羟丙基淀粉的制备及其在酸性染料印花中的应用

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传统酸性染料印花糊料主要是瓜尔胶及其衍生物为主,近年来,受供求关系影响,瓜尔胶的价格大幅度的攀升,研究者们开始寻求新的糊料替代瓜尔胶。羟丙基淀粉(HPS)属于非离子型淀粉类衍生物,生态环保、价格低廉,具备良好的耐酸碱性能,可用于酸性染料印花。本论文利用溶剂法制备冷水可溶的高取代度HPS,探讨了制备反应过程中影响产物取代度的主要因素,包括醚化反应温度、时间、浴比、催化剂用量、反应体系中水的含量和醚化剂用量等。研究发现,相同条件下,温度越高,反应速率越快,取代度随着反应时间的增加而逐渐增加;在一定范围内,浴比越大,取代度越低;随着催化剂用量的增加,取代度先增大后减小;醚化剂用量增加,取代度升高,反应效率降低,反应效率可以达到70%以上;取代度越高,醚化产物水溶液透明度越高。最佳反应条件为:反应温度为75℃、反应时间10h、浴比1.5:1、催化剂加量为4%、体系含水量15%,可以制备取代度为0.50的高取代度HPS。但HPS存在成糊率偏低,印花后手感不够理想的缺陷。本研究在制备HPS的基础上合成了羟丙基羧甲基淀粉(HPCMS),弥补了单一变性在应用上存在的不足,并用红外光谱、偏光显微镜和热重分析仪对不同产物进行了表征。羧甲基化反应研究表明:醚化反应温度高,则反应时间短,产物粘度低,反应效率低;产物纯度越高,水溶液的透明度越好,粘度越高。高取代度的HPS及HPCMS均具备较好的耐酸碱性能、抗盐抗钙性能;原糊与染料有较好的相容性,助剂硫酸铵对原糊粘度的影响不大,原糊粘度随着尿素加入量增加而降低。羧甲基化反应明显提高了HPS的流变性、保水性、渗透性、轮廓清晰度、脱糊率和水溶液的透明度。HPS和HPCMS糊料的得色量均高于瓜尔胶糊料的得色量。复合变性的HPCMS成糊率比单一变性的HPS成糊率高,DS在0.2~0.3之间,MS在0.34~0.43之间时,HPCMS成糊率最高,印花后综合指标优良,可以代替瓜尔胶糊料用于酸性染料印花。
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