后得色量高,降低了糊料的成本。印制精细花纹时应选用高取代度比例较大的原糊,而印制大块面花纹时则宜选用海藻酸钠比例较大的原糊。

  3.6.2 羟乙基淀粉

  羟乙基淀粉印花糊料是以玉米淀粉为原料,经水解、醚化变性而制成的。产品为白色或微黄色细粉,无味无毒,属于非离子型印花糊料。经羟乙基化后的醚化淀粉与原料淀粉相比,其耐酸、耐碱及印花特性都大为改善。取代度一般为0.3-0.4。以本法制成的羟乙基淀粉产品具有冷水成糊,制糊方便,脱糊容易,与印花染料的相容性好,透网性和渗透性佳等特点。该印花糊料适用于手工热台板和机印印制的丝绸、化纤和涤纶织物,印制的成品泥点精细,轮廓清晰度好,得色鲜艳,块面均匀度好。

  羟乙基淀粉的制备方法一般分固相法和液相法两种,但生产中多以液相法为主。液相法是一种以有机溶剂为悬浮剂,无机酸为水解剂,氯乙醇或环氧乙烷为醚化剂,在有催化剂存在的条件下与玉米淀粉进行反应的一种合成工艺。

  3.6.3 交联的羧甲基淀粉

  在5L的捏合机中投入一定量的淀粉和适量的有机溶剂、交联剂,搅拌均匀后,加入一定量的烧碱溶液,碱化至一定时间后,投入醚化剂(氯乙酸钠),加热并控温40~55℃,反应一定时问后停止,取出产品烘干、粉碎,得白色粉末状PA—CMS产品。

  PA—CMS是一种交联的羧甲基淀粉。生产工艺简单,成本价格低廉。实验证明,PA—CMS综合印花效果良好,可用于活性染料、分散一活性染料的印花糊料,是一种较为理想的海藻酸钠代用品。

  3.6.4 甲基淀粉

  甲基淀粉是将淀粉与硫酸二甲酯在氢氧化钠存在下醚化而制得的产物。甲基淀粉可溶于冷水,给色量和印花均匀性都较好,其缺点是流变性和抱水性不够理想,洗涤性较差。

  3.6.5 氰乙基淀粉

  氰乙基淀粉是淀粉在碱性催化剂存在下与丙烯腈醚化反应而制成的,可作活性染料的增稠剂。印花后,手感、耐摩擦牢度、耐汗渍牢度等均优于原淀粉,与海藻酸钠相同。

  3.7 接枝共聚淀粉

  水溶性高分子接枝共聚物具有代表性的是淀粉与丙烯酰胺、丙烯酸类接枝共聚物。这一类产品都具有热水分散性,可作纺织印染工业的增稠剂。

 中国淀粉工业协会变性淀粉专业委员会

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