理論必須服務(wù)于實(shí)踐，應(yīng)用于實(shí)踐才有價(jià)值；理論也必須接受實(shí)踐的檢驗(yàn)和驗(yàn)證才能成為真理。本文對(duì)淀粉在調(diào)漿桶內(nèi)高溫糊化后的改性反應(yīng)提出理論根據(jù)和實(shí)踐驗(yàn)證實(shí)例，與專家商榷，供大家參考。 　　一、淀粉在不同形態(tài)下改性反應(yīng)的難易程度、效率、速率不同： 　　1、在變性淀粉廠，不管是干法工藝還是濕法工藝，淀粉都是在固體形態(tài)下進(jìn)行物理、 化學(xué)改性反應(yīng)的。反應(yīng)的溫度干法可以很高，高溫干法改性反應(yīng)的時(shí)間短，效率高，有的甚至可以在極短的時(shí)間內(nèi)完成。這說明反應(yīng)溫度高低對(duì)反應(yīng)速率的影響很大。但高溫干法工藝改性反應(yīng)的均勻、穩(wěn)定性很難掌握，產(chǎn)品的性能穩(wěn)定和均一性不良。濕法工藝只能在淀粉糊化溫度以下，一般是52～54℃范圍內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，改性反應(yīng)要困難得多，為此濕法工藝一般要加入一些氫氧化鈉（火堿）作為淀粉改性反應(yīng)的促進(jìn)劑；為了完成某些較難進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，還得另行添加更有效的催化劑。與干法高溫改性反應(yīng)相比，濕法改性工藝由于反應(yīng)溫度低，雖然添加了促進(jìn)劑和催化劑，反應(yīng)時(shí)間仍很長。 2、一切化學(xué)反應(yīng)的效率、速率都與反應(yīng)的 溫度、濃度有關(guān)。淀粉在調(diào)漿桶內(nèi)是在高溫糊 化狀態(tài)下發(fā)生的改性反應(yīng)。淀粉在高溫糊化狀 態(tài)下，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)要比濕法固體狀態(tài)下反應(yīng) 更容易，效率更高，時(shí)間更短。這是因?yàn)椋? 　　A、反應(yīng)溫度從 52～54℃提高到98℃以上，提 高了45℃。 　　B、濕法固態(tài)反應(yīng)的淀粉乳濃度一 般為30%～40%。高溫糊化后的反應(yīng)濃度可以成 百上千倍的提高，這樣便可以大大提高反應(yīng)效 率和速率，甚至在高溫固體形態(tài)下很難發(fā)生的 反應(yīng)也變得很容易反應(yīng)?！? 關(guān)于反應(yīng)濃度的提高需作以下簡略的說明：淀粉的大分子是由許多葡萄糖基單元以（1-4）和（1-6）鏈聯(lián)接而成。淀粉的分子量可以從1000～100000，每個(gè)淀粉大分子所含的葡萄糖基單元數(shù)可多達(dá)1000多個(gè)。按生長期先后由許多淀粉大分子以某種形式排列，組成了一個(gè)個(gè)生長環(huán)結(jié)構(gòu)，一環(huán)環(huán)相疊加，最后形成了淀粉獨(dú)特的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)（見附圖）。各種淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部的分子排列基本一樣，但團(tuán)粒結(jié)構(gòu)外形卻各不相同，都有自己獨(dú)特的形狀，淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的外表面為非結(jié)晶區(qū)，有蛋白質(zhì)粘結(jié)淀粉串連形成的保護(hù)膜，生長環(huán)與生長環(huán)之間也存在富含蛋白質(zhì)的間隔膜。 　　就一個(gè)直徑為15微米的玉米淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)而言，其質(zhì)量約為2.65×10-9克，大體上應(yīng)含有2.5×109個(gè)直鏈淀粉分子和7.4×107個(gè)支鏈淀粉分子，假設(shè)這些淀粉長分子鏈都是與淀粉團(tuán)粒的外表面成垂直方向排列，這個(gè)淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)表面也只能有1.4×109個(gè)淀粉分子鏈的終端能裸露在團(tuán)粒表面。經(jīng)計(jì)算可知這個(gè)淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)總葡萄糖基單元數(shù)是表面能裸露的葡萄糖基單元數(shù)的一千多倍。 　　淀粉中能參與淀粉物理、化學(xué)反應(yīng)的是葡萄糖基單元結(jié)構(gòu)上的某些“OH”基及更少量的葡萄糖基單元之間的（1-4）鍵，也就是說淀粉在固態(tài)反應(yīng)時(shí)只有裸露在淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)外表面的“OH”基和（1-4）鍵才能參與物理、化學(xué)反應(yīng)。因此講淀粉化學(xué)反應(yīng)濃度不能籠統(tǒng)的講淀粉濃度，而應(yīng)是能參與物理、化學(xué)反應(yīng)的“OH”基和（1-4）鍵濃度。淀粉在調(diào)漿桶中高溫糊化狀態(tài)下，淀粉的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)表面的保護(hù)膜和淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)中生長環(huán)的間隔膜，隨著溫度升高、吸水、膨脹，最后破裂，同時(shí)使團(tuán)粒結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)晶區(qū)的淀粉分子原來有序的排列也因吸水、膨脹而變形后失去了X射線光學(xué)雙折射性（這就是淀粉糊化溫度的分界限）。這時(shí)糊化淀粉的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)已破壞，原來被保護(hù)膜包裹在淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)內(nèi)的大量淀粉分子上的葡萄糖基單元結(jié)構(gòu)都裸露在水中，都可能參與淀粉的物理、化學(xué)反應(yīng)，所以糊化狀態(tài)下能參與淀粉化學(xué)反應(yīng)的“OH”基和（1-4）鍵濃度可以成百上千倍地增加，糊化淀粉更容易物理、化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的效率和速率可大大提高。甚至使一些在高溫固體形態(tài)下原本很難發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，也變?yōu)槿菀椎枚?。例如：淀粉與丙烯類單體或聚合物的接枝反應(yīng)，像吸水變性淀粉（接枝淀粉）就是在淀粉糊化狀態(tài)下才能完成很高的接枝率反應(yīng)，使吸水變性淀粉的吸水率能達(dá)到400～1000倍！若是淀粉在固體形態(tài)、完整的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)狀態(tài)下，或50多度的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行接枝反應(yīng)，不管用什么催化劑，反應(yīng)時(shí)間多長也很難達(dá)到這一目的。 　　二、“淀粉漿液改性技術(shù)”的由來及應(yīng)用效果： 　　1、來自前人的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)： 　　A、　淀粉團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的理論和淀粉糊化膠體理論早在許多年前已有共識(shí)。 　　B、　關(guān)于淀粉在糊化狀態(tài)下的化學(xué)改性反應(yīng)，能舉出許多例證。例如：五十年代學(xué) 蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)，在調(diào)漿桶內(nèi)調(diào)制酸解淀粉漿液，就是一邊汽煮糊化，一邊測(cè)粘度，最后加入火堿水進(jìn)行中和來終止酸解反應(yīng)；六十年代原中紡部也曾發(fā)過文件，建議調(diào)制氧化淀粉漿，也是在調(diào)漿桶內(nèi)加入氧化劑后邊煮漿糊化，邊測(cè)漿液粘度，待粘度達(dá)到要求時(shí)，最后加入還原劑硫酸鹽來終止反應(yīng)。 　　C、在國外造紙行業(yè)，早在許多年前就有人在淀粉糊化過程中加入陽離子醚化劑調(diào)制陽離子改性淀粉糊，作抄紙漿內(nèi)的添加劑使用。 　　2、來自漿紗的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)： 　　我們都是搞漿紗的工程技術(shù)人員，漿紗使用的是漿液。漿液是由各種不同的漿料單體， 經(jīng)過煮漿工藝過程調(diào)制出的。為滿足漿紗的需要，我們必須對(duì)漿液進(jìn)行深入的研究。我們重視漿液的功能和質(zhì)量，研究漿液配方及工藝變化，對(duì)漿液功能質(zhì)量的影響。當(dāng)然我們也研究各種漿料單體的功能質(zhì)量對(duì)漿液在上漿應(yīng)用中的影響。 　　實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)使我們認(rèn)識(shí)到，目前變性淀粉品種雖然很多，但應(yīng)用于漿紗在漿液中它們的功能性差異并不大，而價(jià)格卻相差許多。為更經(jīng)濟(jì)、更有效、漿液功能質(zhì)量更優(yōu)異，促使我們?nèi)パ芯康矸蹪{液的改性技術(shù)。 　　3、我根據(jù)上述對(duì)淀粉化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的理解和對(duì)漿液研究的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)及我國紡織國情（紡織廠規(guī)模大，都備有條件很好的調(diào)漿室），87年在廣東東莞漿料會(huì)議上，我提出了除采用變性淀粉調(diào)漿外，還可以研究采用原淀粉在調(diào)漿桶內(nèi)直接調(diào)制改性淀粉漿液的想法。會(huì)后經(jīng)過多年的研究、試驗(yàn)、實(shí)踐，我們可以在調(diào)漿桶內(nèi)調(diào)制出各種各樣的改性淀粉漿液來，進(jìn)而我們又根據(jù)漿紗的需求，研究漿液的整體功能，對(duì)漿液配方進(jìn)行多種多樣的改變、調(diào)整、對(duì)比、試驗(yàn)，從而優(yōu)選出多種有利于漿紗的漿液功能性改進(jìn)的添加劑。我們將這一系統(tǒng)技術(shù)稱為“淀粉漿液改性技術(shù)”。 　　為便于管理、簡化調(diào)漿操作，我們把各種加到漿液內(nèi)的淀粉改性化學(xué)反應(yīng)物、催化劑、 引發(fā)劑、漿液功能改進(jìn)劑等按不同漿紗應(yīng)用的要求有機(jī)地組合起來，就是不同的“淀粉漿改性劑”，再把不同的“淀粉漿改性劑”和原淀粉組合起來就復(fù)配成了能調(diào)制出不同漿液特性的“復(fù)合改性淀粉漿料”。 　　4、紡織行業(yè)協(xié)會(huì)漿料應(yīng)用部“漿料檢測(cè)中心”對(duì)我們的漿料進(jìn)行了全面檢測(cè)，檢測(cè) 數(shù)據(jù)證明是高濃低粘型漿料。我們的漿料也曾用“布拉班德”粘度儀測(cè)試了長時(shí)間的漿液粘度曲線變化特征，也證明是變性淀粉糊液的粘度曲線特征。 　　紡織行業(yè)有關(guān)專家專程到邯鄲各紡織廠現(xiàn)場(chǎng)查看漿紗和布機(jī)織造情況，并召開了有關(guān)技術(shù)人員座談會(huì)，了解應(yīng)用信佳漿料的實(shí)際情況，最后會(huì)議肯定：這是全國第一家由紡織廠自己研究開發(fā)的漿料產(chǎn)品，應(yīng)用效果不錯(cuò)。并在99年濟(jì)南會(huì)議大會(huì)總結(jié)中和會(huì)后所發(fā)“會(huì)議紀(jì)要”文件中都做為“新產(chǎn)品”加以介紹。 　　我們的復(fù)合改性淀粉漿料調(diào)制出的漿液，高濃低粘，粘度可以任意定量調(diào)節(jié)和控制，滲透性好，漿液的流變性十分穩(wěn)定，長時(shí)間煮沸使用粘度變化不大。尤其是漿膜光滑、細(xì)膩、柔韌，改變了原來淀粉漿膜脆硬的缺點(diǎn)，所以能最大限度地取代PVA，達(dá)到少用或不用PVA的目的，在漿料成本大幅度降低的同時(shí)，并能使?jié){紗質(zhì)量明顯提高。由于生產(chǎn)此漿料復(fù)配過程簡單，質(zhì)量容易控制、穩(wěn)定。多年來被全國百余家紡織廠和十余家淀粉漿料廠采用生產(chǎn)多種漿料，應(yīng)用于漿紗、造紙均取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)我公司與原屬紡織部的實(shí)體“北京東紡科工貿(mào)公司”合作，在全國推廣這一高科技含量的漿料產(chǎn)品。 三、結(jié)論： 　　1、固態(tài)淀粉所能進(jìn)行的物理、化學(xué)反應(yīng)，在糊化狀態(tài)下都能順利地反應(yīng)，而且反應(yīng) 的效率、速率會(huì)更高。這是因?yàn)榉磻?yīng)溫度高；和高溫下吸水膨脹，淀粉團(tuán)粒破壞后——糊化狀態(tài)淀粉可參與物理、化學(xué)反應(yīng)的“OH”基和（1-4）鍵都暴露在水中，反應(yīng)濃度大大提高。 　　2、在調(diào)漿桶內(nèi)淀粉糊化狀態(tài)下，除可調(diào)制出各種各樣的改性淀粉漿液外（包括接枝 淀粉漿液），還可在調(diào)漿桶內(nèi)添加促使?jié){液上漿功能改進(jìn)的添加劑，提高漿液上漿功能。 　　3、邯鄲市信佳實(shí)業(yè)有限公司在掌握前人研究的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)多年研究 試驗(yàn)總結(jié)出的在調(diào)漿桶內(nèi)進(jìn)行“淀粉漿改性的技術(shù)”是科學(xué)的。由此技術(shù)開發(fā)出的“淀粉漿改性劑”和“復(fù)合改性淀粉漿料”調(diào)制出的漿液，上漿功能優(yōu)異，質(zhì)量穩(wěn)定，漿紗成本低，已被廣泛的應(yīng)用實(shí)踐所證實(shí)。