漿料
調制漿液的各種材料,簡稱漿料,漿料可分為黏著劑和助劑。
黏著劑是調制漿液的基本材料,稱為主漿料,是提高經紗(絲)織造性能的主要黏著材料。助劑是為改善或彌補黏著劑某些方面性能的不足所用的輔助材料。
一、黏著劑
黏著劑是具有黏著力的材料,它是構成漿液的主體材料(除溶劑水外),漿液的上漿性能主要由它決定。黏著劑的用量很大,因此選用時除從工藝方面考慮外,還需兼顧經濟、資源豐富、節約用糧、減少污染等因素。
漿紗用的黏著劑分為天然黏著劑、變性黏著劑、合成黏著劑三大類,見表3一1。
表3—1漿紗用黏著劑的分類
黏 著 劑 |
分類 |
|
天然 黏著劑 |
各種淀粉:小麥淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、米淀粉、甘薯淀粉、橡子淀粉、木薯淀粉 |
|
海藻類:褐藻酸鈉、紅藻膠 |
||
植物性膠:阿拉伯樹膠、刺槐樹膠、白芨粉、田仁粉、槐豆粉 |
||
動物性膠:魚膠、明膠、骨膠、皮膠 |
||
其他:甲殼質、黃原膠 |
||
變性 黏著劑 |
變性淀粉:可溶性淀粉、氧化淀粉、酸解淀粉、糊精 |
|
淀粉衍生物:羧甲基淀粉、羥乙基淀粉、淀粉醋酸酯、磷酸酯淀粉、陽離子淀粉、交聯淀粉、接枝淀粉 |
||
纖維素衍生物:甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素 |
||
合成 黏著劑 |
聚乙烯醇、變性聚乙烯醇 |
|
丙烯酸類:聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯 |
||
共聚類:醋酸乙烯一丙烯酰胺共聚物、苯乙烯一順丁烯酸酐共聚物 |
||
特種漿料:聚乙烯吡咯烷酮、聚氯乙烯、聚乙烯甲基 醚 |
||
其他漿料包括下面幾種。
組合漿料(也稱現成漿料):是漿料生產廠按通常品種織物的上漿要求,為紡織廠配制好的混合漿料。使用時,只要按所需濃度調成漿液即可。目前國內生產的或國外進口的組合漿料,實質是多種組分的物理混合,其性能和適用范圍都有一定局限性。
水分散性聚酯:以制造滌綸的單體為原料,再以可被水溶或被水分散的第三單體(如苯二甲酸蟥酸鹽)共聚而得的高分子物,它對滌綸伺很好的黏附性,但存在吸濕再黏的問題。
經紗處理劑:也稱冷“上漿劑”,這類表面處理劑是具有較強黏附力的、低熔點(50~75℃)的高分子材料,當前使用的主要是氧化乙烯的各種形式的縮合物,用于毛紗上漿,需要在整經機上加一套簡單的類似于上漿機構的裝置。
液態C02上漿法:是以液態CO2作為分散介質的分散漿料。吸漿后,液態C02很易揮發成氣體,從而可達到節能的目的并顯著減少退漿的環保問題。
下面簡要介紹幾種常用的黏著劑。
(一)淀粉
淀粉作為經紗上漿的主要漿料,已有悠久歷史。淀粉對親水性的天然纖維有較好的黏附性,也有一定的成膜能力,可基本滿足這些纖維的上漿要求。淀粉的資源豐富,價格低廉,退漿廢液易處理,也不易造成環境污染。目前,漿紗生產中廣泛使用的淀粉黏著劑一般為天然淀粉和變性淀粉。
1.天然淀粉天然淀粉(以下簡稱淀粉)有很多種,紡織生產中常用的有小麥淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、米淀粉、木薯淀粉等。
(1)一般性質:淀粉是由α—葡萄糖縮聚而成的高分子化合物,是一種高聚糖,它的分子式為(C6H10O5)n。由于α—葡萄糖在縮聚成淀粉時,大分子的縮聚方式不同,可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種不同結構。
直鏈淀粉能溶于熱水,水溶液不很黏稠,形成的漿膜具有良好的機械性能,漿膜堅韌,富有彈性。直鏈淀粉與碘呈藍色絡合物,可作
支鏈淀粉不溶于水,在熱水中膨脹,使漿液變得極其黏稠,所成漿膜比較脆弱。淀粉漿的黏度主要由支鏈淀粉形成,使紗線能吸附足夠的漿液量,保證漿膜具有一定的厚度。
直鏈淀粉和支鏈淀粉在上漿工藝中相輔相成,起到各自的作用。
(2)黏附力:漿液的黏附力是作為漿液主要成分的黏著劑與經紗相互結合的性質,兩者結合在一起的作用力稱為黏著力。淀粉大分子中的多羥基結構,具有較強的極性,氫鍵締合及分子間力都較大。根據“相似相容原理”,它對含有相同基團或極性較強的纖維材料有高的黏附力,如棉、麻、粘膠纖維等親水性纖維。對疏水性纖維的黏附力就很差,不能用于純合纖的經紗上漿。
(3)成膜性:漿液的成膜性是指水分蒸發后,漿液的黏著劑能形成連續薄膜的性質。淀粉漿的成膜性較差,漿膜硬而脆。玉米淀粉的漿膜機械性能優于小麥淀粉,其強度較大,彈性也稍好,因此玉米淀粉上漿效果比小麥淀粉好。但是,玉米淀粉漿膜手感粗糙,上漿率不宜過高。淀粉薄膜能與空氣中的水分發生濕交換,當周圍空氣較干燥時,薄膜脫濕收縮,發脆發硬。空氣濕度較高時,薄膜吸濕膨脹,柔軟略有彈性。但空氣濕度過高時,薄膜發軟、發黏,機械性能惡化。所以,織造車間的相對濕度很重要。
(4)黏度:漿液的黏度是描述漿液流動時的內摩擦力的物理量,黏度是漿液重要的性質指標之一,它直接影響了漿液對經紗的被覆和浸透能力。黏度越大,漿液越黏稠,流動性能就越差,漿液被覆能力強,浸透能力弱。上漿過程中,黏度應保持穩定,使上漿量和漿液對紗線的被覆和浸透程度維持不變。
在實驗室中,漿液的黏度一般以烏式黏度計和旋轉式黏度計測定,前者測得的是相對黏度,后者測得的是絕對黏度。在調漿和上漿的生
圖3—1描述了幾種淀粉漿液的黏度變化曲線,不同的淀粉種類由于其支鏈淀粉含量不同,黏度也不同,含量高的,黏度亦大。
根據圖3—1漿液黏度的變化曲線,為穩定上漿質量,控制漿液對經紗的被覆和浸透程度,漿液用于經紗上漿宜處于黏度穩定階段。在淀粉漿液調制時,漿液煮沸之后必須悶煮30min,待達到完全糊化后,再放漿使用。同時,一次調漿使用時間不宜過久,玉米淀粉一般為3—4h,否則在調漿和上漿裝置中,由于長時間的高溫和攪拌剪切作用,漿液黏度會下降,從而影響上漿質量。
(5)浸透性:漿液的浸透性是指漿液能夠通過毛細管現象進入經紗內部的性質。淀粉漿是一種膠狀懸濁液,在水中呈粒子碎片或多分子集合體狀態,浸透性差。淀粉經分解或變性處理成水溶性后,其浸透性可得到改善。
淀粉漿在低溫條件下,能形成凝膠的特點,也是惡化浸透性的另一個因素。在漿紗機上,進入漿槽的經紗溫度遠遠低于高溫的漿液,繹紗與漿液接觸時,使經紗周圍的漿液局部呈凝膠狀態,惡化了浸透性,因此,一般天然淀粉不適于低溫上漿。采取必要的分解、降低黏度、升高溫度或添加表面活性劑等方法,都可改善淀粉漿的浸透性。
以淀粉作為主黏著劑時,漿液中要加入適量柔軟劑,以增加漿膜彈性,改善漿紗手感。柔軟劑雖然能增加漿膜彈性和柔韌性,但漿膜機械強度亦有所下降,為此,柔軟劑加入量應適度。淀粉漿膜過分干燥時會發脆,從紗身上剝落,特別在氣候干燥季節,車間溫濕度偏低時,漿液中要適當添加吸濕劑,以改善漿膜彈性,減少剝落。
2.變性淀粉以各種天然淀粉為母體,通過化學、物理或其他方式使天然淀粉的性能發生顯著變化而形成的產品稱為變性淀粉。
淀粉大分子結構中的甙鍵及其所含的羥基是制取各種變
表3—2各種變性淀粉的變性方式及變性目的
變性技術 發展階段 |
第一代變性淀 粉——轉化淀粉 |
第二代變性淀 粉——淀粉衍生物 |
第三代變性淀 粉——接枝淀粉 |
品種 |
酸解淀粉、糊精、氧化淀粉 |
交聯淀粉、淀粉酯、醚化淀粉、陽離子淀粉 |
各種接枝淀粉 |
變性方式 |
解聚反應,氧化反應 |
引入化學基團或低分子化合物 |
接入具有一定聚合度的合成物 |
變性目的 |
降低聚合度及黏度,提高水分散性,增加使用濃度(高濃低黏漿) |
提高對合成纖維的黏附性,增加漿膜柔韌性,提高水分散性,穩定漿 液濃度 |
兼有淀粉及接入合成物的優點,代替全部或 大部分合成漿料 |
下面介紹幾種常用的變性淀粉。
(1)酸解淀粉:變性原理是在淀粉液中加入無機酸,使淀粉水解,降低淀粉分子甙鍵的活化能,使淀粉大分子斷裂,聚合度降低,形成酸解淀粉。酸解反應過程中及時地用堿中和,終止分解反應,控制淀粉的降
上漿性能:酸解淀粉的外觀和原淀粉基本相同。由于淀粉相對分子質量的降低,使酸解淀粉在水中經加熱后,粒子容易分散,也容易達到完全糊化狀態。成漿后漿液黏度低,流動性好,但黏度穩定性比原淀粉略有下降,漿膜仍較脆硬,與原淀粉相似,在漿液配方中,常需配用5%一8%柔軟劑。漿液對親水性纖維具有很好的黏附性,在混合漿中可代替10%~30%的合成漿料,是一種適宜于一般混紡紗上漿的變性淀粉漿料。
(2)氧化淀粉:變性原理是利用強氧化劑對淀粉大分子中甙鍵進行氧化斷裂,并使其羥基氧化成醛基和羧基所形成的產品。氧化后,淀粉大分子裂解,聚合度下降,并含有羧基基團,羧基的存在是氧化淀粉的結構特點。
上漿性能:氧化淀粉是最普通的變性淀粉之一,它較天然淀粉顏色潔白,容易糊化,漿液黏度可在較大范圍調節,且黏度穩定性好,透明性、成膜性和黏附性強,成本較低,不易凝膠,退漿容易,與合成漿料聚乙烯醇等有較好的混溶性。適于細特高密純棉、麻和粘膠纖維紗的上漿,在滌棉混紡紗的上漿中,可取代30%以上的PVA等合成漿料。
(3)酯化淀粉:變性原理是淀粉大分子中的羥基被化學活潑性較強的酯化劑(有機酸或無機酸)酯化后,形成酯化淀粉。用于經紗上漿的主要有醋酸酯淀粉、磷酸脂淀粉、氨基甲酸酯淀粉(尿素淀粉)和其他酯化淀粉。
酯化淀粉的酯化程度以取代度(縮寫成Ds)表示,取代度是指淀粉大分子中每個葡萄糖基環上羥基的氫被取代的平均數,取代度的數值在O~3之間。
上漿性能:酯化淀粉漿液的流動性好,黏度穩定,不易凝膠,漿膜柔軟。由于淀粉大分子中帶有疏水性酯基,對疏水性合成纖維的黏附性、親和力加強。因此從原理上說,這類漿料對聚酯纖維混紡或純紡紗有較好的上漿效果。與磷酸脂淀粉相比,醋酸酯淀粉和聚酯纖維的溶度參數比較接近,因此上漿效果比磷酸酯淀粉為好,也較為實用。
酯化淀粉漿液可用于棉、毛、粘膠纖維
(4)醚化淀粉:變性原理是淀粉大分子中的羥基在一定條件下與鹵代烴或含有羥基的化學試劑反應生成醚鍵化合物,稱為醚化淀粉。醚化淀粉除保留原有淀粉化學結構特點外,還引入了醚化基團。醚化基團的數量反映了淀粉的醚化程度,對醚化淀粉性質有很大影響。醚化淀粉的醚化程度亦以取代度(Ds)表示。用于經紗上漿的醚化淀粉有羧甲基淀粉(cMS)、羥乙基淀粉(HEs)、羥丙基淀粉(HPs)等。
醚化淀粉的親水性和水溶性改善程度與取代基性能及取代度有關。取代度過低,水溶性改善不明顯。相反,則水溶性良好,溶解速度快,但成本提高。醚化淀粉漿液黏度穩定,漿膜較柔韌,低溫下漿液無凝膠現象,具有良好的混溶性,對纖維素纖維有良好的黏附性,適宜于羊毛、粘膠纖維紗的低溫上漿(55~65℃)。
(5)交聯淀粉:淀粉是一個多元醇的多羥基化合物,羥基是一種化學活性較高的官能團,它可與許多化合物起反應,例如,酸酐、環氧化合物及含鹵素的有機化合物等。在這些化學品中若含有兩個或兩個以上能與羥基反應的基團時,則就存在著可與兩個不同羥基反應的可能性,結果在同一分子或不同分子上的羥基之間形成交聯。交聯淀粉就是通過與雙官能團或多官能團試劑的反應,使不同淀粉分子的羥基聯結在一起所制得的產物。
上漿性能:交聯淀粉的聚合度增大,因而黏度也增加,但黏度熱穩定性好,耐熱性優良。漿膜剛性大、強度高、伸長小。漿紗中,一般使用低交聯度的交聯淀粉,進行以被覆為主的經紗上漿,如苧麻紗及低特棉紗上漿。也可與低黏度、高流動性的合成漿料一起,作為滌/棉、滌/麻、滌/粘紗的混合漿料。
(6)陽離子淀粉:陽離子淀粉是淀粉與含有氨基、亞氨基、銨、锍基等的陽離子試劑反應所制得的淀粉衍生物,具有高分子陽離子性能。
上漿性能:成
(7)接枝淀粉:接枝淀粉是一類新型的變性淀粉,它是天然高分子化合物與合成聚合物用化學鍵彼此聯結而成的一種共聚物。其實用意義是價格低廉、來源廣的天然淀粉與應用性能優越的合成聚合物結合在一起,能取長補短,從而提高天然聚合物的使用價值,擴大應用范圍。對經紗上漿來說,可提高淀粉使用價值,用于疏水性纖維上漿,部分或全部代替合成漿料。
上漿性能:接枝淀粉的顆粒形態基本與原淀粉相同,但顆粒表面有較多裂痕,且較為蓬松,易被水浸透,易與水混合,不會結塊,調漿操作方便。根據經紗上漿的要求,對淀粉進行接枝改性技術,可以使接枝淀粉兼有淀粉和高分子單體構成的側鏈的長處,又彌補了兩者的不足,表現出優良的綜合上漿性能。例如,以淀粉作為骨架大分子,把丙烯酸酯類的化合物作為支鏈接到淀粉上,所形成的接枝淀粉共聚物兼有淀粉和丙烯酸酯類漿料的特性。以丙烯酸酯或醋酸乙烯酯接枝的淀粉,可以對滌/棉紗和合成纖維上漿,并且淀粉漿膜的柔軟性和彈性得到改善。與
變性淀粉還有許多種類,與天然淀粉相比,變性淀粉在水溶性、黏度穩定性、對合成纖維的黏附性、成膜性、低溫上漿適應性等方面都有不同程度的改善。在經紗上漿中,變性淀粉是一種綠色漿料,它的使用品種將越來越多,使用比例、使用量也會越來越大,以至完全替代聚乙烯醇漿料。
(二)聚乙烯醇
聚乙烯醇,又稱PVA,是聚醋酸乙烯通過甲醇鈉作用,在甲醇中進行醇解而制得的產物。
醇解產物有完全醇解和部分醇解等幾種類型,前者稱完全醇解PVA,后者稱部分醇解PVA。完全醇解PVA的大分子側基中只有羥基(-OH),而部分醇解PVA的大分子側基中既有羥基(一OH),又有醋酸根(-CH3c00)。醇解度是指聚乙烯醇大分子中,乙烯醇單元占整個單元的摩爾分數比(mol/m01)%。完全醇解PVA和部分醇解PVA的醇解度不同,完全醇解PVA的醇解度為(98±1)%;部分酵解PVA的醇解度為(88±1)%。酵解度是決定PVA化學性質的主要指標之一。
漿料級聚乙烯醇的醇解度為87%~99%,聚合度為500~2000。但是,目前受PVA的生產限制,漿紗中使用的部分醇解PVA的聚合度為500-1200,完全醇解PVA的聚合度為1’700,如完全醇解PVA1799的聚合度為1700,醇解度為99%。
1.一般性質PVA為無味、無臭、白色或淡黃色顆粒。成品有粉末狀、片狀或絮狀,相對密度為1.21~1.34。
2.上漿性能
(1)水溶性:PVA的水溶性主要取決于其醇解度和聚合度,尤以醇解度的影響
聚合度越高,溶解速率越低,聚合度為500的PVA,在室溫下即可溶解;而聚合度為1700的PVA需在80℃以上才能溶解,這與一般高分子化合物溶解性能的變化相一致。由于聚合度高,分子間引力大,要克服分子間力,均勻地分散在水分子之問就顯得困難了。
醇解度對水溶性影響復雜。醇解度82%~89%的PVA水溶性最好,在冷水或熱水中都能很快地溶解,并表現出最大的溶解度;醇解度89%一95%的PVA,一般需加熱到70~80℃才溶解于水;醇解度大于99%的PVA,在冷水中不溶解,僅溶脹,加熱到95℃以上才開始溶解,接近沸點時才能完全溶解,靜置時易形成凝膠體。這些變化的原因是,PVA分子中盡管含有較多羥基,但它在PVA大分子內及大分子問多數已被氫鍵締合在一起,以致對水分子的結合能力很弱,因此完全醇解的PVA,醇解度越高,水溶性反而降低。部分醇解PVA具有良好的水溶性,原因是分子中有適量的醋酸根基團存在,一方面降低了PVA分子的結晶度(聚醋酸乙烯是一種無定形高分子化合物),另一方面削弱了羥基之間的氫鍵締合力,使其在40~50℃溫水中經保溫攪拌能完全溶解。
(2)黏度:PVA漿液的黏度和濃度關系在定溫條件下接近成正比;在定濃條件下,黏度和溫度關系接近于反比。漿液黏度還與PVA醇解度有著密切聯系,圖3—2所示為兩者的關系曲線。曲線表明:當醇解度為87%時,PVA溶液的黏度最小,因為這種PVA的溶解性最好。完全醇解PVA的溶液黏度隨時間延長逐漸上升,最終可成凝膠狀。部分醇解PVA的溶液黏度則比較穩定,時間延續對黏度影響很小。其原因是由于高醇解度PVA經長時間放置,大分子發生定向排列,而使分子間的交聯點增加所致。而部分醇解PVA中,由于醋酸殘基的空問障礙,妨礙了大分子的重排,因而黏度穩定。PVA的黏度還與聚合度有關,
(3)黏附性:不同醇解度的PVA漿液對不同纖維的黏附性存在差異。完全醇解PVA對親水性纖維具有良好的黏附性及親和力,部分醇解PVA對親水性纖維的黏附性則不及完全醇解PVA,由于大分子中疏水性醋酸根的作用,部分醇解PVA對疏水性纖維具有較好的黏附性。
(4)成膜性:PVA漿膜彈性好,斷裂強度高,斷裂伸長大,耐磨性好。其拉伸強度及耐屈曲強度均較原淀粉、變性淀粉、CMC等漿料好。PVA聚合度越高,漿膜強度越高。由于大分子中羥基的作用,PVA漿膜具有一定的吸濕性能,吸濕性隨醇解度、聚合度的增大而減小,在相對濕度65%以上的空氣中能吸收水分,使漿膜柔韌,充分發揮其優良的力學機械性能。PVA漿液在靜置時,溶液表面容易形成一層薄膜,叫結皮或結膜,這種結皮現象使漿紗時易產生漿斑,給上漿質量造成嚴重的惡果。測定結果表明,完全醇解PVA溶液靜置l~2min就結皮,部分醇解PVA需經4~5min后才出現結皮現象,顯然,PVA的水溶性越好,結皮現象越輕。漿液溫度高時,由于水分蒸發快,表面容易結皮,因此低溫上漿有利于結皮現象的減輕。由于PVA漿膜的內聚力大于漿膜與經紗之間的黏附力,分紗時易破壞經紗表面的漿膜完整性,使毛羽增加。
(5)混溶性:聚乙烯醇漿料具有良好的混溶性,在與其他漿料(如合成漿料等)混用時,能良好均勻地混合,混合液比較穩定,不易發生分層脫混現象。但與等量的天然淀粉混合時很易分層,使用時應十分注意。
(6)其他性能:由于聚乙烯醇具有良好的黏附性和力學機械性能,是理想的被覆材料。但是,PVA漿膜彈性好,斷裂強度高,斷裂伸長大,因此漿紗分紗性較差,在干漿紗分絞時分紗阻力大,漿膜容易撕裂,毛羽增加。為此,在PVA漿液中往往混入部分漿膜強度較低的黏著劑(如CMC、玉米淀粉、變性淀粉等),以改善
(7)選用原則:PVA的上漿性能受許多因素影響,其中最主要的因素是聚合度與醇解度。在選用PVA時主要也是考慮這兩個因素。
聚合度的選擇:作漿料用的PVA最高聚合度以1700為宜,聚合度為1700的PVA因分紗作用導致耐磨性的破壞值最小。對短纖維紗上漿,要求漿液既能浸透到紗線內部,使纖維間黏合在一起,增強抱合力,又能形成完整的漿膜被覆于紗的表面,以貼伏毛羽及承受摩擦,因此,宜用高聚合度(1700)的PVA漿料。對長絲上漿,則要求漿液能浸入到單纖之間,將它們黏合起來,需要浸透性好、集束性強的漿料,一般使用低聚合度(300~500)的PVA漿料。
醇解度的選擇:對親水性強的棉、麻、粘膠纖維等,用含有多量烴基的完全醇解PVA為宜,它們之間的親和力及黏附力大;對疏水性強的滌綸、錦綸或醋酯纖維等,宜用部分醇解PVA。
3.變性聚乙烯醇聚乙烯醇調漿時漿液易起泡、漿液易結皮、漿膜分紗性差是其主要缺點。為克服這些缺點,可以對聚乙烯醇進行變性處理。比較成熟的變性方法有PVA丙烯酸酰胺共聚變性、PVA內酯化變性、PVA磺化變性及PVA接枝變性。變性聚乙烯醇漿料在40~50$溫水中保溫攪拌1h即可全部溶解,溶液均勻,與其他黏著劑混溶性強,漿液不會結皮,在調制和上漿過程中不易起泡。變性聚乙烯醇漿料適宜于低溫(85℃以內)上漿,并且黏度穩定。漿膜機械強度減小,分紗性良好,漿膜完整、光滑,而且退漿方便。
(三)丙烯酸類漿料
丙烯酸類漿料是丙烯酸類單體的均聚物、共聚物或共混物的總稱。其最大特點是:對疏水性纖維具有優異的黏附性能,水溶性好,易于退漿,不易結皮,對環境污染小。但其吸濕性和再黏性強,所以只能作輔助漿料使用。丙烯酸類漿料的性能主要取決于組成單體本身的性能及其配比,聚合工藝對其性能也有較大影響。二十多年來,發展非常迅速,已從二元、三元共聚發展為多元共聚。常
1.丙烯酸甲酯漿料丙烯酸甲酯漿料(簡稱PMA),習慣上稱為甲酯漿。聚丙烯酸甲酯漿料以丙烯酸甲酯(85%)、丙烯酸(8%)和丙烯腈(7%)三種單體以過硫酸銨為引發劑通過乳液共聚而成。
聚丙烯酸甲酯漿料的外觀為乳白色半透明凝膠體,有大蒜味,具有較好的水溶性,可與任何比例的水互溶,黏度較為穩定。由于它的側鏈中主要是非極性的酯基,分子鏈問的作用力較小,因此漿膜強力低,伸度大,急彈性變形小,彈性差,是一種低強高伸、柔而不堅的漿料,對疏水性纖維有很高的黏附性,但其熱再黏性高,在車間溫度較高時,紗線易產生粘連現象。聚丙烯酸甲酯漿料主要用于滌棉混紡經紗上漿的輔助黏著劑,以改善紗線的柔軟性及漿料的黏附性。
2.聚丙烯酰胺漿料聚丙烯酰胺漿料(簡稱為PAAm),習慣上稱為酰胺漿,是一種水溶性高分子化合物,它是由丙烯酰胺并體聚合而成。
聚丙烯酰胺漿料是一種無色透明黏稠體。由于丙烯酰胺的聚合是放熱反應,以前的聚丙烯酰胺漿料在制備時單體濃度一般不超過10%,所以聚丙烯酰胺漿料的含固量一般為8%~10%。現在由于合成工藝和方法的改進,其含固量可以達到20%—30%。聚丙烯酰胺具有良好的水溶性,能與任何比例的水混溶,但在水中遇到無機離子(如Ca2+、Mg2+等)會產生絮凝沉降作用,且黏度下降。聚丙烯酰胺漿料成膜性好,側基為較活潑的、能互相形成氫鍵的極性酰胺基,因而漿膜強度高,伸度低,是一種高強低伸、堅而不柔的漿料,對棉纖維有良好的黏附性,用于苧麻、棉、粘膠纖維、滌/棉織物經紗的上漿有良好的效果。
3.醋酸乙烯酯丙烯酰胺共聚漿料醋酸乙烯酯丙烯酰胺共聚漿料典型的是28號漿料,也是一種聚丙烯酸類漿料。
28號漿料呈乳白色黏稠狀體,黏度較高,含固量較低,一般為16%左右,但現在的醋酸乙烯酯丙烯酰胺共聚漿料由于合成工藝的改進,其黏度有了
4.聚丙烯酸鹽多元共聚漿料近年來,對聚丙烯酸鹽多元共聚漿料的研究、開發獲得了較大的發展,其目的在于利用兩種或兩種以上不同性能的單體,并以不同配比,在一定溫度條件下進行共聚,以獲得不同性能的漿料,如良好的黏著性、水溶性、耐磨性以及較低的吸濕性。例如丙烯酸和丙烯酰胺的共聚物(鈉鹽或氨鹽),丙烯酸、丙烯腈和丙烯酰胺的共聚物,或丙烯酸、丙烯酰胺、醋酸乙烯酯和丙烯腈的四元單體共聚物等,共聚后再用氫氧化鈉或氨水中和得到其鈉鹽或氨鹽。這類漿料含固量可以達到25%~30%,黏度可根據需要調節,對親水性纖維的黏附性較好,廣泛用于棉、粘膠纖維、苧麻、滌/棉等織物經紗的上漿。
5.固體聚丙烯酸(酯)漿料液體聚丙烯酸類漿料由于含固量較低,運輸和使用都不大方便,為此國內外研究開發了多種含固量高(>95%),運輸、使用都比較方便的固體聚丙烯酸(酯)漿料。固體聚丙烯酸(酯)漿料一般采用噴霧烘干法或沉淀聚合法生產,有聚丙烯酸酯和聚丙烯酸鹽兩類,前者對疏水性纖維的黏附性較好,后者對親水性纖維的黏附性較好,但吸濕性較大。
6.噴水織機疏水性合成纖維長絲用漿料包括聚丙烯酸鹽類和水分散型聚丙烯酸酯兩類。聚丙烯酸鹽類漿料是丙烯酸及其酯在引發劑的引發下聚合,用氨水中和、增稠生成銨鹽,漿料中含有極性基(一C00NH4),使漿料具有水溶性,滿足調漿的需要。烘燥時銨鹽分解放出氨氣,成為含有羧基(-C00H)基團吸濕性低的漿料,使漿膜在織造時具有耐水性,符合噴水織造的要求。織物退漿時用堿液煮練,漿料變成具有水溶性基團的聚丙烯酸鈉鹽,
丙烯酸類漿料目前發展趨勢大致有:
(1)改變漿料形態,以前這類漿料為溶液態,現在將其粉末化,有效含量高,使用方便。
(2)取代PVA漿料,PVA漿成膜堅韌,而丙烯酸類漿膜卻偏軟,通過聚合單體軟硬搭配和使用合成技術有望得到完全取代PVA的聚丙烯酸類漿料。
(3)開發特定用途的丙烯酸類漿料,由于丙烯酸類漿料的可調性很強,調整漿料大分子鏈的側基可在很寬范圍內改變漿料性能,因此當新纖維、紡織新技術出現后,對漿料有所要求時,首先被考慮的是丙烯酸類漿料,例如用于噴水織機漿紗的漿料、碳纖維漿紗的漿料等。
(四)纖維素衍生物
纖維素本身不溶于水,通過醚化作用使纖維素發生醚化,成為水溶性的纖維素衍生物纖維素醚,具有一定的黏著力,可用于經紗上漿。
漿紗使用的纖維素衍生物有羧甲基纖維素CMC、羥乙基纖維素HEC、甲基纖維素。MC等,其中又以CMC為常用漿料。CMC為白色粉狀或纖維狀,無味,無害,易溶于水,有良好的分散力與結合力,對油和蠟均具有乳化能力,是一種表面活性較強的乳化劑。CMC有吸收和保持水分的能力,但隨所含鹽量多少而有顯著差異。
1.水溶性CMC為一種高分子陰離子型電解質,其水溶性由取代度決定。取代度大于0.4時,CMC才具有水溶性。用于漿紗的CMC取代度一般為0.7~0.8,在調漿桶中以1000r/min的高速攪拌能溶解。
2.黏度CMC的聚合度決定了其水溶液的黏度,聚合度越低,CMC在水中溶解的范圍越寬,經紗上漿中常用的CMC的聚合度在300~500之間,在2%(濃度)、25℃時,
3.上漿性質CMC分子中由于極性基團的引入,使它對纖維素纖維具有良好的黏附性和親和力,一般在純棉細特紗和滌/棉紗上漿中使用。CMC漿液成膜后光滑、柔韌,強度也較高。但是漿膜手感過軟,以至漿紗剛性較差,在使用聚乙烯醇作為主漿料時,往往加入適量的CMC,以改善上漿后的漿紗分紗性能。CMC漿膜吸濕性較好,車間濕度大時,漿膜容易吸濕發軟、發黏。因此CMC漿料一般不作為主黏著劑使用,它的用量一般為主體漿料的5%左右(不應超過10%)。CMC漿液有著良好的混溶性,與許多常用漿料及輔助材料都能均勻的混合,較長時問使用不會分層。CMC溶液在一定條件下也會受到微生物侵蝕,表現為由于生物降解而引起的溶液黏度明顯下降。
CMC作為紡織漿料的不足之處是:黏度變化較大,不易控制;含鹽量高的粗制品對機件有很強的腐蝕性,雖然現代漿紗機的漿槽等設備已使用不銹鋼材料,但時間一長,被腐蝕的情況時有發生;吸濕性強,漿膜易發軟、發黏;對合成纖維的黏附性差;在經紗上漿中只能作輔助黏著劑和促進混合漿料的混溶劑來使用。
(五)動物膠及其他天然漿料
1.動物膠屬于硬朊類蛋白質,從動物骨、皮等結締組織中提取得到。動物膠是由各種氨基酸的羧基(-COOH)與相鄰的亞氨基(-NHR)首尾相連而成。動物膠可分為明膠、皮膠、骨膠等。精制品明膠為無味、無臭、無色或帶黃色的透明體。皮膠呈棕色半透明狀,骨膠呈紅棕色半透明狀。
動物膠主要在毛紗、粘膠絲或醋酯長絲等漿紗生產中使用。動物膠的上漿性能如下。
(1)水溶性:動物膠在
(2)黏度及浸透性:動物膠漿液的濃度和黏度之間,只有在濃度很低(1%~2%)時才維持正比關系。濃度增大后,黏度的增長速度遠高于濃度的增長速度,以至上漿的動物膠漿液對經紗的浸透能力較差。為此,漿液配方中需加入適量助劑,以改善漿液的浸透性能。動物膠有明顯的凝膠傾向,當漿液溫度降低時,黏度顯著增加,對紗線的浸透性能惡化。漿液溫度65~80℃時,黏度比較穩定,90℃時漿液黏度下降。因此,上漿溫度宜控制在65~80℃之間。
(3)pH值:為穩定漿紗質量,生產中控制pH值為6~8,這時漿液的黏度較大,穩定性也好。
(4)黏附性:動物膠對纖維素纖維和蛋白質纖維具有良好的黏附性。
(5)成膜性:動物膠也是一種成膜性物質,動物膠液經烘燥,可形成連續的無定形態薄膜。薄膜強度高,但伸長與彈性較差,容易脆斷,因此漿液配方中要加入柔軟劑,以提高漿膜柔韌性。
(6)霉變性:動物膠是微生物的培植劑,因此漿液在30~40℃溫度下,十分容易霉變、腐敗,而當溫度在20℃以下或80℃以上時,由于細菌繁殖較慢,漿液不會發霉,因此,漿液不宜在30~40℃溫度下久存,使用中應采取防腐措施。
動物膠對天然纖維等材料的黏附力很強,其中以明膠最好、皮膠次之、骨膠最差。用動物膠上漿后的紗線強度及耐磨性有很大改善。但漿膜粗硬,缺乏彈性,容易脆裂,落漿較多,膠液的浸透性較差。因此,在動物膠的漿液調配時,應添加柔軟劑及浸透劑,以改善漿膜性能與吸漿條件。如使用時間較長或氣候潮濕時,應添加防腐劑。動物膠主要用于粘膠絲上漿,對膠液的黏度與濃度要求,根據織物不同而有所差異。上漿溫度宜在75℃以下,這無論對膠液特性
2、植物膠植物膠是某些植物的種子或塊莖中所含的多糖,其結構復雜,往往是由數種多糖縮合或混合而成的復雜多糖。一般說來,這些植物大多是野生的或不與糧、棉爭田的培植性植物,都具有綜合的利用價值。經紗上漿中有實用價值的是:白芨、槐豆粉、田仁粉及魔芋粉等。
(1)白芨:白芨是一種蘭科多年野生草本植物,也叫百及、甘根、連及草等,分布于我國長江流域一帶,將根切片曬干稱白芨片,碾成粉末稱白芨粉。白芨粉的組分如下:膠質56%~67%,纖維素13%~14%,蛋白質6%~7%,水分9.5%~10.5%,油脂l%~1.2%,灰分及其他1.5%~2%。白芨根味苦,無毒,含膠量豐富,是一種中草藥,但藥用量不多,一般用作糊料。所含膠質主要是各種多糖。
白芨呈酸性,pH值為4~5,與濃堿液一起加熱則水解變稀;與碳酸鈉作用形成白色沉淀而析出;遇有機酸無反應,遇丙酮則有膠黏結下沉的現象。白芨粉在熱水中能形成膠狀液體,其黏度變化規律與玉米淀粉相似,但長時間煮燒(沸點)則黏度不穩定。宜少量調漿,調漿溫度應在95℃以下。白芨漿的黏附性較好,漿膜斷裂強度較高,但較脆硬。用白芨漿上漿的經紗,強度與耐磨性有明顯的提高。用于中特棉紗上漿,可全部或部分代替淀粉,漿紗質量及織造效果與一般小麥淀粉漿相當,生產情況也較正常。
(2)槐豆粉:槐豆是槐樹的果實,槐樹在我國生長很普遍,其化學組成主要是甘露糖與半乳糖的縮聚物,含量約占75%,并以甘露糖為主。其他組成為脂肪、纖維素、半纖維素及無機鹽等。
槐豆粉外觀為灰白色粉末,無味,中性,能溶于水成膠狀液體。黏度很高,屬低濃高黏漿料,2%膠液、25℃時的黏度可達2000mPa
槐豆粉在酸或酶作用下,容易水解成低聚糖,甚至水解成單糖,漿液常控制為弱堿性。槐豆粉吸濕性強,與CMC、海藻酸鈉相近,漿紗回潮率及織造車間相對濕度應控制在下限(65%)。為達到一定上漿率的要求及有利于漿紗質量,一般使用槐豆粉與淀粉的混合漿,可用于高特或中特棉紗上漿。
(3)田仁粉:田仁粉由田菁籽加工而成。田菁是一種野生植物,一般人工種植,以改造鹽堿地。田菁籽經水浸,粒子膨脹發軟,用研磨機研磨成粉,經篩選、過濾、脫水干燥,即得干的田仁粉。田仁粉主要成分是淀粉、半乳糖與甘露糖的縮聚物,也含有少量的脂肪和蛋白質。許多物理化學性能介于淀粉與多糖之問。田仁粉色淡黃,在水中成漿后色澤轉深。
在顯微鏡下觀察,田仁粉粒子外形多為橢圓形,粒子大小與小麥淀粉相近。田仁粉粒子緊密細致,糊化緩慢,加熱到90℃還不能全部糊化,煮到98℃才開始有破裂的顆粒,高溫下維持較長時間后(1h以上)才能完全糊化。調漿溫度宜在98~1000℃,為加速糊化,縮短調漿時間,可用硅酸鈉作分解劑,用量一般為田仁粉的6%~10%。田仁粉漿較難調制,易結塊,調和時應采用高速攪拌。溫度降低時易凝膠,凝膠不能再回復,因此剩漿不宜回用。
田仁粉漿液的黏度高,浸透性差,屬被覆性漿料,漿膜較粗糙脆硬,漿液配方中需用的輔助材料與淀粉漿相似。可與淀粉漿或CMC漿混溶,應分別溶解后再混合調制。田仁粉可用于高特、中特棉紗上漿。
3.甲殼質甲殼質是一種天然的有機高分子多糖,
甲殼胺又名脫乙酰甲殼質、殼聚糖、可溶性甲殼質等,是甲殼質脫去Ⅳ一乙酰基的衍生物,結構式為直鏈β—(→4)-2-氨基-2-去氧-D-葡聚糖,相對分子質量約12萬~60萬,在180℃左右分解。工業用的甲殼胺的脫乙酰胺一般在75%以上,它的規格常以黏度劃分,在1%醋酸溶液中1%含固量的黏度(20℃)表示:高黏度>1000mPa·s,中黏度100~200mPa·s,低黏度10~20mPa·s。
甲殼質問有強烈的氫鍵作用,幾乎不溶于常用的有機溶劑、水、堿、稀酸,只溶于濃鹽酸、硫酸、無水甲酸等。甲殼胺雖仍有較強的氫鍵,但由于分子中存在著氨基,破壞了原有的氫鍵和晶格,使分子中的羥基與水分子水合,分子膨脹并溶解。所以甲殼胺可溶解在水和許多稀酸中。
甲殼質及其衍生物很易成膜和拉成絲,一般可放在適當的溶劑中進行涂布、紡絲加工成所需要的形式,這種膜或絲具有一定的拉伸強度、透氣性、透濕性、滲透性和防靜電效果。甲殼質和甲殼胺有很強的吸濕性,吸濕率可達到400%~500%,僅次于甘油,高于聚乙二醇、山梨醇,可用于化妝品,也可制作分離膜、滲透膜、人工腎膜等。甲殼質及其衍生物有良好的可降解性和生物相
甲殼質及其衍生物溶液對紡織纖維、玻璃等有著良好的黏附性和親和力,預計今后在特種纖維(如玻璃纖維、陶瓷纖維等)上漿中有很大的應用潛力。在印染行業的許多功能性整理中,它有著自己的特色,用量在不斷增加。
4.黃原膠黃原膠是一種能溶解于水的生物聚合物,是一類較新的高分子材料。它是由假黃單孢菌經發酵產生的單孢多糖。發現黃原膠至今也只有三十多年歷史,但是真正搞清它的基本分子結構的流變特性,還是近十幾年前的事。
黃原膠具有類似于纖維素的聚β-1,4-吡喃型葡萄糖的主鏈及含糖的側鏈(如丙酮酸和乙酸基團),其相對分子質量在2×(104~107)。它是一種無毒的雜多糖,有獨特的流變學特性、良好的水溶性、增黏性、乳化穩定性、假塑性、顆粒懸浮性、耐高溫、耐酸堿和抗鹽鈣等性能,在食品、醫藥、采油、紡織、造紙和陶瓷等二十多個行業中有著十分廣闊的用途。黃原膠的工業化生產是采用微生物發酵來制取的,選擇合適的微生物菌種,調配含碳源培養液,在一定環境條件下發酵即得黃原膠混合物,再經分離、提純等后加工制得產品。黃原膠是一種不會凝膠的多糖,易溶于水,水溶液呈透明膠狀,具有一系列獨特的性能:
(1)流變性:黃原膠具有顯著的流變性,對懸浮、分散、乳化等起穩定作用。
(2)增黏效能:黃原膠可溶于冷水或熱水中,在低濃度下有很高的黏度,例如濃度為0.5%的黃原膠液黏度已有300mPa·s,2%濃度時已不能流動。
(3)黏度穩定:熱對其黏度的影響較小,也不受pH值變化的影響。
(4)相容性好:可與大多數的天然、合成增稠劑(如海藻酸鈉、淀粉等)相容混合,也能與高濃度的鹽類相容。目前主要用在紡織印染中,作黏附劑、載色劑、勻染劑、上光劑、上膠劑等。
在紡織經紗上漿中的應用正在探索開發,可作為特種纖維(陶瓷纖維、玻璃纖維
(六)海藻膠
海藻是生長在海水中藻類的總稱,種類繁多,海藻中含有具較高經濟價值的物質,如褐藻膠、角叉膠(鹿角膠)和瓊膠等。海藻膠的主要化學組分是各種多糖,有醛糖、糖醛酸或多糖酯,在紡織工業中作為經紗上漿劑和印染糊料應用。
褐藻酸鈉:褐藻酸鈉是通過酸化法或鈣化法從褐藻中提取的。
上漿性能:褐藻酸鈉是陰離子型漿料,對天然纖維有一定黏附性,也具有成膜能力,薄膜機械性能比淀粉好,但仍感剛硬,彈性差,在上漿工藝中,要求配合某些輔助材料。褐藻酸鈉漿液的性能在許多方面不同于淀粉漿,調漿及上漿工藝應采取相應措施:
(1)褐藻酸鈉漿需添加增塑劑,使漿膜柔韌可撓,一般常用乳化油。
(2)褐藻酸鈉溶液具有低濃高黏特征,表面張力大,浸透性差,屬被覆性漿料。在相似條件下,褐藻酸鈉的浸透力比淀粉漿低20%~30%,必要時在褐藻酸鈉漿的配方中,可添加陰離子或非離子型表面活性劑。
(3)上漿溫度主要由褐藻酸鈉溶液的黏度變化及浸透力之間的相互關系來確定。由黏度一溫度關系的試驗結果及生產實踐證明,上漿的漿液溫度掌握在80~85qC之間為宜。但是,也有不少生產廠為了提高漿液的浸透性、有利于漿液的輸送和提高烘燥效率,采用高溫度、低黏度的上漿工藝,溫度掌握在96~98℃之間,這時應注意黏度的變化。
(4)漿液的pH值宜為7~8,一般掌握在微堿性。pH值若低于7,黏度逐漸增加。酸性較強時,褐藻酸鈉將析出不溶性褐藻酸,漿液呈凝膠狀,不能用于上漿。
(5)褐藻酸鈉漿一般不宜混用滑石粉,因褐藻酸鈉本身顆粒細小、體積質量又低,對滑石粉的膠體保護能力很弱,若混用滑石粉必然會產生大量的沉淀。
(6)褐藻酸鈉是多糖類物質,干燥的多糖類物質,對一般的胰酶系統所產生的霉菌,有良好的抵抗能力,
(7)褐藻酸鈉漿液在調漿或上漿過程中易起泡沫。這是因為從各種褐藻提取褐藻酸鈉的過程中,使產品含有一定量的Na2CO3,在高溫或低pH值時會分離出CO2氣體。另外,褐藻酸鈉被微生物侵蝕,腐敗變質,實質是多糖被微生物吸收分解,也會放出C02氣體;機械攪拌、壓漿輥包布的擠壓等也都是褐藻酸鈉漿液起泡的原因。起泡時,加入少量硬脂酸鈉或乳化油,泡沫基本上可消除。
(8)褐藻酸鈉的親水性強,吸濕性高,漿紗回潮率應控制得低一些,純棉紗回潮率以5%~7%為宜。織造車間的相對濕度也應低一些,以免漿紗發軟。
如上所述,褐藻酸鈉漿料是一種低濃高黏的漿料,加上黏度差異大,含固量不可能高,純褐藻酸鈉漿的上漿率也不可能很高。為了達到一定的上漿率,保證紗線上具有一定厚度的漿膜,在配方工藝設計上,不能單純以漿液黏度為標準,還應設法保持必要的含固量。對低特高密織物,要求較高的上漿率,可適當混用淀粉或PVA。
褐藻酸鈉上漿工藝應采取高速攪拌調漿,使褐藻酸鈉顆粒均勻、充分溶解。常采用以定量定積為主,同時參照黏度、含固量的調漿方法。為使漿紗生產穩定,保證漿紗質量,一般使用低黏度、輕上漿、高溫度、重被覆的工藝路線。褐藻酸鈉與其他水溶性高分子化合物有良好的混溶性,常用于混合漿液。
未經次氯酸鹽漂白處理的褐藻膠,在調漿過程及漿槽中會有一股腥味,影響勞動環境,紡織廠宜用漂白過的產品。在調漿過程中,有時也可加入2%~6%(對褐藻酸鈉質量的比例)焦亞硫酸鈉,以減少腥味。褐藻酸鈉漿液可用于中特、低特棉紗上漿,也適用于粘膠短纖紗或粘膠絲上漿,并可與PVA或丙烯酸類漿料混合用于滌/棉紗上漿。褐藻酸鈉價格較高,使其應用受到一定限制。
(七)聚酯漿料
目前,短纖經紗上漿所用合成漿料主要是聚乙烯醇(PV
聚酯漿料是由對苯二甲酸與二元醇及其他有機化合物共聚而成,漿料中含有-NH2,—0H,-C00-等基團,具有含固量高、水溶性好、黏度低、滲透性好、對聚酯纖維黏附性好等優點,而且漿膜柔軟光滑,韌性大,抗拉強度高,吸濕性能好,對滌/棉紗、純棉紗有良好的黏附性能,能部分替代或完全替代PVA漿料,可減少后處理時產生的污染。但在漿膜強度、伸長等方面略不如PVA,有待進一步研究。
(八)特種漿料
是用于特種纖維材料的經紗上漿以及在特種要求或特種加工方式上應用的漿料,當前較成熟的有以下幾種特種漿料。1.聚乙二醇和聚氧乙烯聚乙二醇和聚氧乙烯在化學工業和高分子合成工業內常把它們作為兩大類水溶性高分子材料。從化學結構和制取的原料上,聚乙二醇和聚氧乙烯都是由環氧乙烷與水或乙二醇逐步加成而制得的。聚乙二醇和聚氧乙烯的區別是:相對分子質量低于2萬的叫聚乙二醇;高于2萬的被列為聚氧乙烯。因而在外觀形態上:聚乙二醇呈液態到蠟狀固態;而聚氧乙烯一般是粉末狀或粒狀固體。在紡織工業中主要是將聚乙二醇用于經紗處理劑,目的是廢除經紗上漿工序。當前在開發低特羊毛單紗上漿的漿料時,聚乙二醇是首選漿料,因為它可低溫上漿,這對羊毛纖維來說是很重要的。聚氧乙烯主要是用于織物加工的涂料以及利用聚氧乙烯的“抽絲性”紡制成水溶性纖維,用于高檔織物的紡織加工和醫用等特種紡織品。聚乙二醇在紡織工業中用途很廣,它們的脂肪酯常用作紡紗、針織、印染部門的潤滑劑,具有良好的潤滑和柔軟效果,相對分子質量較高
利用空氣或氧,對乙烯進行氧化,可得氧化乙烯(即環氧乙烷)。聚氧乙烯的漿膜堅韌,彈性好,成膜后仍有高的水溶性,易于退漿。作為水溶性原料,聚氧乙烯的吸濕性非常低,當相對濕度低于85%時,其吸濕量很小。即使相對濕度在90%~95%時,盡管吸濕量有增加,但薄膜表面幾乎不發黏。因此,在通常織造條件下(RH65%~80%,20~30℃),漿膜不會變黏,能保持良好的機械性能。聚氧乙烯的生化需氧量(BOD)很低,對環境污染較輕。
經紗上漿是聚氧乙烯應用的一方面,聚氧乙烯對許多纖維具有優異的黏附性,如醋酯絲、滌棉混紡紗、精梳毛紗等,少量上漿就能達到高的織造效果,尤其是對玻璃纖維與碳纖維具有良好的黏附性,可作為這些纖維的上漿劑與整理劑。聚氧乙烯在紡織工業中另一個用途是抽成單絲,制成水溶性纖維,與其他纖維混紡制得高檔的紡織品。
2.聚乙烯甲基醚聚乙烯甲基醚是由乙炔與甲醇,在催化作用下,發生乙烯基化加成反應,得到乙烯甲基醚,再經聚合而成。
聚乙烯甲基醚是一種非離子型水溶性高分子化合物,可溶解于水,水溶液呈飴糖狀。與甲基纖維素相似,在低溫下能完全溶解于水,溫度升高到33~35℃以上,則形成凝膠析出。略高于析出溫度時,聚乙烯甲基醚水溶液即發生沉淀,但若加入乳化劑,仍可保證膠體狀態。因此,用于高溫上漿時,必須添加適宜的乳化劑。聚乙烯甲基醚可溶于許多有機溶劑(例如醇類、胺類
3.聚乙烯吡略烷酮聚乙烯吡咯烷酮(PolyVinylPyrrolidone)簡稱PvP,是一種非離子型的水溶性高分子化合物,具有水溶性高分子化合物的一般性質,如膠體保護作用、成膜性、黏結性、增溶或凝聚丙烯酰胺作用等。但其最具特色,并受到人們重視的是其優異的溶解性和生物相容性。在合成高分子化合物中,像聚乙烯吡咯烷酮這樣既能溶于水,又能溶于大部分有機溶劑,毒性低、生物相容性好的品種并不多見。它的優異性能,使其價格雖然較貴,但仍然得到越來越廣泛的應用,特別是在醫藥、食品、化妝品這些與人們健康密切相關的領域中。
聚乙烯吡咯烷酮對許多物質的表面有優異的黏附能力,如對玻璃、金屬及塑料,是玻璃纖維、金屬纖維等特種纖維的優良漿料,也可用于三醋酯絲及特種纖維上漿。
二、助劑
助劑是為了改善某些黏著劑的不足,使漿液獲得優良的綜合性能的輔助材料。助劑很多,但用量一般很少,選用時要考慮其相容性和調漿操作方便。
(一)淀粉分解劑
分解的目的是增加淀粉漿的流動性,降低黏度,為經紗均勻吸漿創造良好條件。其原理是利用淀粉大分子的化學不穩定性,使用相應的化學試劑、物理方法或生物方法,降低它的相對分子質量,破壞它的顆粒結構。常用的淀粉分解劑有酸性、堿性和氧化分解劑。
圖3—3所示為小麥淀粉加入堿性分解劑硅酸鈉及不加硅酸鈉的黏度變化曲線。曲線反映了淀粉分解劑使淀粉大分子水解,降低大分子的聚合度和黏度,使漿液達到適于經紗上漿的良好流動性和均勻性,降低淀粉的糊化溫度,縮短淀粉漿液達到完全糊化狀態所需的時間,從而縮短漿液調制時間。
1.堿性分解劑堿在高溫及氧存在的條件下使淀粉大分子裂解,黏度下降,起到分解作用。使用堿
2.酸性分解劑和氧化分解劑酸性分解劑和氧化分解劑一般用于天然淀粉的變性加工,產品為酸解淀粉和氧化淀粉。淀粉的大分子遇酸后迅速發生水解反應,淀粉漿液黏度下降,滲透性增大。紡織廠應用的酸性分解劑有鹽酸(用量為淀粉質量的0.2%~0.3%)、硫酸(用量為淀粉質量的0.4%~0.5%)等。
氧化分解劑使淀粉中的羥基氧化成羧基,漿液的黏度下降,淀粉對水和纖維的親和力增加。氧化分解劑有氯胺T(用量為淀粉質量的0.4%~O.5%)、次氯酸鈉(有效氯質量為淀粉質量的0.5%~1.2%)、漂白粉(有效氯質量為淀粉質量的0.12%)。
3.生物酶分解劑生物酶分解劑是應用酶在一定溫度范圍內與淀粉發生反應,使淀粉大分子1,4一鍵分裂,淀粉降解,黏度降低。常在淀粉調漿時加入生物酶分解劑,酶的反應條件通常為pH=5~6,溫度50—60℃最為適宜,引發效能也最高。當達到所需的分解度時,升高溫度(85~95cC)維持15~30min,將酶殺死,停止分解反應。目前應用較多的生物酶分解劑為DDF,其用量為淀粉的5%。
(二)浸透劑
浸透劑即潤濕劑,是一種以潤濕浸透為主的表面活性劑。經紗通過漿槽時,漿液向經紗內部的浸透擴散程度與漿液的表面張力有關。表面張力越小,浸透擴散能力越強,在漿液中加入少量浸透劑的作用是使漿液表面張力降低,增加漿液與經紗界面的活性,改善漿液的浸透潤濕能力。
用于經紗上漿的浸透劑一般為陰離子型和非離子型表面活性劑。陰離子型表面活性劑宜在中性及弱堿性中使用,非離子型表面活性劑宜在酸性漿液中使用。
浸透劑一般用于疏水性合成纖維上漿。在棉纖維的細特、高捻或精梳紗上漿時亦可使用,以加強浸透
(三)柔軟潤滑劑
漿液中加入柔軟潤滑劑的目的是改善漿膜性能,使漿膜具有良好的柔軟、平潤性,降低摩擦系數,賦予漿膜更好的彈性,以減少織造時的經紗斷頭,提高織機效率。
1、漿紗油脂常用的柔軟、潤滑劑多數為油脂類物質,以動物油脂為主,它具有柔軟、潤滑為一體的性質。油脂的作用是使黏著劑分子鏈問松弛,從而增加其可塑性,降低漿膜的剛性,增加彈性伸長,同時還具有降低紗線與經停片、綜絲和鋼筘之間的摩擦系數的作用。
漿紗用油脂要求性質均勻穩定,一般是以多種動物油脂(牛油、羊油等)的混合物,經氫氧化鈉在一定溫度下部分皂化而成的,具有一定熔點、密度、皂化值、碘值及酸值范圍的化合物,呈固態或半固態,以適應漿紗工藝的要求。有時為了改善其乳液穩定性,還加入一些起分散乳化作用的表面活性劑。
油脂的用量一般為黏著劑干重的2%~8%,高密細特織物用量可適當增加,以淀粉類為主體的黏著劑,油脂用量較化學漿料為高。
2.固體漿紗蠟片固體漿紗蠟片(柔軟潤滑劑)是用于各類經紗上漿的新一代柔軟潤滑劑,有效成分幾乎達100%。它是由動、植物油脂經氫化精制而成,并根據纖維的特性和上漿的要求,添加有抗靜電劑、消泡劑、增塑劑等,一般不含礦物石蠟。是一種高效柔軟潤滑劑,具有良好的柔軟潤滑性、抗靜電性和增塑性,是紡織經紗上漿較優良的柔軟潤滑劑,也可作為漿紗后上蠟用。主要質量指標為:色澤和外觀為白色或淡黃色片狀或塊狀固體,有效成分>99.0%,不溶物≤0.1%,pH值為7左右,能分散在60℃以上的熱水中,熔點47~55℃。固體漿紗蠟片一般用量為主漿料重的5%~9%。
3.漿紗油劑漿紗油劑是由高純度的礦物油和多種表面活性劑、抗靜電劑等復配而成的。礦物油是一種卓越的潤滑劑,對紗線具有良好的平滑作用,可降低漿紗的摩擦系數,改善漿紗的導電性能,
(四)抗靜電劑疏水性合成纖維吸濕性差,是電的不良導體,在漿紗和織造過程中容易形成靜電聚積,以至紗線毛茸聳立,在開口運動時與相鄰經紗互相纏連,影響織造順利進行。為克服這一缺點,在漿液中加入少量以消除靜電為主的表面活性劑,不僅能起到良好的抗靜電效果,而且還使漿膜平滑。作為抗靜電劑的表面活性劑有離子型和吸濕型兩種,離子型抗靜電性能比吸濕型抗靜電劑好,如抗靜電劑SFNY、靜電消除劑SN等。
(五)防腐劑
漿料中的淀粉、油脂、蛋白質等都是微生物的營養劑。坯布長期儲存過程中,在一定的溫度、濕度條件下容易發霉。在漿料配方中加入一定量的防腐劑,可以抑制霉菌的生長,防止坯布儲存過程中的霉變。
漿紗常用防腐劑有2-萘酚、NL-4防腐劑、霉菌凈等。在堿性漿液中,2一萘酚的用量一般為黏著劑質量的0.2%~0.4%,酸性漿中為0.15%。0.3%。NL一4防腐劑主要成分為二羥基二氯二苯基甲烷,又稱雙氯酚,簡稱DDM,具有較強的殺菌能力,用量同2一萘酚。霉菌凈無臭味、耐高溫、不易燃、無腐蝕性,是一種高能低毒的防腐劑,對多種霉菌有良好的抑制作用,防腐效果比2一萘酚高50—60倍,在淀粉漿中使用時,用量為淀粉質量的萬分之一。
(六)吸濕劑
吸濕劑的作用是提高漿膜的吸濕能力,使漿膜的彈性、柔軟性得到改善。合成漿料的漿膜一般具有良好的彈性和柔軟性,因此漿料配方中不必使用吸濕劑。淀粉漿膜的缺點是脆硬,過于干燥時會脆裂、落漿。在冬季干燥的條件下,當淀粉上漿率較高時,可以考慮在漿液中加入適量的吸濕劑,以減少織造過程中經紗的脆斷現象。
常用的吸濕劑甘油是無色透明略帶甜味的黏稠液體。甘油的使用量一般為淀粉用量的1%~2%。此外,具有大量親水性基團的表面活性劑也可作為吸濕劑使用。
(七)消
漿液起泡不僅給漿紗操作帶來不便,而且會引起輕漿或上漿不勻等疵點。漿液中的泡沫是由液體薄膜包圍氣體而產生,漿液起泡的原因很多,如PVA漿的使用、調漿的水質、漿液中蛋白質含量等,黏度大的漿液中“泡沫壽命”也長,一旦泡沫產生之后,就難以自然消除。當漿液中泡沫生成之后,分批加入少量油脂類柔軟劑,可以作為消泡劑降低氣泡膜的強度和韌度,使氣泡破裂。常用的有松節油、辛醇、硅油、可溶性蠟等。
(八)溶劑
調漿通常以水作溶劑,一般潔凈的地下水、自來水是常用的調漿水。
根據水中鈣、鎂鹽類含量的多少,將水分為硬水和軟水,以水的硬度來衡量。我國水的硬度表示方法為:1L水中含有相當于10mg的氧化鈣鹽的硬度稱為1度。8度以下稱為軟水,8度以上稱為硬水。
調漿用水以中等硬度的水為宜。用軟水調漿時,漿液易起泡沫,特別是當有表面活性劑類輔助漿料存在時,起泡現象更為嚴重。而硬水中的鹽類會與漿料配方中某些成分生成不溶性鹽,這些鹽類物質會在漿紗上形成“銹斑”,退漿工序中難以消除,導致印染疵點。
相關信息 







推薦企業
推薦企業
推薦企業