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朱文均顧奇正顧群

【摘要】采用印度進(jìn)口瓜爾膠為主要原料，以雙氧水為氧化劑，環(huán)氧乙烷為醚化劑，以精制交聯(lián)劑為化學(xué)改性輔助原料。采用氧化、裂解、醚化、交聯(lián)技術(shù)合成了一種新型印花糊料，并在江、浙、滬地區(qū)大批量推廣使用。

【關(guān)鍵詞】：瓜爾膠化學(xué)改性印花糊料印染粘性指數(shù)

1引言

．印花糊料作為印花工藝過(guò)程中染料，助劑的載體和媒介物，是影響印花產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素之一，國(guó)內(nèi)在上世紀(jì)八十年代以前，真絲綢印花一直使用淀粉糊料為主，它雖然具有價(jià)格低廉、得色濃艷的特點(diǎn)，但制糊煮漿時(shí)間長(zhǎng)，能源耗費(fèi)大，不易退漿，水洗時(shí)容易引起沾色、灰份等疵病，還有存在著滲透效果、手感較差等問(wèn)題。[1]嚴(yán)重阻礙了我國(guó)真絲綢產(chǎn)品的出口外銷份額。八十年代以后，隨著改革開(kāi)放政策不斷深化，國(guó)外真絲綢印花糊料逐漸開(kāi)始在我國(guó)流行起來(lái)，這些糊料大多數(shù)使用性能優(yōu)良的植物種籽膠經(jīng)化學(xué)改性而成。主要品牌有意大利Indala PA-40、Printex PS-14，德國(guó)Cognis A-9、瑞士Meypro NP-16等，他們都是以瓜爾膠，刺槐豆為原料的衍生物，其主要化學(xué)組成是半乳甘露聚糖，瓜爾膠的主要產(chǎn)區(qū)在

印度、巴基斯坦和美國(guó)德克薩斯州。這些糊料特點(diǎn)是制糊方便，流動(dòng)性好。印制產(chǎn)品輪廓清晰，色澤鮮艷，塊面均勻、滲透性好、容易水洗、手感柔軟等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)在“七五”期間，由國(guó)家經(jīng)委和紡織工業(yè)部曾下達(dá)“七五”科技重點(diǎn)攻關(guān)課題——真絲綢印花糊料，[2]當(dāng)時(shí)分別由蘇州、杭州、上海三家科研機(jī)構(gòu)承擔(dān)此項(xiàng)目。它們分別采用三種不同原料：田菁膠、淀粉、塊莖植物膠，三家單位承擔(dān)項(xiàng)目都通過(guò)了部級(jí)鑒定，有的還獲得了省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)。但是時(shí)至今日，在國(guó)內(nèi)真絲綢印花糊料市場(chǎng)上，幾乎從來(lái)沒(méi)有見(jiàn)到國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)和銷售自己品牌的糊料，該市場(chǎng)一直被國(guó)外幾家大公司所壟斷。

我公司于九十年代開(kāi)始從事印花糊料研究開(kāi)發(fā)，當(dāng)時(shí)我們起點(diǎn)較高，主要針對(duì)真絲綢印花，主要原料采用直接從印度進(jìn)口的瓜爾膠，化學(xué)改性方法采用傳統(tǒng)的醚化法，醚化劑為環(huán)氧乙烷，但是產(chǎn)品被市場(chǎng)認(rèn)可程度不高，與國(guó)外同類產(chǎn)品存在一定差距，每年只生產(chǎn)銷售幾十噸印花糊料，公司也處于虧損狀態(tài)，為此我們科研人員一直在尋找切入點(diǎn)和突破口，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摸索和探求。終于在近幾年里，我們通過(guò)對(duì)合成工藝進(jìn)行創(chuàng)新，采用獨(dú)創(chuàng)的氧化、交聯(lián)、醚化技術(shù)，合成了新一代真絲綢印花糊料，使產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售邁向了一個(gè)新的臺(tái)階，現(xiàn)在我們一個(gè)月的生產(chǎn)銷售數(shù)相當(dāng)于以前全年的總和。

2合成方法

2．1開(kāi)發(fā)真絲綢印花糊料的思路和依據(jù)

(1)主要原料篩選

我國(guó)曾在“七五”期間花費(fèi)大量人力、物力進(jìn)行絲綢印花糊料專題攻關(guān)。從實(shí)際效果來(lái)看不盡人意，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和銷售。原因何在?我們認(rèn)為關(guān)鍵之一就是主要原料選擇有誤。從已報(bào)導(dǎo)有關(guān)資料[2]來(lái)看，當(dāng)初真絲綢印花糊料水平較高的主攻單位之一——蘇州絲綢科學(xué)研究所采用主要原料為植物種籽膠——田菁膠，雖然田菁膠的化學(xué)組分與瓜爾膠的化學(xué)組分類似，其主要成分為半乳甘露糖，但是半乳糖與甘露糖比例兩者略有差別。實(shí)際上，作為印花糊料主要原料，田菁膠與瓜爾膠的最大區(qū)別在于田菁膠中蛋白質(zhì)含量和粗纖維素含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于瓜爾膠，從其性質(zhì)來(lái)看，田菁膠細(xì)度和粘度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及瓜爾膠。由于蛋白質(zhì)和粗纖維素不易與醚化劑起化學(xué)反應(yīng)，這就導(dǎo)致了以田菁膠為原料的印花糊料容易產(chǎn)生粘制板和堵篩網(wǎng)的毛病，阻礙了其進(jìn)一步推廣使用。因此我們決定選擇瓜爾膠作為真絲綢印花糊料的主要原料。

(2)化學(xué)改性的基本原理

未經(jīng)改性的瓜爾膠分子量約在30—40萬(wàn)左右，由于高聚物分子眾多的羥基，在溶液中形成氫鍵網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而且有很大的內(nèi)聚力[3]。因而結(jié)構(gòu)粘度大，在水中難以分散且形成膠包團(tuán)，流動(dòng)、滲透都較差，還不適用于織物印花。

瓜爾膠的化學(xué)改性原理是半乳甘露糖單元都有2—3個(gè)自由羥基，它們?cè)谝欢ǖ墓に嚄l件下通過(guò)醚化或酯化的方法可以部分被某些親水基團(tuán)所取代，同時(shí)還可以通過(guò)酶分解、氧化水解和熱裂解等技術(shù)切斷分子長(zhǎng)鏈，即通過(guò)化學(xué)改性，使多糖高聚物分子結(jié)構(gòu)內(nèi)在性能發(fā)生改變，使其具有更好的溶解性、流動(dòng)性、滲透性和相容性，以適宜織物印花的性能需要。

3實(shí)驗(yàn)部分

藥品：瓜爾膠(印度)，酒精：(工業(yè)級(jí))，液堿(工業(yè)級(jí))

雙氧水(工業(yè)級(jí))，氮?dú)猓鹤灾平宦?lián)單體B和C，環(huán)氧乙烷(工業(yè)級(jí))

鹽酸(工業(yè)級(jí))，防腐劑(工業(yè)級(jí))，分散劑(工業(yè)級(jí))

3．1合成路線

溶劑→瓜爾膠→氧化裂解→加特制交聯(lián)劑交聯(lián)→環(huán)氧乙烷醚化→中和過(guò)濾→洗滌→烘干→過(guò)篩→拼混包裝→成品

3．2正交試驗(yàn)

影響Guar gum化學(xué)改性的因素有反應(yīng)介質(zhì)，反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、原料配比等等。據(jù)報(bào)導(dǎo)[4]植物膠醚化反應(yīng)到達(dá)一定時(shí)間后，化學(xué)改性已趨向平衡，變化較小而臨近終點(diǎn)，為此可以把醚化反應(yīng)時(shí)間固定，而反應(yīng)介質(zhì)在預(yù)試驗(yàn)中已確定為乙醇，故這里主要考察反應(yīng)溫度、氫氧化鈉用量，環(huán)氧乙烷同Guar gum中葡萄糖結(jié)構(gòu)單元的摩比，對(duì)印染粘性指數(shù)PVI的影響，采用三因素三水平正交試驗(yàn)Lg(34)

Lg(34)正交試驗(yàn)結(jié)果

從表中可見(jiàn)，影響反應(yīng)最重要的因素是反應(yīng)溫度；其次是氫氧化鈉用量，環(huán)氧乙烷用量較次要。

3．3產(chǎn)品理化性能測(cè)試

3．3．1含固量

稱取糊料12g，準(zhǔn)確至0.2g，在高速攪拌下，逐漸加入170ml水，使之成為均勻糊狀物。放置24h后用NDJ-1型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)(取4號(hào)轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速為30r／min，溫度在25℃±1℃)測(cè)定糊狀物粘度，用水調(diào)節(jié)直至粘度為l0±0.5pa·s時(shí)，記取水的用量。以下式計(jì)算含固量(X1)：

      X1 =  m/(m+ml)x100%……(1)

式中：m—糊料質(zhì)量，g；

m1—水的質(zhì)量，g。

3．3．2 PH值測(cè)定

取3．2試驗(yàn)后的糊狀物，用范圍為5.5-9.0精密PH試紙進(jìn)行測(cè)定。

3．3．4 PVI測(cè)定

用NDJ-1旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)，溫度在25±1℃，測(cè)定3.2試驗(yàn)后的糊狀物其轉(zhuǎn)速分別在為6r/min和60r/min時(shí)粘度。

以下式計(jì)算PVI值(X2)：

         X2 = η /ηl  ×100%……(2)

式中：η轉(zhuǎn)速在60r/min時(shí)粘度，pa·s

η1轉(zhuǎn)速在6r/min時(shí)粘度，pa·s

3．3．5原糊的穩(wěn)定性