由淀粉獲得經(jīng)濟有效的紡織品

P. K. Manvi， A. Buczko， K. Moser， G. Seide， T. Gries

亞琛工業(yè)大學 紡織技術研究所(德國)

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由淀粉獲得經(jīng)濟有效的紡織品

P. K. Manvi， A. Buczko， K. Moser， G. Seide， T. Gries

亞琛工業(yè)大學 紡織技術研究所(德國)

通過再生資源制得的材料的經(jīng)濟有效性、應用廣泛性及生物可降解性是紡織市場考慮的關鍵因素。淀粉基產(chǎn)品滿足上述這些要求，因此在服裝、土工材料及衛(wèi)生用紡織品等方面具有極大的應用潛力。然而，天然淀粉的熱塑性不佳，不能通過熔融紡絲的方法加工成纖維。通過化學改性和將淀粉與其他生物高聚物共混是改變淀粉性能的一種創(chuàng)新方法，可促進淀粉的熔融加工，如使用連續(xù)加工設備實現(xiàn)熔融紡絲獲得纖維產(chǎn)品。Star-Tex項目針對改性淀粉的應用，以開發(fā)應用于服裝、土工材料及醫(yī)療衛(wèi)生等領域的紡織產(chǎn)品。

淀粉； 熔融紡絲； 改性； 共混

1 先進技術的瓶頸

天然淀粉包含與氫鍵緊密交聯(lián)的直鏈淀粉分子和支鏈淀粉分子。天然淀粉的交聯(lián)結(jié)構(gòu)抑制淀粉的熔融，因此影響熱塑性。通過對淀粉粒狀結(jié)構(gòu)進行物理改性(如熱壓力法)，可使天然淀粉具有熱塑性。然而，采用這種物理方法處理淀粉后，雖然可使聚合物的加工性能有所提高，但仍不能滿足紡織行業(yè)對力學性能的高值化應用要求。通過物理改性得到的淀粉具有很好的親水性，但正因為吸水性，其尺寸穩(wěn)定性和力學性能顯著下降。克服這些缺點的一種可能的方法是將其與小分子增塑添加劑熔融混合，或者對淀粉進行改性，用其他官能團如有機酸或其衍生物替代淀粉的羥基團。通過酯化反應，將側(cè)鏈合并入淀粉，不僅可減少淀粉因內(nèi)部塑化引起的結(jié)晶度減小，使熱塑性提高，而且還可以提升淀粉的疏水性及其與生物聚合物的相容性。這項最先進的技術尚未得到有力證實，目前還僅限于在實驗室內(nèi)完成。

2 促進淀粉熔融加工的新方法

Star-Tex項目旨在開發(fā)天然淀粉的化學改性工藝，并在技術范疇研究淀粉/生物聚合物的共混工序，以確保淀粉加工工藝可采用適用于熱塑性材料的技術。改性后的淀粉生物聚合物可通過熔融紡絲的方法加工成“無限長”的長絲。可用于套頭衫(服裝)、嬰兒尿布(衛(wèi)生用紡織品)和非織造土工材料等終端用途。

3 合作與專業(yè)知識

Star-Tex項目團體由如下不同技術領域的專業(yè)合作伙伴組成(圖1)。

圖1 Star-Tex項目聯(lián)合體構(gòu)成

——德國化學工藝研究所：專注于聚合物工程、復合及添加劑。擅長反應擠出及聚合物化學的分析和加工。

——德國Tecnaro公司：專注于聚合物共混與復合。擅長多聚物的擠出加工和產(chǎn)品開發(fā)。

——德國亞琛工業(yè)大學紡織技術研究所(ITA)：專注于復合、從實驗規(guī)模至工業(yè)規(guī)模的熔融紡絲、長絲加工，以及紡織結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的生產(chǎn)。

——德國WarmX公司：專注于針織物的生產(chǎn)，以及終端產(chǎn)品(如套頭衫)的加工。擅長在服裝中添加加熱元件，生產(chǎn)發(fā)熱型服裝。

王曰轉(zhuǎn) 譯 顏 雪 校

Cost effective textiles from starch

PavanKumarManvi，AloksandraBuczko，KevinMoser，GunnarSeide，ThomasGries

Institu für Textilechnik(ITA), RWTH Aachen University， Aachen/Germany

Cost effective，broad availability and biodegradability of materials produced from renewable resources are the key factors demanded by the textile market. Starch-based products fulfill the listed requirements and therefore show great potential to be used for the applications such as apparel， geotextiles and hygiene textiles. However， the native starches do not show sufficient thermoplastic behavior to be processed through melt spinning into fibers. The chemical modification and blending of starch with other biopolymers is a novel approach to modify the starch properties in order to facilitate melt processing of obtained products using e.g. continuous reaction process equipment. The project “Star-Tex” is aimed at the application of starch modification and will develop textile products， which can be used in apparel， geotextile and the hygiene sector of the textile industry.

starch； melt spinning； modification； blending