[01181157]高性能淀粉基环保纺织浆料的关键制备技术与产业化应用

淀粉是重要的纺织浆料,但淀粉浆液对棉和涤/棉的黏附性差,浆膜脆硬,韧性、耐磨性差,在纺织经纱上浆中还难以完全取代难以生物降解、且退浆性能差的聚乙烯醇（PVA）浆料;淀粉浆液易凝沉,低温下流性差,不能低温上浆;淀粉的变性处理需要在专业生产厂进行,多道生产工序与纺织上浆重复,存在能耗高、污水处理量大等问题。这些问题已严重制约了纺织上浆的节能化和环保化,成为纺织上浆技术进步的瓶颈,是纺织浆料和上浆行业迫切需要解决的关键技术难题。 在国家自然科学基金、江苏省产学研联合创新基金、原纺织总会科技三项费用项目和宜兴市科技支撑计划等项目的资助下,本项目系统解决了淀粉浆料在纺织经纱上浆中的以下关键技术问题： （1）通过多元-多重复合变性技术,在淀粉分子链上引入阳离子基和“酯基”,显著提高了对棉和涤纶的黏附性能;通过内增塑和外源增塑剂的协同增塑技术,显著提高了淀粉浆料浆膜的柔韧性,开发了能高比例,甚至能完全取代PVA的高性能淀粉浆料; （2）针对淀粉中含有较高比例易凝沉的直链淀粉及淀粉分子结构上含有大量羟基,采用淀粉物理法解簇和双酶法复合水解技术,发明了具有空间结构类似于支链淀粉分支点的极限糊精-分支极限糊精,解决了淀粉浆液易凝沉、流动性差的问题,实现了淀粉浆料的低温上浆; （3）提出了利用调浆技术实现淀粉变性的技术,解决了淀粉变性和调浆分开进行,存在能耗大、污染严重的问题; （4）针对淀粉中因含有高比例“刚性短支链”的支链淀粉而导致的成膜性差的问题,利用普鲁兰酶催化淀粉脱支刚性支链、过氧化物酶催化氧化淀粉接枝柔性聚合物支链这一反应特性,提出以“柔性聚合物支链”替换“刚性支链”的淀粉分子结构再设计策略,构建了一种成膜性能优异、具有高接枝效率的接枝淀粉生物制备方法,开发了高柔软韧高性能淀粉浆料。 本项目已授权发明专利22件,公开发明专利6件;出版著作1部;发表学术论文46篇,其中SCI收录论文7篇,CSCD和核心期刊收录论文39篇;制订企业标准3项。 主要技术经济指标： （1）高性能淀粉浆料：对14.5tex纯棉纱黏附力90.2N,13tex65/35涤棉纱黏附力135.4N,浆膜断裂强度21.6N/mm2,断裂伸长率10.4%; （2）低温不凝冻淀粉浆料：淀粉回生值1; （3）利用调浆技术制备的醋酸酯淀粉取代度0.05-0.09,磷酸酯淀粉取代度0.02-0.03,阳离子淀粉取代度0.03-0.05; （4）利用生物法制备的接枝淀粉浆料：直链淀粉比例达到到58%,接枝率18%,接枝效率85%。 （5）在经纱上浆中可完全取代PVA浆料。 本项目开发的高性能淀粉浆料产品2014年起已在江苏省宜兴市军达浆料科技有限公司实现了产业化生产,到2015年底已累计生产高性能淀粉浆料25000吨,新增产值32500万元。所生产的高性能淀粉浆料已在江苏大生集团有限公司、江苏联发纺织股份有限公司、广东溢达集团、鲁泰纺织股份有限公司等大型企业应用,在减少不洁浆料PVA用量,减轻退浆废水对环境污染,提高纺织和印染产品质量,节省能源等方面取得了显著成效。 我国是世界上纺织加工能力最大的国家,年生产的纺织品量占世界纺织加工总量的60%以上,年加工纤维量超过4000万吨。年消耗淀粉浆料200万吨、PVA浆料50多万吨。本项目的实施不仅能显著提高我国变性淀粉浆料的产品质量和档次,还能完全取代生物降解性能差、对环境有严重污染的不洁浆料PVA,而且还能实现室温调浆和上浆的要求,具有显著的节能减排效果。因此,本项目的实施具有非常好的产业化前景。