1交聯淀粉的制備

交聯淀粉的制備原理是淀粉的醇羥基與具有兩個或多個官能團的化學試劑進行反應，引起淀粉分子之間橋連，或分子之間形成交聯，使不同淀粉分子的羥基間形成二醚鍵或酯鍵。淀粉經交聯后生成立體網絡結構的大分子，分子間的氫鍵轉化為化學交聯鍵，使得淀粉顆粒的強度增加，性能穩定，提高了糊化溫度、黏度和抗剪切力。交聯淀粉的抗酸、堿能力也大大優于原淀粉。交聯淀粉的制備方法一般是在淀粉中加入氯化鈉溶液攪拌，再加入氫氧化鈉溶液，攪拌一段時間后，再加入一定量的交聯劑。反應停止后用鹽酸調節pH值，過濾，用無水乙醇洗滌，濾餅干燥，即得交聯淀粉。交聯劑一般采用環氧氯丙烷、三偏磷酸鈉和三氯氧磷等［1］。淀粉經過交聯以后再進行其他變性，或者先經過其他變性再進行交聯變性，這種采用兩種以上處理方法得到的淀粉稱為復合交聯變性淀粉，如氧化交聯淀粉、酯化交聯淀粉、醚化交聯淀粉等。復合交聯變性淀粉具有兩種或多種變性淀粉的優點，克服了單一變性淀粉的某些缺陷，并可獲取一些新的性質。復合交聯淀粉屬綠色化學品，因其性能優良、原料資源豐富、易降解等優點，近年來在紡織、造紙、食品、醫藥等領域得到廣泛的應用。交聯淀粉由于其耐酸、耐堿以及抗剪切能力強，應用非常廣泛:在造紙工業中，可用作造紙助劑;在食品工業中，常用于罐頭、冷凍、焙烘和干制食品，保持產品質量穩定，也可用于罐狀或瓶裝嬰兒食品，以及用作水果和奶油餡餅的填充料;在醫藥方面，可用作外科手術用橡膠手套的潤滑劑等［2］。

2交聯淀粉在紡織工業中的應用

2．1用于經紗上漿

為降低經紗斷頭率、提高經紗的可織性及產品質量，必須對經紗進行上漿，賦予經紗更高的耐磨性，令毛羽貼伏，并盡可能地保持經紗原有的彈性。經紗上漿的目的在于提高經紗的可織性，在紗線表面形成保護性的漿膜，提高其耐磨性。并且，漿液能夠滲透進入紗線內部，加強纖維之間的黏合力，使經紗的機械強度得到提高。淀粉經交聯處理后再氧化得到交聯氧化淀粉，其黏度穩定，耐熱、耐剪切，能很好地滿足紡織工業對漿液熱穩定性的要求。專利CN101104642［3］用過氧化氫先對馬鈴薯淀粉進行氧化，然后再用交聯劑環氧氯丙烷或氧氯化磷在氫氧化鈉存在條件下進行交聯反應，這種變性淀粉對棉和混紡纖維具有較強的黏結力，漿膜柔韌耐磨，漿液冷熱穩定。專利CN200710025591［4］先通過氧化淀粉與有機硅偶聯劑在較低溫度下采取有機硅改性氧化淀粉，再用漿紗助劑形成交聯結構，制得有機硅改性淀粉漿料。該項發明降低了成本，增進了有機硅改性淀粉與漿紗助劑之間的交聯反應，增強了漿料中各組分之間及與紡織紗線間的結合力，延長了貯藏期，減少了環境污染。專利CN101676308［5］經接枝、交聯和氧化等多元反應制備得到的多元變性蠟質淀粉，具有糊液黏度穩定性好、透明度高、抗剪切力強、水溶性高、冷凍穩定性和凍融穩定性好等特點，是良好的膠黏劑，可用于經紗上漿。目前，國內正大力進行漿料性能的提升與新品開發，主要方向就是使用高性能的交聯變性淀粉。如專利CN200710016706［6］以環氧氯丙烷為交聯劑，通過與淀粉的交聯以及一系列反應后，可得到一種完全取代聚乙烯醇的交聯變性淀粉，用于經紗上漿，具有分紗快、毛羽少、成本低且效率高等優點。可以看出，用于經紗上漿方面的報道很多，尤以專利為主，且多為交聯氧化復合變性淀粉。目前，研究熱點是制備工藝及其應用，對應用后退漿方面的研究幾乎沒有涉及，這將是今后研究中需注意的問題。另外，還要加大產品的開發推廣，以拓展其在紡織領域的廣泛應用。

2．2用作印花漿料

交聯淀粉可作為堿性紡織印花漿料。印花漿料在加入印花色漿之前，一般先在水中溶脹，制成一定濃度的、稠厚的膠體溶液———印花原糊，是具有一定黏度的親水性分散體系，可使印花色漿具有一定的黏度，防止滲化，從而保證花紋的輪廓光潔度;是印花色漿中染料、助劑或溶劑的分散介質和稀釋劑，可使印花色漿中的各個組分均勻地分散在原糊中。交聯淀粉作為印花漿料，既可作為色漿的增稠劑，使印花色漿具有一定的黏度，保證花紋輪廓清晰，當印花固色過程完成后便可從織物上除去;也可用作黏著劑，參與染料的固著，使色漿黏著在織物上不易脫落，成為印花的組成部分［7］28。用交聯淀粉制成的印花漿料有一定的滲透性，使漿料能滲入織物內部。烘干后在織物表面形成一層有彈性、耐磨的薄膜。交聯淀粉還可提供短流的、不成絲串狀的漿液，與樹膠混合使用時，可得到鮮明且良好的圖形顏色接界。在印花漿料的堿性條件下，交聯醚化淀粉可阻止黏度的變化。專利CN1563558［8］發明了一種黏度可調的復配變性淀粉，是一種羧甲基淀粉和交聯－羧甲基淀粉復配得到的復合變性淀粉，可用于活性染料用的印花糊料。該復配變性淀粉黏度可調范圍大，利于上漿和印花，可部分取代海藻酸鈉糊料，能明顯降低活性染料印花成本，其在水中的溶解性、熱穩定性，與其他化學輔料的混溶性、糊料耐磨性等均較優良。交聯淀粉還可作為染料的傳遞劑，起到載體的作用。印花時，染料通過由交聯淀粉制成的原糊傳遞到織物上，烘干后在花紋處形成有色薄膜，汽蒸時染料再通過薄膜擴散到織物內部。此外，在印花過程中，以交聯淀粉制成的印花漿料還可用作汽蒸時的吸濕劑和印花色漿的穩定劑，以及印花后抗泳移作用的勻染劑［7］28等。

2．3用作織物整理劑

手感是織物質量的重要指標。在織物的整理過程中，表面處理會很大程度上影響手感。天然淀粉整理會產生剛硬的手感，這是由淀粉薄膜的性質所決定的。經歷漂洗的織物常用能促進手感的變性淀粉來整理，而使用交聯淀粉得到的薄膜具有柔順性，有利于改善織物的手感，得到耐久性的整理。另外，疏水性纖維如聚酯纖維，由于有很多疏水基團，用作衣料時吸汗性差，且容易吸附油污，產生靜電，用交聯淀粉與聚酯共聚物的混合物處理，可提高織物的吸水性、耐洗滌性及染色牢度等。河北科技大學研制的一項科技成果———酸化法生產羧甲基淀粉，通過交聯、聚合、氧化等多途徑改性，可用作織物的整理劑。

2．4用于污水處理

交聯淀粉直接用于紡織或印染廢水處理效果不是很好，一般多采用復合交聯淀粉，如交聯接枝淀粉、交聯淀粉黃原酸酯、交聯醚化淀粉等。應用復合交聯淀粉處理廢水，尤其是處理重金屬離子，其效果非常理想。如季靚［9］通過交聯、醚化、胺化、加成等步驟合成了二硫代氨基甲酸改性淀粉，具有優良的吸附重金屬離子的能力。交聯醚化淀粉由于含有陽離子基團，因而對廢水具有很好的脫色效果。如姜應新［10］應用交聯亞甲基二甲胺鹽酸鹽淀粉醚、交聯新型季銨型陽離子淀粉進行染料(活性艷紅KE-3B)廢水絮凝性能研究，結果表明色度去除率均大于94．8%。專利CN101759808A［11］以淀粉為原料，通過復合酶制成多孔淀粉，再將多孔淀粉進行交聯、醚化改性后，接枝不同的多胺分子，可得到多胺改性多孔淀粉。與多孔淀粉相比，產品吸附性能增強兩倍以上，選擇性高，可用于印染、紡織、化妝品行業等廢水中多種染料及重金屬離子的吸附處理。目前，有關交聯淀粉或復合交聯淀粉用于紡織廢水的研究報道不多，但由于其可生物降解，屬綠色化學品，用于紡織或印染廢水處理極具優勢，因此具有很大的潛力，是今后的研究熱點之一。

2．5其他用途

除了上述應用外，隨著研究工作的深入，交聯淀粉在紡織工業中的一些其他應用不斷被開發出來。如周向東［12］通過水溶性淀粉與磷酸氫鈉作用得到淀粉磷酸酯鹽反應型阻燃劑。利用封端基水性聚氨酯與阻燃劑及棉纖維在一定條件下發生交聯反應，可賦予棉織物耐久的阻燃性能。專利CN1546530［13］發明了一種醚化－交聯－預糊化三元復合變性淀粉。該發明產品通過對淀粉同時進行醚化、交聯、預糊化變性的方法而制得，使其同時具有醚化、交聯、預糊化淀粉的特性，可用于紡織工業的施膠劑。

3展望

我國淀粉資源非常豐富，交聯變性淀粉在我國有著非常優越的物質基礎和巨大的發展潛力。就紡織工業來講，現在我國合成漿料的上漿性能遠不能滿足要求。隨著紡織品質量的提高和出口量的增加，對交聯淀粉等變性淀粉的質量要求更高。在紡織行業中推廣使用低成本、高效率、污染小的新型復合變性淀粉漿料，以滿足紡織行業快速發展和紡織品進出口的要求。總體來看，交聯淀粉在紡織中的研究主要集中在經紗上漿方面，印花漿料方面的研究不多，用作織物整理劑的更少。主要存在的問題有:國內使用的印花染料總體質量不高、染料穩定性差、固色率低，用于印花的漿料新品研發不夠等。交聯淀粉綠色無污染，在污水處理方面極具發展潛力。此外，研究開發多功能的交聯淀粉可提高織物的多種性能，更具發展前景，但目前這方面的報道幾乎為零，應引起研究人員的注意。同時，還要注意產品的開發推廣工作。相信隨著研發工作的不斷深入，有關交聯淀粉的研究必將取得更多可喜的成果。