淀粉成纤加工过程中的变性方法.pdfVIP

维普资讯 第 29卷第5期 合成圩堆 专题综述 淀粉成纤加工过程中的变性方法 朱颖先 陈大俊 李瑶君 (东华大学纤维材料改性国家重点实验室 上海 200051) 摘 要 综述了淀粉材料的变性方法及其在改善淀粉加工性能方面的应用。同时，对淀粉纤维的 发展作了较为详细的论述 ，指出由于淀粉可再生、可降解、成本低，淀粉纤雏未来的应用前景将 十分广 阔。 关键词 淀粉纤维 成纤加工 变性方法 过去，合成纤维的原料一般来源于石油，但由 但淀粉有它独特的优势：价格非常低廉，变性 石油加工得到的高分子材料难以降解，给环境造 方法众多，因此可通过变性改善它的性能 。值 成了污染，同时，又因为大量使用，石油资源也在 得指出的是，由于直链淀粉的结构更容易受到酶 逐渐枯竭。所以，研究和开发可降解、可再生的高 的攻击，它的降解性能比纤维素更好。 分子材料，已成为一个越来越迫切的问题。 为了将淀粉用于纤维领域，人们作了大量的 在可降解、可再生材料中，淀粉、纤维素和甲 研究工作，本文综合介绍了淀粉成纤加工过程中 壳质等天然高分子材料因为成本骶、易于得到、加 的变性方法 。 工相对容易、可完全降解，前景比较广阔。淀粉和 1 热塑化变性 纤维素的结构非常相似，但长期以来，淀粉在纤维 上的应用远不如纤维素，这是 由淀粉和纤维素的 在淀粉的变性 中，热塑化是非常值得注意的 构型和组成不同造成的。淀粉由两种主要的组分 方法。研究发现：热塑化的淀粉本身就可象一般 构成：直链淀粉和支链淀粉 。直链淀粉是一种呈 的塑料那样进行加工 J。淀粉热塑化可加人多元 线状的基于葡萄糖的多糖，葡萄糖单元通过 l， 醇。多元醇类具有与淀粉相同的羟基，因此与淀 苷键相连；纤维素是直链淀粉的异构体，葡萄糖 粉大分子的相容性很好。当加人多元醇添加剂 单元通过 1，4一苷键相连 (具体结构如图 l所 时，小分子渗人到淀粉分子之间，起到增塑剂的作 示)，氧原子和羟基成反式结构，这个不同造成了 用 ，从而降低了淀粉分子间的作用力，提高了链段 直链淀粉和纤维素的空间构型的不同。直链淀粉 乃至整个大分子的运动，因而使淀粉断裂强度下 的构型比较弯曲，而纤维素则相对要直，结果是两 降，断裂伸长率提高。经挤出塑化后，淀粉颗粒状 种异构体在溶液中的溶解性能和对化学物质的反 结构基本消失，球晶结构也受到破坏，发生了结晶 应性差异很大，也直接导致了淀粉在纤维方面的 相从晶态结构 向非晶态结构的不可逆转变 J。 加工和使用 比纤维素要难 “。 其他提高淀粉热塑性的添加剂还有水、尿烷等 』。 在 由3O％～70％淀粉型高分子、30％～70％ 部分皂化的醋酸乙烯酯单元 以及不含官能团的不 辱。士饱和单体和域 脂肪族聚酯 (如聚 e一己内酮、乳 酸、聚二酐醇)组成的共聚物中，加入由0～5％的 维索 奠 涟 降解催化剂和D～5％的增塑剂组成的混合物，羟 图1 纤维素与直链淀粉的构型 熔纺制成纤维，这种纤维可进一步加工成非织造 布。这种布埋人土中半衰期为2个月 。 t