淀粉作为经纱浆料已有悠久历史。淀粉对亲水天然纤维有较好的粘附性,有一定的成膜能力,并且价格低廉、资源丰富,在经纱上浆中的应用已积累了一定的经验。但是淀粉浆料上浆性能却不理想,如浆料热稳定性差、浆膜硬脆不耐磨等,需要运用物理或化学的方法使淀粉变性或与其他浆料混合使用,以提高其上浆效果并扩大其使用范围。
瓜尔胶是一种可降解的天然多糖类高聚物,能溶于冷水和热水,被广泛用于食品行业,用来改善淀粉的性能。用于纺织浆料添加物的最大优点就是与纤维素的结构非常相似,对纤维素具有直接性,而且可生物降解,热稳定性好。
瓜尔胶对淀粉糊化粘度的影响
瓜尔胶对淀粉糊化峰值粘度的影响
由于瓜尔胶在冷水中也可溶解,增加了体系粘度,瓜尔胶水化后将减少体系中自由水的数量,并与从淀粉颗粒中沥滤出的直链淀粉发生相互作用,妨碍淀粉糊化。随着瓜尔胶含量的增加,峰值粘度也大大提高。淀粉和瓜尔胶为两相体系,其中瓜尔胶由于水溶性好,为连续相,在糊化过程中淀粉颗粒膨胀,淀粉相的体积大大增加,这样也使得瓜尔胶的有效浓度骤增,进而使得体系的粘度大大增加。
瓜尔胶对糊化温度的影响
瓜尔胶和淀粉体系的糊化温度在75~85℃之间,随着瓜尔胶添加量的增加,淀粉糊化温度的变化分为三个阶段。
第一阶段,瓜尔胶对淀粉的质量分数≤2.5%,糊化温度基本不变,说明瓜尔胶对淀粉糊化基本无影响;第二阶段,2.5%<淀粉的质量分数≤6.0%,糊化温度随着瓜尔胶质量分数增加而增加,这可能是由于随着体系中瓜尔胶浓度的升高,瓜尔胶作为一种亲水性胶体,与淀粉竞争吸附水分子,导致淀粉糊化温度升高;第三阶段,淀粉的质量分数>6.0%,糊化温度随着瓜尔胶质量分数增加而下降,可能是相对于第二阶段来说,较高浓度的瓜尔胶更容易与淀粉中沥滤出的直链淀粉相互作用,促进了淀粉颗粒的破裂。
瓜尔胶对淀粉低温凝冻性的影响
淀粉糊化后,随着温度的降低,直链淀粉会快速回生形成三维网状结构,从而导致粘度的回升,而且随着时间延长支链淀粉也参与回生过程,使其粘度进一步增加,导致淀粉在低温下凝冻。瓜尔胶增加了糊化淀粉在50℃的低温粘度,是由于瓜尔胶的粘度高于淀粉,对体系低温粘度的贡献,这也是瓜尔胶通常作为淀粉增稠剂的原因;另一方面,瓜尔胶也降低了淀粉糊低温凝冻的速率,这意味着瓜尔胶与淀粉相互作用,阻碍了淀粉分子之间的重排缔合,从而降低了淀粉糊的低温凝冻趋势。其中100%瓜尔胶的浓度为10.5%。