天然高分子改性淀粉用于玻璃纖維浸潤劑的研究.pdf

1、玻璃纖維是一種性能優(yōu)異的無機(jī)非金屬材料，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，它已滲透到國民生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。因具有較高的機(jī)械性能和較好的耐腐蝕性，玻璃纖維常被用于紡織產(chǎn)品和增強(qiáng)材料中。牽引浸潤是紗線紡織生產(chǎn)的核心環(huán)節(jié)，浸潤劑可對玻纖起到集束、合股、保護(hù)紗線不被破壞的作用。淀粉型浸潤劑具有制備工藝簡單、粘結(jié)性好、原材料易得、成本低、環(huán)保無毒、易去除等優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　本實(shí)驗主要選取玉米淀粉作為原材料，通過天然高分子改性，研究其用于玻纖浸

2、潤劑的性能。運(yùn)用黏度分析儀、表面張力儀、電位分析系統(tǒng)、掃描電子顯微鏡、萬能試驗機(jī)等方法觀察其溶液黏度、表面張力、Zeta電位、成膜性以及其作用于玻璃纖維上對紗線各方面性能的影響，并分別與涂覆進(jìn)口淀粉及石蠟浸潤劑的玻璃纖維作性能對比。
　　(1)明膠改性玉米淀粉體系：明膠含量為1.0 g，淀粉含量為15.0 g，反應(yīng)時間為1.0 h，反應(yīng)溫度為90℃時，戊二醛含量為0.50 mL，濃硫酸含量為0.20 mL，聚乙烯醇含量為0.30

3、g時，浸潤成膜劑性能最佳，此時成膜劑黏度為37.99 mPa·s、Zeta電位為3.2 mV、表面張力值為50.40 mN·m-1，浸潤劑能夠有效地鋪展及吸附在玻纖表面，形成的薄膜更加平整和致密，浸潤后的紗線力學(xué)性能好，拉伸強(qiáng)度為0.49 N/tex，硬挺度為5.50 cm，綜合性能優(yōu)異。
　　(2)殼聚糖改性玉米淀粉體系：綜合文獻(xiàn)中殼聚糖改性淀粉的制備工藝，并通過單因素變量法和正交試驗得到改性淀粉成膜劑的最適宜條件，取玉米淀粉1

4、2.0 g，殼聚糖0.60 g，戊二醛0.10 mL，明膠1.0 g，甘油1.50 mL，聚乙烯醇0.30 g，硫酸鈉含量為0.40 g，在90℃下反應(yīng)2.0 h，制備最優(yōu)樣品。經(jīng)殼聚糖陽離子改性后的淀粉浸潤成膜劑能更有效地吸附和鋪展在玻璃纖維表面，溶液黏度為39.68 mPa·s，表面張力為47.95 mN·m-1，接觸角為16.45°，Zeta電位達(dá)到5.2 mV，溶液穩(wěn)定性優(yōu)。殼聚糖改性成膜劑所制備的薄膜與玻璃表面親和度更好，硬度

5、更大，拉伸強(qiáng)度更高，具有更優(yōu)良的紗線保護(hù)性能。改性后的浸潤成膜劑浸潤紗線集束性佳，無斷毛飛絲現(xiàn)象，拉伸強(qiáng)度為0.51 N·tex-1，硬挺度為5.38 cm，外遷率小。
　　(3)魔芋葡甘露聚糖改性淀粉的體系：以玉米淀粉為原料，制備了紡織型玻璃纖維用魔芋葡甘露聚糖改性淀粉型浸潤成膜劑。并研究了魔芋葡甘露聚糖含量、淀粉含量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度對浸潤成膜劑、共混膜及紗線性能的影響。通過對系列產(chǎn)品的黏度、Zeta電位、表面張力、掃描電鏡

6、、吸潮率、灼燒率、拉伸強(qiáng)度等性能進(jìn)行測試及表征。為進(jìn)一步改進(jìn)浸潤成膜劑的性能，第二階段優(yōu)化試驗中，加入六偏磷酸鈉作為交聯(lián)劑，經(jīng)明膠陽離子化改性后，成膜劑性能得到了進(jìn)一步改善。運(yùn)用響應(yīng)面法分析了明膠含量，六偏磷酸鈉含量，pH對制備陽離子化的魔芋葡甘露聚糖改性玉米淀粉浸潤成膜劑的影響，獲得了制備 KGM改性淀粉型浸潤成膜劑的最優(yōu)條件：淀粉含量為10.0 g，魔芋葡甘露聚糖為0.80 g，明膠含量為0.75 g，六偏磷酸鈉含量為0.30 g，