《紡織常用變性淀粉漿料》行業標準的分析與解讀

張　斌

文章對紡織行業標準“FZ/T 15001 — 2008常用變性淀粉漿料”進行了分析與解讀，以便廣大漿紗工作者更好地理解和應用，解決變性淀粉漿料中存在的一些問題。

The industry standard "Commonly modified starches in textile warp sizing" (FZ/T 15001－2008) has been analyzed in this paper, which is useful for sizing workers to understand and solve some problems of modified starch sizes.

經紗上漿是紡織生產的一道重要工序，當前上漿常用的主漿料為淀粉、聚乙烯醇（PVA）和丙烯酸類漿料三大類，其中淀粉的應用量約占 70%，使用的淀粉漿料中 75% 左右是變性淀粉，而且目前變性淀粉漿料的用量還呈增加的趨勢。然而我國長期無變性淀粉漿料的標準，致使紡織變性淀粉漿料的生產和應用存在著市場較混亂、質量不高等諸多問題。

為了解決上述問題，2000年中國棉紡織行業協會組織制定了《紡織常用變性淀粉漿料質量行業標準試行稿》，此稿對提高變性淀粉漿料質量起到了積極的引導作用。但是，近幾年，隨著紡織市場和產品結構的變化，紡織產品的質量要求在不斷提高，尤其是紡織清潔生產的要求，紡織經紗上漿對漿料的要求也發生了相應改變，該試行稿難以適應當今的需求。因此，2005年中國紡織工業協會提出，并且委托中國棉紡織行業協會和東華大學紡織學院共同起草制定《紡織常用變性淀粉漿料》行業標準。

在制定此標準的過程中，通過查閱相關文獻資料，對企業進行調研和意見征詢，召開專家研討會，以及對當前變性淀粉漿料的一些有代表性的產品進行采樣和質量檢測等方法，制定了初稿，然后多次在一些大型技術研討會上進行介紹、宣傳和征求意見，最后在征求上海市紡織工業技術監督所標準化室的修改意見后，于2008年初將此標準上報審批部門。2008年3月12日，國家發展和改革委員會發布了中華人民共和國紡織行業標準《紡織常用變性淀粉漿料》（下文簡稱“標準”），標準號為FZ/T 15001 — 2008，并且規定2008年9月1日實施。

1紡織常用變性淀粉漿料術語的規定

不同種類的變性淀粉其加工處理方法和結構特征各不相同，為了使漿紗工作者對其有明確的了解，參照國標GB/T8887 — 88，“標準”對常用變性淀粉漿料進行了定義。

變性淀粉漿料的質量指標分共性質量指標和特性質量指標。當前存在著有些指標概念模糊不清，或者有些漿紗工作者對部分概念理解不夠，致使其指標不能正確反映該產品質量性能，因而“標準”對常用變性淀粉漿料的內涵及一些相關質量指標等進行了定義。其中需引起注意的內容主要集中在以下幾方面。

1.1淀粉酯類的名稱

淀粉酯有淀粉醋酸酯和淀粉磷酸酯等，以前有些工作者對其分別稱為醋酸酯淀粉和磷酸酯淀粉，或其它名稱，雖然表示的內涵相同，但畢竟是兩種稱謂，因此“標準”將淀粉酯類的名稱統一為淀粉某某酯，如淀粉醋酸酯、淀粉磷酸酯等。

1.2多重變性淀粉和復合變性淀粉

采用一種方法對原淀粉進行變性處理而制得的單一變性淀粉，因受其性能的限制，有時難以滿足要求。為了克服淀粉單一變性存在的一些缺點，市場上出現了一些非單一變性淀粉，如對同一淀粉原料進行兩次不同的變性處理，或者將兩種不同變性種類的單一變性淀粉進行混合等等，對于這類產品，曾經出現了復合淀粉、復配淀粉、多重淀粉、多元變性淀粉等等不同的名稱。究竟使用何種名稱，名稱的內涵，各自決定，因而給淀粉漿料帶來了混亂。為了與其它變性淀粉相區別，“標準”特別進行了明確，引入應用了“多重變性淀粉”和“復合變性淀粉”兩個概念。多重變性淀粉是指應用兩種或兩種以上的不同方法對同一原料進行變性處理的淀粉；復合變性淀粉是指由兩種或兩種以上用不同方法制得的變性淀粉混合而成的淀粉。如氧化交聯雙重變性淀粉是對同一原淀粉進行氧化處理和交聯處理，而氧化交聯復合變性淀粉是由氧化變性淀粉和交聯變性淀粉混合而成。

1.3淀粉樣品中剩余化學試劑的表示

原淀粉經化學方法處理制得變性淀粉后，在變性淀粉中會剩余化學試劑，有些試劑的剩余對變性淀粉的質量產生影響，必須嚴格控制。在術語表述中，剩余的化學試劑統一用“殘留”表示，如殘留氯、殘留甲醛等，表達的意思比較直觀明確，而不在采用“游離”等概念。

1.4淀粉磷酸酯的指標

在淀粉磷酸酯的指標中使用了“磷利用率”新指標，它是指淀粉中結合磷與總含磷量的相對百分率，即（結合磷/總含磷量）× 100%。此指標是為了避免出現通過增加磷酸鹽的量來提高取代度，而忽視了反應效率，致使殘留的鹽較多。

1.5接枝共聚淀粉的指標

接枝共聚淀粉可以簡稱為接枝淀粉或接枝變性淀粉，其指標采用接枝率、接枝效率和殘留單體量。

接枝率是指淀粉主鏈上接枝聚合物質量和淀粉質量的比值百分率。接枝率是衡量接枝聚合物在淀粉中的含量，對接枝共聚淀粉的性能有著直接影響。接枝效率是指接枝到淀粉主鏈上接枝聚合物的質量與單體轉化成聚合物的質量（淀粉主鏈上接枝聚合物的質量＋均聚物的質量）的比值百分率。接枝效率是衡量聚合物的有效利用率。

殘留單體量是指淀粉成品中未參加聚合反應的剩余單體質量與淀粉成品質量的比值百分率。殘留單體量是衡量淀粉樣品中剩余的單體量，單體的殘留不僅增加成本，而且對環境及人體健康有害。

標準中未用均聚物含量指標，雖然均聚物含量和接枝效率都是用來衡量聚合物的指標，但是從國內外文獻資料來看，國外使用接枝效率這一指標，而國內有使用接枝效率，也有使用均聚物含量的。從嚴格的意義上來說，使用接枝效率較合理，也符合國際慣例。

2紡織常用變性淀粉漿料的分類和標記

2.1分類

變性淀粉的種類較多，但并非都用作漿料，常用的變性淀粉漿料更不多。《紡織常用變性淀粉漿料》行業標準參照GB/T8887 — 88，對紡織常用變性淀粉漿料進行了分類，按照處理方法主要有酸解淀粉、糊精、氧化淀粉、交聯淀粉、淀粉酯、淀粉醚、接枝共聚淀粉、多重變性淀粉、復合變性淀粉、物理變性淀粉等，并且此行業標準按照它們的英譯名稱列出了縮寫代號，以便命名。

2.2標記

當前漿料市場比較混亂，不同生產廠有著各自特色的命名。通過對目前市場上一些產品分析，發現有些產品的命名名不副實，誤導紡織廠的應用。有些漿料生產廠為了降低成本，追求最大利潤，人為地在淀粉中混入一些其它物質，如滑石粉、無機鹽、白糖等，這些做法是不可取的，甚至要杜絕。紡織廠也反映難以從淀粉漿料名稱中對質量性能作一些初步判斷。

為了凈化漿料市場和方便應用，因此“標準”對紡織常用變性淀粉漿料的標記表示方法進行了統一。變性淀粉漿料的標記采用分段法，分別對淀粉種類、代碼寫法、漿料的中文名稱及標記進行了說明和規定。

3紡織常用變性淀粉漿料的質量要求

根據原淀粉質量要求、變性淀粉的性能特征和紡織上漿的質量要求，“標準”中用變性淀粉漿料共性質量指標和特性質量指標表述對變性淀粉的質量要求。

3.1共性質量指標的要求

紡織常用變性淀粉漿料的共性質量指標包括：外觀、水分、細度、斑點、酸度、pH值、灰分、蛋白質含量、粘度、粘度最大偏差率和粘度熱穩定性等。

變性淀粉是原淀粉經過某種方法加工處理后，不同程度地改變其原有化學物理特性的淀粉。變性淀粉質量與原淀粉質量有著很大關系，尤其是變性淀粉的共性質量指標，因此在制定變性淀粉的共性質量指標時，充分參照了原淀粉的質量指標。工業玉米淀粉參照國家標準GB12309 — 90，馬鈴薯淀粉參照國家標準GB8884 — 88，工業薯類淀粉參照原國家輕工業部標準QB1840 — 93，小麥淀粉參照國家標準GB8883 — 88，變性淀粉共性質量指標以工業一級原淀粉為基準，如斑點、細度、酸度、灰分、蛋白質含量等指標，同時結合了紡織漿料生產廠和紡織廠的生產要求。其中需引起注意的共性質量指標主要有以下幾個。

3.1.1外觀和細度

由于變性淀粉的加工方法和技術的不同，目前有部分變性淀粉雖然在固態時白度不夠，顆粒較大，但調漿時能正常溶解，漿液透明，“標準”中對變性淀粉的外觀和細度放寬了要求。

3.1.2酸度

酸不僅能水解淀粉大分子鏈，而且腐蝕設備。為了避免調漿、上漿過程中漿液粘度波動和保護設備，酸度越低越好，因此酸度采用了工業一級原淀粉酸度指標的質量要求。因不同種類淀粉對酸度的要求不同，結合原淀粉的要求，“標準”中對不同種類淀粉的酸度要求不同。

3.1.3灰分

考慮到淀粉變性過程中需加入一些化學試劑，因此變性淀粉的灰分在原淀粉的基礎上適當放寬；對不同種類原淀粉制得的變性淀粉的質量要求各不相同，結合原淀粉質量，“標準”中對灰分進行了細分。制取淀粉磷酸酯時需加入磷酸鹽，淀粉磷酸酯的灰分較其它變性淀粉高，因此“標準”中淀粉磷酸酯的灰分適當放寬。

3.1.4蛋白質含量

蛋白質的存在易使調漿和上漿過程中起泡，影響漿紗質量，其含量越低越好，“標準”中使用工業一級原淀粉蛋白質含量的要求。

3.1.5粘度、粘度熱穩定性和粘度最大偏差率

紡織經紗上漿生產要求漿液粘度穩定在一定范圍內，粘度波動越低越好，因此變性淀粉漿液的粘度也存在同樣要求，必須有一定的熱穩定性。

淀粉的粘度和粘度熱穩定性是淀粉的兩個重要指標。粘度熱穩定性是粘度的波動大小與絕對粘度之比的百分值，因此粘度熱穩定性與粘度絕對值的大小有直接關系，故在“標準”中首先對變性淀粉的粘度按其高低進行了劃分，分為高、中、低粘度，并界定了其范圍。粘度范圍是依據漿紗生產的要求，在多方征求意見的基礎上制定出的。粘度熱穩定性分高、中、低粘度 3 類，規定了變性淀粉粘度熱穩定性的要求，具體為高粘度 ≥ 90%，中粘度 ≥ 85%，低粘度 ≥ 80%。

粘度最大偏差率是指不同批次的同一漿料產品間的粘度偏差。粘度最大偏差采用相對偏差較合理，不宜用絕對偏差。如 25 mPa?s 和 50 mPa?s 的淀粉都波動 5 mPa?s，絕對偏差相同，相對偏差分別為 50% 和 10%，相差較大。因此“標準”采用相對偏差，規定粘度最大偏差率 ≤ 15%。如果特低粘度的變性淀粉粘度最大偏差率 ≤ 15%，則過嚴，難以做到，故《“標準”中補充規定，粘度最小偏差為 ± 1 mPa?s，這主要是針對特低粘度淀粉而言。

3.2特性質量指標的要求

紡織常用變性淀粉漿料的特性質量指標包括氧化淀粉的羧基含量、殘留氯含量和氯化物含量，淀粉醋酸酯取代度、淀粉磷酸酯取代度和磷利用率，羧甲基淀粉取代度和氯化物含量，交聯淀粉的粘度熱穩定性和殘留甲醛含量，接枝共聚淀粉的接枝率、接枝效率和殘留單體含量等。其中需特別說明的特性質量指標主要有以下幾個。

3.2.1交聯淀粉的粘度熱穩定性

交聯淀粉的特性質量指標采用粘度熱穩定性，而未使用沉降積等其它指標。因為大多數交聯淀粉的交聯度都是比較低的，很難直接測定，而交聯淀粉的鑒定以及加工中質量控制都離不開對其物理性質（溶脹性、粘度等）的測定。對于高交聯度的交聯淀粉在沸水中不糊化，只能測定淀粉顆粒溶脹度，或直接測定交聯基的含量。而低交聯度的交聯淀粉，受熱糊化時粘度變化較大。作為紡織漿料的交聯淀粉，交聯度都是較低的，難以直接測量其交聯度，采用粘度熱穩定性作為指標比較直觀，易操作。淀粉交聯處理的目的主要是提高漿液粘度熱穩定性，因此交聯淀粉的粘度熱穩定性比普通變性淀粉的粘度熱穩定性高。鑒于此，“標準”中按照高、中、低粘度分別規定了交聯淀粉的粘度熱穩定性。

3.2.2交聯淀粉的殘留甲醛

為了降低漿料對環境的污染，交聯淀粉要求無殘留甲醛。隨著交聯劑的發展，無污染的交聯劑可以滿足變性淀粉的生產要求，也即生產交聯淀粉時，杜絕使用甲醛作為交聯劑，提倡使用其它無污染的交聯劑。

3.2.3淀粉磷酸酯的磷利用率

淀粉磷酸酯的特性質量指標中應用了磷利用率，此指標是為了避免出現通過過度增加磷酸鹽的量來提高取代度，而忽視了反應效率，致使殘留的鹽較多。淀粉磷酸酯正常生產時，生產效率須達到 50%，這也是滿足生產成本的要求。因此“標準”在制定磷利用率時，反應效率是以 ≥ 50% 計入的。

3.2.4氯化物的含量

由于氯化物腐蝕漿紗設備，因此對氧化淀粉和羧甲基淀粉的氯化物含量提出了要求。規定氧化淀粉中氯化物含量 ≤ 0.8%，羧甲基淀粉中氯化物含量 ≤ 2.0%。

3.2.5接枝率和殘留單體含量

接枝率和殘留單體含量是接枝共聚淀粉的兩個特性質量指標，它們都是不同物質間的質量百分比。淀粉接枝共聚時，可以接枝不同種類的單體，不同單體的分子量各不相同，如果不考慮單體的分子量，則分子量大的單體較易達到指標的要求。因此接枝率和殘留單體含量需要一個單體作為基準，如果接枝其它單體，衡量質量時，單體間需進行分子量的折算。“標準”中以丙烯酸乙酯單體作為基準。

3.2.6特性質量指標的分級

對氧化淀粉、淀粉醋酸酯、淀粉磷酸酯、羧甲基淀粉依據其特性指標進行了分級。I 級、II 級的要求各不相同。II級是變性淀粉漿料必須達到的要求。對于指標大小是在結合部分市售產品的檢測報告、多次專家研討、市場調研的基礎上制定出來的。

3.3變性淀粉漿料分等規定

“標準”中依據質量指標對變性淀粉漿料進行了分等，按其質量分為一等品、二等品和等外品，具體規定見該標準。

4紡織常用變性淀粉漿料質量指標的檢測方法

紡織常用變性淀粉漿料質量指標的檢測方法中，國家標準中如有該指標的檢測方法，則引用國家標準的方法，對于其它指標，則結合紡織行業的實際情況和目前較成熟的方法，選用一種較合適的檢測方法。依據“標準”中各種指標的檢測方法，對其進行了概括總結，分別列于表 1 和表 2 中。

5結語

變性淀粉是紡織經紗上漿常用的主要漿料，然而當前我國變性淀粉漿料市場混亂，質量差，且不穩定。為了提高我國變性淀粉漿料的質量和解決變性淀粉漿料存在的一些其他問題，必須有一科學、合理的標準，基于這種情況，《紡織常用變性淀粉漿料》行業標準應用而生。

在《紡織常用變性淀粉漿料》行業標準的主要內容中，明確了常用變性淀粉漿料中的一些相關術語、定義；對常用變性淀粉進行了分類和命名；規定了常用變性淀粉漿料的質量要求，且在此基礎上對變性淀粉漿料進行了分等；提供了常用變性淀粉漿料共性質量指標和特性質量指標的檢測方法。