摘要
玻璃纤维具有不易燃烧、耐高温、比重轻、尺寸稳定、吸湿性低等优良性能。正是因为其优异的特性，在很多领域得到广泛的应用，浸润剂在玻纤拉丝工艺中不可或缺，起到保护纱线、润滑、集束等作用。淀粉型浸润剂具有粘结集束性好、原材料广泛、绿色无毒、可再生、制备工艺简单、易去除等优点，在未来的发展中具有广泛的应用前景。 本实验主要选取国内外五种高直链玉米淀粉为原材料，对原淀粉理化性质进行测定，对其糊化处理并进行复配，研究其用于玻纤浸润剂的性能。运用万能试验机、表面张力仪、接触角分析仪、粒度分析仪、扫描电子显微镜等方法测试其淀粉成膜性能、表面张力、接触角、粒度以及其对玻璃纤维纱线浸润后各方面的性能影响，分析国内外淀粉成膜剂的性能差异。 采用双波长比色法测定五种淀粉直链含量， NF-G170、NF-G270、NF-G370、NF-CG150、NF-CG250分别为68.27%、72.99%、70.67%、53.66%、54.68%，该方法具有较高的准确性。进口淀粉颗粒表面相对光滑，多为椭圆形和圆形，国内淀粉更易团聚，表面更不光滑，颗粒呈现长条型等不规则状，随着直链含量的增加，淀粉颗粒更小且更加不规则，淀粉团聚现象更严重。五种淀粉都为B型结晶，随着直链含量的增加，国内外淀粉的结晶度、分子量、焓变值逐渐减小，峰值温度呈现递增的趋势，说明直链含量越高越难以糊化。 控制变量法选出最适宜糊化条件为：淀粉为2.0 g、NaOH为0.9 g、甘油为0.6 g， 90℃糊化1 h。比较淀粉成膜性能，国内淀粉的拉伸强度都较进口低，而国内淀粉的韧性都较进口好，随着直链含量的增加，淀粉膜的拉伸强度和韧性都有所增加，国内淀粉比进口淀粉与甘油的结合程度相对更差，以至于淀粉膜表面有小颗粒。直链含量越高，与甘油的结合程度越好，NaOH对淀粉的糊化程度及氧化程度越弱，淀粉结构也更稳定，越难以糊化。综合比较，五种淀粉的成膜性能最好的是NF-G170，其力学性能最佳，其拉伸强度（TA）为3.769 MPa，断裂伸长率（EAB）为51.10%，与甘油结合也较好。 选择适宜的复配条件：淀粉2 g、甘油0.6 g、N,N-亚甲基丙烯酰胺0.8 g、二月桂酸二丁基锡0.05 g、0.05 g吐温-80、聚乙二醇0.1 g，90℃下糊化1 h制备浸润剂。可得国产淀粉NF-CG150的表面张力为30.194 mN/m，最接近于30 mN/m，随着直链含量的增加，表面张力呈现减小的趋势；接触角的变化同表面张力的变化相一致，其中NF-G270的接触角最小，为18.54°；进口淀粉的粒度较国内淀粉粒度小，粒度最小的是NF-G170为2.481 μm，随着直链含量的增加，浸润剂的粒度逐渐减小，这也同淀粉本身颗粒大小变化相一致。对玻璃纤维进行模拟拉丝实验，分析可得，未涂覆浸润剂的玻纤纱线表面光滑且集束性差，进口淀粉浸润后纱线的集束性较国内好，且表面絮状物较少，集束性最好的是 NF-G170，随着直链含量的增加，玻纤的集束性越好，但表面絮状物更多；浸润剂的含量 NF-CG150 最佳为 11.82%，这与表面张力数据一致，但其集束性较差，随着直链含量的增加，浸润剂的含量逐渐减少。通过对比多个性能可得，进口淀粉中NF-G170的性能最佳，集束性最好，国内淀粉NF-G370性能最好与进口淀粉性能相当，集束性最佳。
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