전분은 경사에 풀을 먹이는 주요 슬러리로 오랜 역사를 가지고 있다. 중국의 원나라 (기원 1300 년경) 는 밀가루를 풀로 사용한다. 1890' 상해기직면' (전국 최초의 방직 공장) 도 발효밀가루를 날실 풀을 먹였다. 182 1 년, 해외에서 젤라틴을 사이징제로 사용하는 동시에 전분 제조업이 나타났다. 처음에는 밀 전분이 주요 전분이었고, 얼마 지나지 않아 다른 전분도 생산되고 응용되었다.
식물계에는 녹말이 많은 품종이 있지만 공업에 쓸 수 있는 품종은 많지 않다. 주로 옥수수 감자 밀 고구마 카사바 등이다. 옥수수 생산량이 높고, 재배 면적이 넓고, 전분 함량이 높고, 부산물의 종류가 다양하며, 경제적 가치가 높고, 운송과 저장이 쉽고, 가공공장은 일년 내내 생산할 수 있으며, 계절과 지역에 상관없이 많은 우수한 특성 (점도 안정 등) 을 가지고 있다. 이에 따라 세계 전분 생산에서는 옥수수 전분이 70% 이상을 차지하고, 미국에서는 전분의 95% 이상이 옥수수에서 나오고, 유럽에서는 감자가 주요 전분이며 태국 브라질 등에서 카사바 전분이 중국 남부에서도 빠르게 성장하고 있다. 과거 밀 전분을 대량으로 사용했는데, 지난 20 년 동안 다소 떨어졌다. 그러나 최근 몇 년 동안 밀 전분 사용량이 증가하여 주로 무탄소 복사지의 새로운 용도 개발에 사용되었다. 최근 몇 년 동안 세계 및 몇몇 주요 국가의 전분과 트랜스젠더 전분 생산량은 표 1 에 나와 있다. 표에서 볼 수 있듯이 우리나라 전분 공업의 규모는 아직 매우 작다. 특히 트랜스젠더 전분 생산량이 너무 낮다.
표 1 전분 생산 개요 (2000 년) 전국 원전 전분 생산량
변성 전분 생산량 (만 톤)
(만 톤)
글로벌 4700 700
중국 550 35
미국 1600 260
450 100 유로
일본 200
전분은 일종의 천연 고분자 화합물로, 다당에 속하며, 일부 식물의 씨앗, 줄기, 줄기 또는 열매에 존재한다. 식물 줄기와 줄기에서 추출한 전분을 뿌리 전분이라고 하는데, 예를 들면 감자 전분, 고구마 전분, 카사바 전분과 같은 전분이 있다. 식물 씨앗이나 과일에서 추출한 전분을 씨앗전분이라고 하는데, 예를 들면 밀전분, 옥수수 전분, 도토리전분 등이다.
전분은 친수성 천연섬유에 좋은 접착성과 일정한 성막 능력을 가지고 있어 기본적으로 이 섬유의 풀을 먹일 수 있다. 녹말 자원이 풍부하고 가격이 저렴하여 방직 경사 사이징의 응용에서 풍부한 경험을 쌓았다. 그러나 그 풀을 먹이는 성능은 그다지 이상적이지 않아서, 왕왕 각종 보조재로 보충해야 한다. 물리적 또는 화학적 방법으로 전분을 변성시키거나 다른 슬러리와 혼합하면 전분의 사이징 효과를 높이고 적용 범위를 넓힐 수 있다. 전분풀 해장 하수는 환경에 대한 오염이 다른 화학장보다 낮다. 따라서 현재 각종 펄프에서 전분과 트랜스젠더 전분은 여전히 최대 비율 (65% ~ 70%) 을 차지하고 있다.
전국 트랜스젠더 전분 설비의 총 생산능력: 70 만톤/년 (200 1 연간 실제 생산량 35 만톤). 생산방식에 따르면: 화학변성 전분 생산량: 23 만 톤/년; 예비 젤라틴 생산: 65438+ 만 톤/년; 기타 생산 방식: 연간 2 만 톤. 1996 중국 트랜스젠더 전분 실제 판매: 2 10000 톤 2000 년에는 35 만 톤이었는데, 그 중 주로 다음 공업 부문에 쓰였다 (표 2). 전반적으로 우리나라의 트랜스젠더 전분은 아직 발전의 초급 단계에 있으며 전망이 넓다. 20 10 년이 100 만톤을 넘을 것으로 예상되며, 트랜스젠더 전분 생산은 전분공업과 정교화공의 주요 기둥이 될 것으로 예상된다.
표 2 중국 변성 전분의 응용
산업부문 실제 판매량 1996
2002 년 수요 (만 톤)
(만 톤)
제지 산업 8.0 20 ~ 30
방직공업 5.5 10 ~ 13
사료 산업 4.08 ~ 10
식품공업 0.5 14 ~ 16
제약업계 2 ~ 4
주조 산업 3 ~ 4
전분 플라스틱 10 ~ 12
기타 업종 3.05 ~ 8
합계 2 1 72 ~ 100
둘째, 전분 거대 분자의 구조적 특성과 변성 원리
첫째, 전분의 구조적 특성:
전분은 α-포도당의 축합으로 이루어진 고분자 화합물로, 일종의 고폴리당이다. 전분 고분자 구조의 글리코 시드 결합과 그 함유 수산기는 다양한 변성 전분의 제조 가능성에 내재적 인 요소입니다. 당분 결합의 파열은 대분자를 분해하여 중합도를 낮추고 주로 전분의 물리적 성질을 변화시킨다. 포도당 잔기의 여섯 번째 탄소 원자 (백탄소 원자) 와 두 번째와 세 번째 탄소 원자 (중탄소 원자) 의 수산기는 산화, 에테르화, 에스테르화, 아민화, 접지중합 등 일련의 화학반응을 일으켰다. , 일련의 변성 전분을 생산할 수 있다. 또한 가열이나 고에너지 방사선을 통해 전분 대분자의 구조를 변화시켜 전분을 미리 반죽하고 녹말을 분해할 수 있다. 트랜스젠더 전분은 특수 바이오효소를 통해서도 준비할 수 있다.
B, 변성 전분 제조 방법은 주로 다음과 같습니다:
화학적 변성: 화학 시약 와 어떤 화학 반응 을 통해 얻은 산물 이다. 예를 들면: 산해전분, 산화전분, 에스테르화 전분, 에테르화 전분, 가교 전분, 양이온 전분, 접지전분 등.
물리적 개성: 예교화 전분, 전자방사선 처리 전분, 열분해전분 등.
생물학적 변성: 예: 전분의 효소 변형.
전분은 유기고분자 화합물이며, 그 트랜스젠더 반응은 반드시 일정한 조건 (개시제, 온도, 시간 등) 을 갖추어야 한다는 점을 지적해야 한다. ); 무기 화합물의 산-염기 중화 반응처럼 순식간에 발생할 수 없다. 후자는 이온 교환의 화학반응으로, 전분과 각종 변성제의 반응은 분자간 충돌 후에야 발생할 수 있다.
C, 변성 전분 슬러리의 사이징 성능에 영향을 미치는 몇 가지 요인:
트랜스젠더의 원료는 천연 전분이기 때문에 제품의 최종 성능과 품질 안정성은 여러 가지 요인에 의해 영향을 받고 있으며, 그중에는 몇 가지 자연적 요소도 포함되어 있다. 변성 전분의 성능은 종종 다음과 같은 요인에 달려 있다고 할 수 있다.
1. 식물원: 품종, 토양, 기후, 계절 등.
물리적 형태: 입상, 예비 젤라틴 화;
아밀로스 및 아밀로펙틴의 비율 및 함량;
분자량 분포 범위 (업계에서 일반적으로 사용되는 점도 설명);
5. 불순물 및 관련 성분 (단백질, 지방산, 인 화합물) 또는 천연 대체물
전처리 역사: 산 가수 분해, 산화, 효소 분해 또는 젤라틴 화 등.
7. 변성 유형: 에스테르 화, 에테르 화, 산화, 아민 화, 그래프트 등.
8. 대체기의 성질: 아세틸기, 카르복시 메틸, 히드 록시 프로필, 아미노 등.
9. 대체의 정도 등.
최근 한 가지 문제가 발생했다: 생전분 어떤 사이징 성능이 더 좋은가요? 시중에 나와 있는 브랜드는 감자 전분으로 만든 트랜스젠더 전분풀로 옥수수 전분보다 좋아 보입니다. 수십 년간의 섬유 슬러리 생산 및 사용 경험으로 볼 때, 다양한 전분의 사이징 성능과 비교하면 다음과 같습니다.
옥수수 전분은 최고의 사이징 성능을 가지고 있으며, 천연섬유에 대한 접착력이 가장 높고, 슬러리의 점도가 가장 안정적이다.
그래서 예전에는 생전분으로 풀을 먹일 때 옥수수 전분을 선호했다.
그다음은 밀전분이다. 그 접착성은 옥수수 전분보다 약간 떨어지지만, 유동성은 옥수수 전분보다 낫다.
3 위는 감자 전분으로 천연섬유에 대한 부착성이 떨어지지만 소량을 함유하고 있다
천연 인산염은 유동성이 좋고 입도가 균일하다.
다음은 카사바 전분, 고구마 전분 등이다.
변성 전분의 유형:
상술한 전분대분자 구조와 트랜스젠더 원리에 따르면 다년간의 발전에 따라, 경사 사이징에 일반적으로 사용되는 트랜스젠더 전분 슬러리는 다음과 같이 요약할 수 있다.
분해 전분 (1 세대 변성 전분이라고도 함)
산 처리 전분: 산 가수 분해 전분, 가용성 전분 및 저 조절 전분.
베이킹 덱스트린: 화이트 페이스트, 옐로우 페이스트, 인쇄 및 염색 접착제
산화 전분: 디 알데히드 전분 및 차아 염소산 산화 전분.
전분 유도체 (2 세대 변성 전분)
전분 에테르 메틸 전분 (MS)
카르복시 메틸 전분
하이드 록시 에틸 전분
히드 록시 프로필 전분 (HPS)
아크릴전분
양이온 전분
아미드 전분 (카바 메이트 전분이라고도 함)
전분 아세테이트
전분인산에스테르
전분 숙신산 효소
전분 황산에스테르
카바 메이트 전분 에스테르 (아미드 전분이라고도 함)
가교 전분 포름 알데히드 가교 전분
표염소산 가교 전분
인산 가교 전분
아크릴산 가교 전분
그래프트 전분 (3 세대 변성 전분)
아크릴 아미드 그래프트 전분
아크릴 레이트 그래프트 전분
비닐 아세테이트 그래프트 전분
물리적으로 처리되는 변성 전분
방사선 처리: 전분의 α, β, γ 및 중성자 처리.
전분의 고주파 처리
습열 처리 전분
전분의 마이크로파 처리
넷째, 일반적으로 사용되는 변성 전분 슬러리의 기본 특성
첫째, 산 가수 분해 전분:
산해전분은 산화전분이라고도 합니다. 국제적으로 많은 명칭이 있다: 산 전환 전분 또는 산 변성 전분, 그러나 공업에서는 흔히 묽은 삶은 전분이라고 불린다. 전분의 산 가수 분해는 오랜 역사를 가지고 있습니다. 일찍이 1886 에서 천연 전분은 염산으로 처리되었다. 주로 전분 대분자가 산으로 분해한 산물이다. 현재, 공업에는 각종 산성 변성 전분이 있어 많은 업종에 쓰인다. 미국 트랜스젠더 전분 소비의 70% 는 산해전분이다.
이런 트랜스젠더 전분을 연구하고 탐구하는 데는 주로 두 가지 목적이 있다. (1) 점도를 낮춰 공업에 적용할 수 있는 농도 범위를 늘린다. (2) 유변 성질을 변화시켜 전분이 공업응용에서 작용하는 기능을 확장한다. 예를 들면 과당과 시럽을 전환시켜 적절한 젤경도와 젤파열 강도를 가진 껌 원료를 준비한다.
산화전분
산화 전분은 가장 흔한 변성 전분 중의 하나이다. 천연 전분에 비해 흰색이고, 반죽하기 쉬우며, 점도 조절 범위가 넓고, 점도 안정성이 높고, 투명성, 성막성, 접착성이 강하며, 비용이 저렴합니다. 종이, 섬유, 식품 및 기타 산업에서 널리 사용되고 있습니다.
전분 대분자 중의 메틸기와 당분 결합은 산화의 주요 내인이다. 산화제가 전분에 작용하는 형식에 따라 특정 산화제와 무작위 산화제 두 가지로 나눌 수 있다. 특정 산화제는 전분 대분자의 특정 부분만 산화시킬 수 있다. 요오드산이 C2 와 C3 의 중재순기만 산화할 수 있다면, 산물을 쌍알데히드 전분이라고 한다. 무작위 산화제는 전분대분자의 관련 부분 (예: 부인산염, 과산화수소 등) 을 무작위로 산화시킬 수 있다.
공업에서는 일반적으로 차염소산나트륨이나 차염소산칼슘을 산화제로 사용하며, 차염소산나트륨은 주로 방직공업에 쓰인다. 차아 염소산 나트륨은 차가운 수산화나트륨 수용액에 염소를 천천히 도입하여 제조한 것이다. 온도가 너무 높으면 (30 C 이상) 차염소산염이 염화물로 전환되어 산화 효율이 상실된다.
0. 1 일 때 부분 수용성을 보이기 시작한다. 대체도가 높을수록 용해도가 높을수록 용해 속도가 빨라진다. 대체도가 0.5 일 때, 그것은 이미 찬물에 녹았다. 수용액은 맑고 투명하며 끈적하다. 용해와 용해율은 또한 천연 전분의 알갱이 구조와 중합도와 관련이 있다. 공업용 카르복시 메틸 전분의 대체도는 일반적으로 0.9 이하이다.
카르복시 메틸 전분은 또한 고분자 유전체, 음이온, 도입 그룹에 의해 형성된다. 알칼리 금속과 소금을 형성하여 제품의 흡수성과 수용성을 높인다. 2 가 이상 중금속염의 경우 장액이 응집되어 불용성 침전까지 나타난다. 양이온 염료 (메틸 블루 염료) 로 염색할 수 있으며, 슬러리의 배합은 양이온 표면 활성제와 같은 양이온 부형제의 사용을 피해야 한다.
상품 카르복시 메틸 전분은 종종 일정량의 소금 (주로 염화나트륨) 을 함유하고 있으며, 카르복시 메틸 전분의 성능과 밀접한 관련이 있어 해당 제품의 주요 품질 지표 중 하나로 여겨져 왔다. 소금 함량이 많은 카르복시 메틸 전분은 흡수성이 크게 높아질 뿐만 아니라, 풀을 다시 끈적하게 한다. 더 심각한 것은 사이징과 교반 설비를 부식시킬 수 있는 부품이다.
방직공업에서는 주로 날실 풀을 먹이는 보조 접착제 슬러리로 쓰인다. 천연섬유에 좋은 접착성이 있어 중간, 가는 면사, 모시사, 아마사의 풀을 먹일 수 있다. 수용성으로 인해 비스코스 사이징 및 빗질 원사 사이징에도 적용됩니다. 수용성 고분자 화합물 폴리아크릴산과의 혼용성이 매우 좋기 때문에, 때때로 이 혼합제는 면 혼방사에 풀을 먹이는데, 혼합비율은 일반적으로 10% ~ 30% 이다. 그러나 가격이 비싸기 때문에 다른 펄프 성분의 혼용성을 촉진하기 위해 일반적으로 CMC (카르복시 메틸 섬유소) 의 대안으로 사용됩니다.
전분 아세테이트
초산 전분은 초산 전분이라고도 합니다. 그 반응 원리는 이미 100 년 전에 알려졌습니다. 이후 우리는 아세테이트를 대체하기 위해 고도의 아세틸화 전분에스테르와 2 ~ 3 의 대체도가 있는 전분에스테르에 관심이 있다. 용제 (아세톤, 클로로포름등) 에 용해됩니다. ) 및 열가소성 수지. 전분초산에스테르는 전분물리적 성질의 탐구와 직사슬 전분' 섬유' 및 막 연구에서 중요한 역할을 한다. 그들은 실력과 가격면에서 같은 종류의 섬유소 파생물과 경쟁할 수 없기 때문에 업무에서 돌파할 수 없다. 대체도가 1.0 이하인 전분초산에스테르는 기본적으로 친수성 물질로 이미 산업 규모로 생산되었다. 현재 유럽과 미국과 일본의 일부 국가들은 주로 낮은 대체도 (DS < 0.2) 제품을 생산하고 있으며, 이미 일부 공업 부문에서 사용되고 있다.
조기 연구와 최근 사용된 에스테르화 시약 가운데는 아세틸산, 아세틸산-피리딘, 아세틸산-아세틸산 혼합물, 에틸렌케톤, 에틸렌에스테르, 아세틸산 등이 있다. 상업적으로 적용 가능한 제품은 0.0 1 ~ 0.2 의 낮은 대체도를 가진 유도물이다.
그것의 필름 형성 능력과 섬유소에 대한 좋은 접착성 때문에, 그것은 이미 제지공업에서 표면 접착제로 사용되었다. 이 응용에서, 그것은 히드 록시 알킬 전분 에테르, 산화 전분 또는 효소와 열을 통해 변형 된 전분보다 경쟁력이 있습니다.
테이프 등 접착제를 준비하는 응용에서 산성 밀랍 옥수수 전분 아세테이트의 뚜렷한 장점은 광택, 점도, 재습능이다. 카르복실기 함량은 0.3% ~ 0.5%, 아세틸기 함량이 1.5% ~ 2% 인 산화 찰옥수수 아세테이트로 만든 테이프는 동물성 접착제 제품의 성능을 가지고 있다.
방직공업의 경사 풀을 먹이는 것은 전분 제품의 주요 시장이다. 옥수수 원전분과 옥수수 아세테이트 전분을 비교해 면사 풀을 닦는 성능을 비교했다. 표에서 알 수 있듯이 초산 전분의 친화력으로 면사포를 닦는 것은 내마모성이 뛰어나고, 베일의 털깃털도 눈에 띄게 줄어들어 직조 효율을 높이는 데 도움이 된다.
표면 사이징 사의 성능 비교
천연 전분의 성능 가치
아세테이트 전분 사이징
(중간 점도) 아세테이트 전분 사이징
(저점도) 원사
내마모성 (부) 39.9 4 1.2 59.5 18.4
파단 강도 (N) 2.6 1 2.74 2.79 2.56
신장률 (%) 5.62 5.37 5. 10 8.86
단열공 (n·cm) 은 4.71.42 4.1.26.57 입니다.
비 접착력 (n/%) 0.26-0.28-
> > 2mm 깃털 (루트/10m) 53 42 57 74
> > 3mm 깃털 (루트/10m)1811924
> > 5mm 깃털 (루트/10m) 7-2 15
해장률 (%) 8.0311.6910.86-
아세테이트 전분은 주로 천연섬유사와 면 혼방사의 풀을 먹이는 데 쓰인다. 초산 전분은 가는 고밀도 면직물과 모시사 풀을 먹이는 주재로 쓸 수 있다. 그 장막은 강도, 유연성, 섬유에 대한 높은 접착성이 높기 때문에 직조 성능이 좋다. 폴리에스터/점도, 폴리/털 혼방사에 사용할 수 있으며, 혼합 슬러리의 그룹 중 하나로 사용할 수 있습니다. 일반 합성 슬러리와 혼용성이 좋아 어떤 비율으로도 혼합할 수 있다. 일반적으로 합성 슬러리와 혼합 비율은 10%-30% 사이입니다. 아세테이트 전분은 품질이 좋고, 합리적인 사이징 공정과 엄격한 운영관리를 결합하면 50% 에 달할 수 있다.
이런 전분에스테르는 분산성과 용해성이 좋기 때문에 해장 과정에서 쉽게 해장된다.
유리 섬유사의 사이징제로도 사용할 수 있습니다. 모사와 비스코스 사이징에 이상적인 슬러리이기도 합니다.
약한 젤 성향으로 인해 풀을 먹이는 것은 낮은 온도에서 진행되어 고온이 이 이 섬유의 성능을 손상시키는 것을 막을 수 있다.
카사바 전분 아세테이트의 제비와 면 혼방사 사이징에서의 응용을 체계적으로 연구하고 생산현장에서 비교 실험과 생산 응용을 진행했다.
전분 카바 메이트
전분 카바 메이트는 "아미드 전분" 이라고도합니다. 이런 트랜스젠더전분에 쓰이는 시약 () 는 에테르이기 때문에 상업적으로 더 많은 것을' 에테르전분' 이라고 부른다. 사실 이 세 가지 이름은 같은 제품이다.
에테르는 질소 함유 유기화합물로 전분팽창을 촉진시킬 수 있다. 다량의 에테르를 넣으면 (전분중량을 차지하는 3 ~ 6: L) 전분은 실온에서 풀을 녹일 수 있다. 이 차가운 젤라틴 전분 슬러리로 20 ~ 30 tex 면사에 풀을 먹여 일정한 직조 효과가 있는 사람들도 있다. 이런 냉화 현상은 화학변성이 아니라 물리적 작용일 뿐이다. 우레아의 친수성과 흡습성은 전분분자 사이의 수소 결합을 깨뜨리고 물의 침투를 촉진시켰다. 많은 연구에 따르면 에테르의 전분에 대한 트랜스젠더 메커니즘은 주로 고온에서 발생한다.