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《纺织常用变性淀粉浆料》行业标准的分析与解读

作者:《纺织常用变性淀粉浆料》行业标准的分析与解读  来源:《纺织常用变性淀粉浆料》行业标准的分析与解读  发布时间:2009/11/2 9:56:10
《纺织常用变性淀粉浆料》行业标准的分析与解读
经纱上浆是纺织生产的一道重要工序,当前上浆常用的主浆料为淀粉、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸类浆料三大类,其中淀粉的应用量约占70%,使用的淀粉浆料中75%左右是变性淀粉,而且目前变性淀粉浆料的用量还呈增加的趋势。然而我国长期无变性淀粉浆料的标准,致使纺织变性淀粉浆料的生产和应用存在着市场较混乱、质量不高等诸多问题。
为了解决上述问题,2000年中国棉纺织行业协会组织制定了((纺织常用变性淀粉浆料质量行业标准试行稿,此稿对提高变性淀粉浆料质量起到了积极的引导作用。但是,近几年,随着纺织市场和产品结构的变化,纺织产品的质量要求在不断提高,尤其是纺织清洁生产的要求,纺织经纱上浆对浆料的要求也发生了相应改变,该试行稿难以适应当今的需求。因此,2005年中国纺织工业协会提出,并且委托中国棉纺织行业协会和东华大学纺织学院共同起草制定纺织常用变性淀粉浆料行业标准。
在制定此标准的过程中,通过查阅相关文献资料,对企业进行调研和意见征询,召开专家研讨会,以及对当前变性淀粉浆料的一些有代表性的产品进行采样和质量检测等方法,制定了初稿,然后多次在一些大型技术研讨会上进行介绍、宣传和征求意见,最后在征求上海市纺织工业技术监督所标准化室的修改意见后,于2008年初将此标准上报审批部门。2008年3月12日,国家发展和改革委员会发布了中华人民共和国纺织行业标准纺织常用变性淀粉浆料》(下文简称“标准”),标准号为FZ/T15001—2008,并且规定2008年9月1Et实施。
1纺织常用变性淀粉浆料术语的规定
不同种类的变性淀粉其加工处理方法和结构特征各不相同,为了使浆纱工作者对其有明确的了解,参照国标GB/T8887—88,“标准”对常用变性淀粉浆料进行了定义。
变性淀粉浆料的质量指标分共性质量指标和特性质量指标。当前存在着有些指标概念模糊不清,或者有些浆纱工作者对部分概念理解不够,致使其指标不能正确反映该产品质量性能,因而“标准”对常用变性淀粉浆料的内涵及一些相关质量指标等进行了定义。其中需引起注意的内容主要集中在以下几方面。
1.1淀粉酯类的名称
淀粉酯有淀粉醋酸酯和淀粉磷酸酯等,以前有些工作者对其分别称为醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉,或其它名称,虽然表示的内涵相同,但毕竟是两种称谓,因此“标准”将淀粉酯类的名称统一为淀粉某某酯,如淀粉醋酸酯、淀粉磷酸酯等。
12多重变性淀粉和复合变性淀粉
采用一种方法对原淀粉进行变性处理而制得的单一变性淀粉,因受其性能的限制,有时难以满足要求。为了克服淀粉单一变性存在的一些缺点,市场上出现了一些非单一变性淀粉,如对同一淀粉原料进行两次不同的变性处理,或者将两种不同变性种类的单一变性淀粉进行混合等等,对于这类产品,曾经出现了复合淀粉、复配淀粉、多重淀粉、多元变性淀粉等等不同的名称。究竟使用何种名称,名称的内涵,各自决定,因而给淀粉浆料带来了混乱。为了与其它变性淀粉相区别,“标准”特别进行了明确,引入应用了“多重变性淀粉”和“复合变性淀粉”两个概念。多重变性淀粉是指应用两种或两种以上的不同方法对同一原料进行变性处理的淀粉;复合变性淀粉是指由两种或两种以上用不同方法制得的变性淀粉混合而成的淀粉。如氧化交联双重变性淀粉是对同一原淀粉进行氧化处理和交联处理,而氧化交联复合变性淀粉是由氧化变性淀粉和交联变性淀粉混合而成。
1.3淀粉样品中剩余化学试剂的表示
原淀粉经化学方法处理制得变性淀粉后,在变性淀粉中会剩余化学试剂,有些试剂的剩余对变性淀粉的质量产生影响,必须严格控制。在术语表述中,剩余的化学试剂统一用“残留”表示,如残留氯、残留甲醛等,表达的意思比较直观明确,而不在采用“游离”等概念。
14淀粉磷酸酯的指标
在淀粉磷酸酯的指标中使用了“磷利用率”新指标,它是指淀粉中结合磷与总含磷量的相对百分率,即(结合磷/总含磷量)×100%。此指标是为了避免出现通过增加磷酸盐的量来提高取代度,而忽视了反应效率,致使残留的盐较多。
1.5接枝共聚淀粉的指标
接枝共聚淀粉可以简称为接枝淀粉或接枝变性淀粉,其指标采用接枝率、接枝效率和残留单体量。接枝率是指淀粉主链上接枝聚合物质量和淀粉质量的比值百分率。接枝率是衡量接枝聚合物在淀粉中的含量,对
接枝共聚淀粉的性能有着直接影响。接枝效率是指接枝到淀粉主链上接枝聚合物的质量与单体转化成聚合物的质量(淀粉主链上接枝聚合物的质量+均聚物的质量)的比值百分率。接枝效率是衡量聚合物的有效利用率。
残留单体量是指淀粉成品中未参加聚合反应的剩余单体质量与淀粉成品质量的比值百分率。残留单体量是衡量淀粉样品中剩余的单体量,单体的残留不仅增加成本,而且对环境及人体健康有害。
标准中未用均聚物含量指标,虽然均聚物含量和接枝效率都是用来衡量聚合物的指标,但是从国内外文献资料来看,国外使用接枝效率这一指标,而国内有使用接枝效率,也有使用均聚物含量的。从严格的意义上来说,使用接枝效率较合理,也符合国际惯例。
2纺织常用变性淀粉浆料的分类和标记
21分类
变性淀粉的种类较多,但并非都用作浆料,常用的变性淀粉浆料更不多。纺织常用变性淀粉浆料行业标准参照GB/T888788,对纺织常用变性淀粉浆料进行了分类,按照处理方法主要有酸解淀粉、糊精、氧化淀粉、交联淀粉、淀粉酯、淀粉醚、接枝共聚淀粉、多重变性淀粉、复合变性淀粉、物理变性淀粉等,并且此行业标准按照它们的英译名称列出了缩写代号,以便命名。
2.2标记
当前浆料市场比较混乱,不同生产厂有着各自特色的命名。通过对目前市场上一些产品分析,发现有些产品的命名名不副实,误导纺织厂的应用。有些浆料生产厂为了降低成本,追求最大利润,人为地在淀粉中混入一些其它物质,如滑石粉、无机盐、白糖等,这些做法是不可取的,甚至要杜绝。纺织厂也反映难以从淀粉浆料名称中对质量性能作一些初步判断。
为了净化浆料市场和方便应用,因此“标准”对纺织常用变性淀粉浆料的标记表示方法进行了统一。变性淀粉浆料的标记采用分段法,分别对淀粉种类、代码写法、浆料的中文名称及标记进行了说明和规定。
3纺织常用变性淀粉浆料的质量要求
根据原淀粉质量要求、变性淀粉的性能特征和纺织上浆的质量要求,“标准”中用变性淀粉浆料共性质量指标和特性质量指标表述对变性淀粉的质量要求。
3.1共性质量指标的要求
纺织常用变性淀粉浆料的共性质量指标包括:外观、水分、细度、斑点、酸度、pH值、灰分、蛋白质含量、粘度、粘度最大偏差率和粘度热稳定性等。
变性淀粉是原淀粉经过某种方法加工处理后,不同程度地改变其原有化学物理特性的淀粉。变性淀粉质量与原淀粉质量有着很大关系,尤其是变性淀粉的共性质量指标,因此在制定变性淀粉的共性质量指标时,充分参照了原淀粉的质量指标。工业玉米淀粉参照国家标准GB12309—90,马铃薯淀粉参照国家标准GB8884—88,工业薯类淀粉参照原国家轻工业部标准QB1840—93,小麦淀粉参照国家标准GB8883—88,变性淀粉共性质量指标以工业一级原淀粉为基准,如斑点、细度、酸度、灰分、蛋白质含量等指标,同时结合了纺织浆料生产厂和纺织厂的生产要求。其中需引起注意的共性质量指标主要有以下几个
3.1.1外观和细度
由于变性淀粉的加工方法和技术的不同,目前有部分变性淀粉虽然在固态时白度不够,颗粒较大,但调浆时能正常溶解,浆液透明,“标准”中对变性淀粉的外观和细度放宽了要求。
3.1.2酸度
酸不仅能水解淀粉大分子链,而且腐蚀设备。为了避免调浆、上浆过程中浆液粘度波动和保护设备,酸度越低越好,因此酸度采用了工业一级原淀粉酸度指标的质量要求。因不同种类淀粉对酸度的要求不同,结合原淀粉的要求,“标准”中对不同种类淀粉的酸度要求不同。
3.1.3灰分
考虑到淀粉变性过程中需加入一些化学试剂,因此变性淀粉的灰分在原淀粉的基础上适当放宽;对不同种类原
淀粉制得的变性淀粉的质量要求各不相同,结合原淀粉质量,“标准”中对灰分进行了细分。制取淀粉磷酸酯时需加入磷酸盐,淀粉磷酸酯的灰分较其它变性淀粉高,因此“标准”中淀粉磷酸酯的灰分适当放宽。
3.1.4蛋白质含量
蛋白质的存在易使调浆和上浆过程中起泡,影响浆纱WeavingTechnologyl适投木质量,其含量越低越好,“标准”中使用工业一级原淀粉蛋白质含量的要求。
3.1.5粘度、粘度热稳定性和粘度最大偏差率
纺织经纱上浆生产要求浆液粘度稳定在一定范围内,粘度波动越低越好,因此变性淀粉浆液的粘度也存在同样要求,必须有一定的热稳定性。
淀粉的粘度和粘度热稳定性是淀粉的两个重要指标。粘度热稳定性是粘度的波动大小与绝对粘度之比的百分值,因此粘度热稳定性与粘度绝对值的大小有直接关系,故在“标准”中首先对变性淀粉的粘度按其高低进行了划分,分为高、中、低粘度,并界定了其范围。粘度范围是依据浆纱生产的要求,在多方征求意见的基础上制定出的。粘度热稳定性分高、中、低粘度3类,规定了变性淀粉粘度热稳定性的要求,具体为高粘度90%,中粘度85%,低粘度80%。
粘度最大偏差率是指不同批次的同一浆料产品间的粘度偏差。粘度最大偏差采用相对偏差较合理,不宜用绝对偏差。如25mPa·S和50mPa·S的淀粉都波动5mPa·S,绝对偏差相同,相对偏差分别为50%和10%,相差较大。因此“标准”采用相对偏差,规定粘度最大偏差率15%。如果特低粘度的变性淀粉粘度最大偏差率15%,则过严,难以做到,故“标准”中补充规定,粘度最小偏差为-I-1mPa·S,这主要是针对特低粘度淀粉而9o
3.2特性质量指标的要求
纺织常用变性淀粉浆料的特性质量指标包括氧化淀粉的羧基含量、残留氯含量和氯化物含量,淀粉醋酸酯取代度、淀粉磷酸酯取代度和磷利用率,羧甲基淀粉取代度和氯化物含量,交联淀粉的粘度热稳定性和残留甲醛含量,接枝共聚淀粉的接枝率、接枝效率和残留单体含量等。其中需特别说明的特性质量指标主要有以下几个
3.2.1交联淀粉的粘度热稳定性
交联淀粉的特性质量指标采用粘度热稳定性,而未使用沉降积等其它指标。因为大多数交联淀粉的交联度都是比较低的,很难直接测定,而交联淀粉的鉴定以及加工中质量控制都离不开对其物理性质(溶胀性、粘度等)的测定。对于高交联度的交联淀粉在沸水中不糊化,只能测定淀粉颗粒溶胀度,或直接测定交联基的含量。而低交联度的交联淀粉,受热糊化时粘度变化较大。作为纺织浆料的交联淀粉,交联度都是较低的,难以直接测量其交联度,采用粘度热稳定性作为指标比较直观,易操作。淀粉交联处理的目的主要是提高浆液粘度热稳定性,因此交联淀粉的粘度热稳定性比普通变性淀粉的粘度热稳定性高。鉴于此,“标准”中按照高、中、低粘度分别规定了交联淀粉的粘度热稳定性。
3-2.2交联淀粉的残留甲醛
为了降低浆料对环境的污染,交联淀粉要求无残留甲醛。随着交联剂的发展,无污染的交联剂可以满足变性淀粉的生产要求,也即生产交联淀粉时,杜绝使用甲醛作为交联剂,提倡使用其它无污染的交联剂。
3.2-3淀粉磷酸酯的磷利用率
淀粉磷酸酯的特性质量指标中应用了磷利用率,此指标是为了避免出现通过过度增加磷酸盐的量来提高取代度,而忽视了反应效率,致使残留的盐较多。淀粉磷酸酯正常生产时,生产效率须达到50%,这也是满足生产成本的要求。因此“标准”在制定磷利用率时,反应效率是以50%计入的。
3.2.4氯化物的含量
由于氯化物腐蚀浆纱设备,因此对氧化淀粉和羧甲基淀粉的氯化物含量提出了要求。规定氧化淀粉中氯化物含量0.8%,羧甲基淀粉中氯化物含量2.O%。
3.2.5接枝率和残留单体含量
接枝率和残留单体含量是接枝共聚淀粉的两个特性质量指标,它们都是不同物质间的质量百分比。淀粉接枝共聚时,可以接枝不同种类的单体,不同单体的分子量各不相同,如果不考虑单体的分子量,则分子量大的单体较易达到指标的要求。因此接枝率和残留单体含量需要一个单体作为基准,如果接枝其它单体,衡量质量时,单体间需进行分子量的折算。“标准”中以丙烯酸乙酯单体作为基准。
3.2.6特性质量指标的分级
对氧化淀粉、淀粉醋酸酯、淀粉磷酸酯、羧甲基淀粉依据其特性指标进行了分级。I级、II级的要求各不相同。II级是变性淀粉浆料必须达到的要求。对于指标大小是在结合部分市售产品的检测报告、多次专家研讨、市场调研的基础上制定出来的。
3.3变性淀粉浆料分等规定
“标准”中依据质量指标对变性淀粉浆料进行了分等,按其质量分为一等品、二等品和等外品,具体规定见该标准。
4纺织常用变性淀粉浆料质量指标的检测方法
纺织常用变性淀粉浆料质量指标的检测方法中,国家标准中如有该指标的检测方法,则引用国家标准的方法,对于其它指标,则结合纺织行业的实际情况和目前较成熟的方法,选用一种较合适的检测方法。依据“标准”中各种指标的检测方法,对其进行了概括总结。
5结语
变性淀粉是纺织经纱上浆常用的主要浆料,然而当前我国变性淀粉浆料市场混乱,质量差,且不稳定。为了提高我国变性淀粉浆料的质量和解决变性淀粉浆料存在的一些其他问题,必须有一科学、合理的标准,基于这种情况,《纺织常用变性淀粉浆料行业标准应用而生。在((纺织常用变性淀粉浆料行业标准的主要内容中,明确了常用变性淀粉浆料中的一些相关术语、定义;对常用变性淀粉进行了分类和命名;规定了常用变性淀粉浆料的质量要求,且在此基础上对变性淀粉浆料进行了分等;提供了常用变性淀粉浆料共性质量指标和特性质量指标的检测方法。
 

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