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納米二氧化鈦在經紗上漿中的作用機制

2015-12-26 14:22 來源：項目加盟網瀏覽量:117

晶瑞

投資金額：3-5萬

企業(yè)名稱：宣城（晶瑞）新材料有限公司

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為了改善淀粉的上漿性能，減少PVA漿料的用量，可在淀粉漿液中加入納米二氧化鈦（同VK-T25F）。采用掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡和傅里葉變換衰減全反射紅外光譜對納米級無機漿料添加劑的作用機制進行了研究。結果表明：納米二氧化鈦（同VK-T25F）能顯著改善淀粉漿膜表面和斷lie截面以及漿紗表面的平滑性和均勻性；納米二氧化鈦（同VK-T25F）和淀粉之間存在較強的氫鍵作用，這一作用可能與納米二氧化鈦（同VK-T25F）表面豐富的羥基有關。
納米二氧化鈦（同VK-T25F）能在某些純棉織物的經紗上漿中全部取代PVA漿料，在滌、棉織物的經紗上漿中部分取代PVA漿料這類漿料添加劑已引起了漿料、漿紗企業(yè)的廣泛關注。納米二氧化鈦（同VK-T25F）添不會與淀粉發(fā)生化學反應，對淀粉漿液的黏度和黏度熱穩(wěn)定性基本無影響，能在一定程度上提高變性淀粉漿液對純棉和滌／棉粗紗的粘附力，對淀粉的漿膜性能也有一定程度的改善。本文采用掃描電子顯微鏡（SEM）、原子力顯微鏡（AFM）和傅里葉變換衰減全反射紅外光譜（F'F-IR ATR）進一步研究了納米二氧化鈦（同VK-T25F）改善淀粉漿液上漿性能的作用機制。
純變性淀粉漿膜在3351.46 cmI1處有一很強的O—H伸縮振動峰，納米二氧化鈦：質量分數(shù)為1.5％時，該峰位向低波數(shù)方向移動，移至3344．71 cm 處，移動了7個波數(shù)。而當納米二氧化鈦質量分數(shù)為2％時，該峰位又向高波數(shù)方向移動了3個波數(shù)，移至3 347.45 cm 處，但與純淀粉漿膜的峰位相比，波數(shù)還是減少了4 cm。這說明納米粒子表面富含的羥基（-OH）和淀粉之間確實存在著強烈的氫鍵作用，使該峰向低波數(shù)方向移動，但是在納米二氧化鈦（同VK-T25F）分散液含量較高時，此峰位又移動的不夠明顯，這說明納米顆粒增多了反而可能與淀粉之間的氫鍵作用減弱。
另外，純淀粉漿膜在1 019．33 cm 處有一很強的．c—O伸縮振動峰，納米二氧化鈦（同VK-T25F）質量分數(shù)為1．5％時該峰仍然在1 019．33 cm 處，沒有任何移動，而納米二氧化鈦質量分數(shù)為2％時該峰移至1 017．07 cm" 處，有2個波數(shù)的移動。這也說明納米粒子和淀粉之間存在著相互作用使該峰向低波數(shù)方向移動。從上述現(xiàn)象，可初步認為，在納米氧化物粒子和淀粉之間、納米氧化物粒子和棉纖維之間都存在著或強或弱的氫鍵作用。這些氫鍵作用可能來自納米氧化物粒子表面富含的活性羥基（-OH）與棉纖維和淀粉所含羥基之間的結合。納米氧化物粒子的加入，使上漿棉纖維體系的氫鍵作用有所加強。納米氧化物粒子表面羥基與棉纖維羥基的結合，使得在棉纖維之間產生類似“焊點”的作用，從而增加了棉纖維之間的滑移阻力，提高了紗線的強力，此處還可“修復”纖維的臨界缺陷點。納米氧化物粒子表面羥基與淀粉羥基的結合，增加了淀粉分子間的作用力，提高了淀粉漿膜的致密性，從而使淀粉漿膜的斷lie強度顯著增強。納米氧化物粒子對淀粉分子的作用還可能與其對淀粉分子鏈中的樹枝狀支鏈起到“梳理”作用，形成類似直鏈的“假直鏈”結構有關。
3 結論
納米二氧化鈦（VK-T25F）能改善淀粉漿料的上漿性能。減少PVA漿料用量是由于該添加劑能加強淀粉分子鏈之間的相互作用，使成膜均勻，漿膜薄弱點減少；使淀粉漿膜表面光滑，耐磨性提高；還能提高淀粉漿液對紗線的被覆效果。此外還可能與納米二氧化鈦（VK-T25F）表面富含活性羥基，和淀粉及棉纖維上的羥基之間存在或強或弱的氫鍵作用有關。