改性淀粉及其用于玻纖成膜劑的研究進展

李建峰

摘 要：本文綜述了改性淀粉的概況，改性淀粉的種類、制備方法，評價了各種改性淀粉用于玻璃纖維成膜劑的效果，對改性淀粉用于玻纖成膜劑的發展作出展望。

關鍵詞：改性淀粉；成膜劑；玻纖；研究進展

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.192

0 前言

淀粉是一種包含線性直鏈和支鏈結構的高分子碳水化合物，是淀粉型紡織浸潤劑的主要組成部分，屬于水溶性高分子成膜劑。但原淀粉成膜劑具有黏度大、易回生、易遷移等缺陷，限制了其廣泛使用。淀粉以成膜劑的形式存在于浸潤劑中，起著非常重要的作用。因此需要對淀粉進行改性，以達到玻璃纖維紗線紡織的要求。為了提升使用性能，往往會使用幾種以上的改性淀粉，按比例配合進行使用。本文綜述了改性淀粉的概述，改性淀粉的種類及其制備方法，評價了各種改性淀粉用于玻璃纖維浸潤成膜劑的效果，對改性淀粉用于玻纖成膜劑的發展作出展望。

1 改性淀粉的概述

改性淀粉是指在原淀粉的基礎上，為滿足食品工業、醫藥、水處理、紡織等領域的需要，利用物理手段、化學方法、生物技術等對淀粉的分子結構、顆粒性質等進行處理，從而改變了原淀粉的天然特性，改善原淀粉的性能，使其更適合于一定應用的要求。針對不同領域的需求，現在改性淀粉的品種已經越來越多，使用范圍也越來越廣，給人類生活帶來了極大的便利[1-3]。

2 改性淀粉的種類及其制備方法

2.1 物理改性淀粉

淀粉溶液與天然聚合物或合成塑料等直接共混，添加少量添加劑，整個過程不發生化學反應，制備出性能優化的物理改性淀粉，以提高其應用性能。

2.2 化學改性淀粉

化學改性淀粉是指使用化學方法改變了淀粉的化學結構所得到的改性淀粉。化學改性淀粉的種類非常繁多，應用也非常廣泛，比物理改性淀粉有著更廣闊的應用前景，也是當前最常用的改性淀粉方法。化學改性制備的淀粉主要有酸解淀粉、酯化淀粉、羥丙基化淀粉、陽離子化淀粉、氧化淀粉等[4]。

2.3 生物改性淀粉

生物改性（酶法改性）是用各種酶制劑來處理淀粉。包括異淀粉酶水解淀粉等。

2.4 復合改性淀粉

根據實際需要，往往需要采用兩種或兩種以上的方法對淀粉進行改性，這種改性方法叫復合改性。如交聯酯化淀粉、交聯醚化淀粉、交聯氧化淀粉等。復合改性淀粉具有兩種及兩種以上改性淀粉各自的優點。

3 改性淀粉用于玻纖成膜劑的研究

淀粉成膜劑其作用是賦予單纖維以集束性，并在原絲表面形成一層保護膜，保證捻線、整經、織造等工藝的順利進行。但淀粉成膜劑具有黏度大、易回生、易遷移等缺陷，在玻纖生產過程中產生毛絲，給紡織加工帶來一系列問題。考慮到淀粉型浸潤成膜劑的這些缺陷，改性淀粉的選擇尤為重要。

3.1 采用改性高直鏈淀粉

這類淀粉制備的浸潤成膜劑遷移率低，能有效克服企業遇到的實際困難，并且配制工藝相對簡單，因此受到市場的廣泛青睞。但缺點是耗能較大，需在高溫高壓環境下配制。

3.2 采用改性支鏈淀粉

為防止支鏈淀粉浸潤成膜劑的外遷問題，可利用淀粉的羥基同配方中其它組份發生一定的反應，從而生成絡合物，防止浸潤劑的遷移。但這類方法配制工藝相對復雜，因此在市場上使用范圍較小。

3.3 采用醚化改性的直鏈淀粉

通過化學改性得到的醚化改性淀粉是當前研究的熱點之一，此法制得的浸潤成膜劑親水性較好，并且整個制備過程工藝簡單。但該法的缺點是對玻璃纖維原紗的要求較高，且對工藝生產過程中，溫度，濕度的要求極為嚴格[5-7]。

3.4 采用陽離子淀粉和直鏈淀粉的混合物

這是目前市場上比較普遍采用的方式，這種復配改性淀粉配成的浸潤成膜劑，既與玻璃纖維紗線有很好的親和力，又能在其表面形成一層強度較好的保護膜，有效地保護紗線不被破壞。但這類淀粉成膜劑的成本較高[8]。

4 展望

淀淀粉的選擇，是淀粉型玻璃纖維浸潤成膜劑的關鍵，現目前，國內外生產改性淀粉的品種已達到2000多種[9]。美國、日本以及歐洲的發達國家開發出來數千種改性淀粉，然而，作為商業機密，并未申請專利，在技術上使得我國獲得的信息量少。我國相關研究人員應該抓住這一機遇，把更多的精力投入到此領域的研究之中，依靠國家的支持，盡量縮小我國淀粉加工業與世界先進水平的差距[10]。我們有信心，在不久的將來在改性淀粉成膜劑上能夠取得獨立，擺脫壟斷，廣泛地用于工業化生產。

參考文獻：

[1]陳鵬.豌豆淀粉改性及其用于玻纖浸潤劑的研究[D].西南科技大學，2012.

[2]周向陽，賈德民，崔躍飛.淀粉接枝改性研究進展[J].華南理工大學，2009（02）：38-42.

[3]喬治邦.改性淀粉膠粘劑研究進展[J].中國膠黏劑，2015（04）：45-

52.

[4]石佳.酯化改性淀粉研究進展[J].食品工業科技，2014（02）：395-399.

[5]雷洪.異淀粉酶水解豌豆淀粉及其在玻纖浸潤中的應用[J].2014

（10）：1262-1268.

[6]J.L.Thomason，L.Yang and R.Meier.The properties of glass fibres after conditioning at composite recycling temperatures[J].Composites Part A，2014（61）：201-208.

[7]J.L.Thomason.Glass fibre sizings：a review of the scientific literature[M].2012.

[8]Wang Y.Chitosan modified corn starch and its application as a glass fiber sizing agent[J].Fibers and Textiles in Eastern Europe，2017（03）：112-120.

[9]徐興，岳云龍，杜釗.浸潤劑對玻璃纖維濕法氈工藝及性能的影響[J].玻璃纖維，2010（5）：17-20.

[10]郝梅平.玻璃纖維及纖維增強復合材料“十二五"發展思路 [J].建材發展導向，2010（06）：4-8.