（纺织材料与纺织品设计专业论文）羊绒棉混纺单纱上浆初探.pdf

秽 摘要 0 3 z 1 3 0 5 确纺毛织品作为一种高档的服装面料，目前国内 外总的需求趋势是轻薄、高档、精制、花色品种丰富 。轻薄型羊绒及羊绒混纺新产品系列是当今世界纺织 市场流行发展的趋势，当前我国涉足精纺羊绒面料领 域的企业为数不多，而能批量加工出高档精纺面料的 企业更是凤毛麟角。 单经单纬法是生产轻薄毛织物的主要方法，经纱 上浆是单经产品织造前的必要措施，本实验采用的是 内蒙古包棉的羊绒棉混纺单纱，椿文立足于改善织 造性能，提高其可织性。本文采用了十种浆料配方对 羊绒棉混纺单纱用自制的上浆设备上浆。其中l 寄 5 为p v a ，淀粉为主粘着荆，只是两者比例进行了 变化：而6 1 0 薛为p v a ，淀粉，p t 的混合浆。 并对各种配方进行了浆膜的制作，对浆膜进行强力、 断裂伸长、耐磨性指标的测试，而且对上浆纱的性能 进行了多次测试，分析和比较，并且利用数学理论方 法选p v a 与淀粉的最佳配比。从而进一步选出最佳 浆料配方。最后，通过小样试织，验证了羊绒棉混 纺纱的可织性，并且比较不同组织与密度对织物外观 的影响。 关键词：羊绒纤维，浆纱，优穗。混纺纱。 a b s t r a c t w o o lf a b r i c ，a sak i n do f h i g l g r a d ew e a r i n gc l o t h t h er e q u i r e m e n tt r e n di sl i g h t ，c o r n f o r t a b l e ，e x q u i s i t e ， c o l o r f u la n da b u n d a n tp a t t e r ni nt h ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lm a r k e t t h ek i n d o fc a s h m e r ea n db l e n d e dc a s h m e r en e wp r o d u c ti st h ep o p u l a rt r e n di nt h et e x t i l e m a r k e to ft h ew o r l d t h e ne n t e r p r i s eo fp r o d u c t i o nc a s h m e r ec l o t ha r en o tv e r ym u c hi no u rc o u n t r yn o w b u t t h ee n t e r p r i s ec a np r o d u c th i g h - c l a s sc a s h m e r ec l o t hi s s o l e s s t h em a i n m e t h o dt op r o d u c et h ew o o i l i g h tf a b r i c i ss i n g l ew a r pa n ds i n g l ew e bw e a v e n w a r ps i z i n gi st h e n e c e s s a r ym e s s u r eb e f o r ew e a v i n gs i n g l ew a r pf a b r i c t h i se x p e r i m e n tu s e dc a s h m e r e c o t t o nb l e n d e d y a m c o m i n gf r o mn e im e n gb a ot o uc o r o nf a c t o r y i nt h e p a p e ri m p r o v i n gt h ep e r t o r m a n c eo tw e a n n gt h e nl m p r o 。 v i n gi t sa n yw e a v i n gc a p a b i l i t yp e r f o r m a n c eh a sb e e n r e s e a r c h e d w eu s e dt e ni m g r e d i e n t st os i z ec a s h m e r e c o t t o ny a mb ys i z i n gm a c h i n em a d eb yo n e s e l f f r o m n olt o n o5 ，p v a a n ds t a r c ha r et h em a i n a g e n ta n dt h e i rr a t e sa r en t os a m e b u tf r o mn o6t on o 10 p v a s t a r c h p ta r e t h em a i ni n g r e d i e n t s f i l mh a s b e e nm a d ea n dt e s t e dp o w e r b r e a k i n ge l o n g a t i o n w e a r a b i l i t ya n dt h ep e r f ( ) r m a n c eo fs i z i n gy a r nh a sb e e n t e s t e da n a l i s e da n dc o m p a r em a t h e m a t i cm e t h o dh a sb e 。 e nu s e dt of i n dt h eo p t i m u mr e a t eo fo u tp v ac o o d s t a r c ha n dt h e nw o r k i n go u tt h eo p t i o m u mi n g r e d i e n t s f i n a l l yp r o v i n gt h ew e a v i n gc a p a b i l i t yo fc a s h m e r e | c o t t o ny a r na n dc o m p a r i n gt h ea p p e a r a n c eo ft h e f a b r i cm a d ei nd i f f e r e n tw e a v e sa n dd e n s i t i e s k e yw o r d ：c a s h m e r e ，s i z i n g ，o p t i m u m ，b l e n d e dy a m 前言 人们生活水平的提高和时装的高档化，对精纺毛 产品提出了越来越高的要求。精纺毛织品作为一种高 档的服装面料，目前国内，4 - 的需求趋势是轻薄、高档 、精致、花色品种丰富、轻薄型羊绒混纺新产品系列 是当今世界纺织市场流行发展的趋势。通过混纺，不 仅可以降低成本提高经济效益，还可以利用纤维的各 自特点，达到互补所短共展所长的目的。在我国羊绒 加工业已具有了一定的规模，许多羊绒产品在国际市 场上占有重要地位。但我国精纺羊绒面料的生产起步 不久，能批量加工出高档精纺产品面料的企业更是凤 毛麟角。由于高支轻薄化已成为近年来精梳毛织品发 展的主流，传统织物凡立丁、华达呢、贡呢、花呢等 逐步向轻薄化发展，但这些技术的应用全都依赖于新 的纺纱设备和浆纱设备，由于目前纺织行业普遍不景 气，绝大多数厂家无力购买这些设备，严重地限制了 轻薄型织物的开发和生产。因而在我国高档的精纺羊 绒制品至今寥寥无几，将羊绒在充分体现其优点的同 时，继续朝精、细加工方面发展，深加工为高附加值 产品已成为势在必行的趋势。 由于羊绒纤维长度、强力的限制以及精纺系统的 工艺特点，确定了羊绒在精纺中不宜纯纺，一般用于 混纺。目前我国已生产出羊绒绢丝、羊绒羊毛混纺 花呢、啥味呢、凡立丁等产品。据w o o l r e c o r d 报道，羊绒辛帛混纺本来以为是不可能的 ，但近几年已成为焦点问题。我国有些厂家已纺出羊 绒棉混纺的单纱，国际市场上出现的精纺衬衫呢、 驼丝锦、缎背花呢国内还处于研制阶段。 羊绒、棉它是两种不同的纤维，羊绒它属于蛋白 质纤维，是我国珍贵的特种动物纤维资源之一，在世 4 界上素有软黄金之称。羊绒纤维由鳞片层和皮质层组 成，没有髓质层，鳞片呈环形，张角小，鳞片边缘光 滑，纤维截面呈规则圆形，所以羊绒纤维具有高雅的 光泽和柔软手感，为羊毛所不及，其细度较细平均 为1 5 “m 左右，它比羊毛短很多，平均长度3 5 4 0 m m ；羊绒嗫湿性高于羊毛，保暖性优于其它动物纤维。 棉属于纤维素纤维，与羊绒混纺形成纱线的棉采用的 是长绒棉，又称海岛棉，它是棉纤维中最具有纺纱价 值的纤维，是纺细支纱的好原料，其纤维强力高，光 洁度好，单纤维是棉纤维中最长的纤维3 3 6 4 r a m ， 有较好的吸湿性，且价格低廉。采用5 0 羊绒与5 0 长绒棉混纺，这就决定了纱线及其织物具有较强的羊 绒外观与手感有助于保持其高档性而且成本也大大降 低。 鉴于我国的实际情况，对轻薄型羊绒织物的研究 尚处于起点阶段，许多方法还在摸索之中。单经单纬 法是生产轻薄毛织物的方法之一，而且是最有前途的 方法之一。单经单纬法生产轻薄型毛织物，是将细纱 机下来的纱不经过并线，捻线工序，直接进入织前准 备车间，经过络筒、整经成一个大的经轴，而后进行 浆纱成织轴并上机织造，但单经单纬织造存在三个问 题：1 强力问题2 耐磨性3 毛羽问题。因此解决浆 纱问题是单经单纬织造的困难所在。目前，对于纯棉 纱或纯毛纱上浆已研制出许多高效高性能的浆料，而 对羊绒棉混纺纱适于的浆料还未见详细报道。本研 究针对于羊绒、棉纤维特点对浆料进行了一定的探讨 ，从而优选出几个适于羊绒棉混纺纱的浆料配方， 并试织了小样。 第一章羊绒棉混纺纱织造性能及上浆的必要性 1 1 羊绒棉混纺- 纱织造性能 本课题采用的羊绒棉( 5 0 5 0 ) 混纺纱为1 6 8 t e x ( 5 0 支) 的单纱。传统的精纺毛织物是用股线织造 的，其经纱生产工艺流程通常是细纱一并线一捻线一 络筒；而我们要采用单经单纬织造，其加工过程仅为 细纱一络筒两道，工艺流程缩短很多。通过分析此单 纱生产加工过程及其结构性能，我们可知：( i ) 此混 纺纱毛羽较多，每2 米纱毛羽长度为3 m m 平均为1 4 3 6 个，织造时邻纱的毛羽极易纠缠，产生毛粒，使经纱 不能顺利通过停经片，综丝眼和钢筘，造成开口不清 ，这是断头的主要原因：( 2 ) 股线由于采用反向加 捻，纱线表层纤维与纱线轴线的倾角较小，接近乎行 ，并且在合股加捻中减少了一部分单纱毛羽，这使股 线的摩擦系数小，很耐磨，而单纱表面纤维与纱线轴 线成较大的倾角，加上众多的毛羽，所以单纱沿轴向 摩擦系数较大，耐磨性差：( 3 ) 股线能在合股过程 中相互弥补，使条干更为均匀，强力高，不易断裂； 而单纱条干不匀得不到弥补，纤维间抱合力较差，受 力后易在薄弱环节断裂，断裂强度较低；( 4 ) 羊绒 纤维静电强，织造过程中纱线易于缠绕，而且羊绒纤 维本身弹性大，毛羽粗而刚硬，不宜伏贴；( 5 ) 反 向加捻的股线内应力平衡，纤维多处于平行顺直状态 ，纱线柔软，弹性好，而单纱的内应力不 1 2 经纱上浆的丛要性 一经纱上浆的目的 织造过程中，经纱与综丝、铜筘、停经片等的摩 擦，及相互之间的摩擦，以及( 开口和打纬) 加在纱 上的张力，；中击力等等，都会引起纱线起毛以至断头 。经纱上浆后，单纤维间的粘结力增强，从而提高了 纱的强度，纤维表面毛羽的伏贴性，使纱的平滑性提 高，被覆的浆膜减少了纱的摩擦系数，提高了纱的耐 磨性能。同时要注意尽可能使经纱弹性和断裂伸长率 不要降低太多，上浆目的就是要提高经纱的织造性能 。主要从以下三方面来考虑： 1 增强性 短纤纱是短纤维集合体。纱的强力来自于单根纤 维本身以及纤维柬内部纤维与纤维之间的抱合。上浆 过程中，经纱经过浆槽中浆液的浸湿和压浆后，浆液 分布于纱线内部，填充于纱线间的空隙中，经烘房烘 干后，纤维被浆液粘着，相互形成一个整体。故浆纱 的强力较原来的纱线强，对于纯棉可提高2 5 5 0 。 2 耐磨性 在目前的纺纱工艺条件下成纱，即使经过精纺的 纱线，表面也不可避免地裸露一些游离纤维。作为经 纱，必须予以处理，使游离纤维尽量减少，达到纱身 光洁，减少摩擦以利于织造的目的。在开口时，必须 减少相邻经纱的搭粘，同时希望在经纱表面形成一层 薄膜，以防止经纱在织造时受通道( 综、筘) 摩擦而 起毛。同时上浆后纱线表面形成的薄膜保护层可达到 减少磨损的目的。 3 保伸性 上浆过程中，纱线经过退绕卷绕，必然要承受一 定的张力，而拉伸迫使纱线的弹性伸长有损失。经纱 经过上浆，浆液渗透到纱线内部，相互粘结使滑移的 能力相对削弱，浆纱的伸长率较原来的，j 、。在织造过 程中，如果浆纱失去了弹性伸长的能力，是无法进行 织造的。因此，必须采取保伸措施，如浆纱保持一定 回潮率，浆膜必须具有的吸湿能力和柔软性。 二羊绒丰帛混纺纱上浆必要性 对于羊绒棉混纺单纱提高其织造性能可采用上 液蜡，上乳化液，上冷浆剂，上浆等方式。根据生产 实践、文献资料和工厂生产实践表明，通过上液蜡， 上乳化液，上冷浆等方式可润滑纱线，一定程度的伏 贴毛羽。对减少断头和织疵有一定效果。但对于织造 难度较高的单经单纬绒辛帛产品，尤其是此单纱细度 仅为1 6 8r e x ，在2 5r e x 以下，就必须采用上浆才能 进行织造。通过上浆，可以提高纱线强力，粘附纱线 表面毛羽、减少纱线起毛、起球，减少摩擦系数，防 止产生静电，进而有利于织造生产。 第二章浆料的选用依据 2 1 经纱上浆对浆料的要求 一浆料必备的条件 对浆料来讲，在上浆、织造、退浆后整理等工序 中，都有它的要求条件，作为浆纱用浆料所必备的性 质并不是那么简单，上浆时着眼于提高纱线的织造能 力，而在退浆后整理时还要求退浆容易，其主要的几 个条件为： 1 粘结性 由于浆料是粘结荆，因而粘结性是浆料的特别 重 要特性，对亲水性棉纤维或疏水性合成纤维，应选择 亲合性和相溶性好，粘结性强的浆料。上浆经纱在织 机上要受到反复的摩擦，如果纤维间粘结不良，浆膜 就会从纱上脱落，使单纤维相互间的抱合力降低，结 果产生毛羽，影响织造。 2 渗透性 浆液通过纱线外层的被复，使毛羽伏贴，同时渗 透到纱的内部形成胶质体。这样不仅使纱的表面光滑 ，而且增加了纱的强度。为此，就要求浆液能渗透到 纱的内部，使单纤维之间尽可能紧密地胶着。如果渗 透不良，纱线表面即使有完整的浆膜，在弯曲时浆膜 也会脱落，在生产过程中，浆纱手感好象浆得很好， 毛羽伏贴，但上杌织造后，落浆多，再生毛羽增加， 开口不清，断头明显增加。 3 退浆性 坯布一般要经过漂、染整加工，因而要求退浆容 易。对精、练、漂、染不发生障碍。最近合成浆料的 种类增多，其中有的浆料是难于退浆的，因此在采用 新浆料时，应把退浆性能考虑在内。 4 经济性 织布过程中，上浆费用约占直接加工费的1 0 1 5 ，所以无论浆料的性能怎么好，也不能忽视它的 经济性，价廉物美是最理想的。也有浆料的价格虽然 相当高，由于性能非常好，其用量低，总成本可以降 低。浆纱对浆料的其它要求还很多，例如：浆液的成 膜性，耐磨性和吸湿不再粘以及浆液粘度的稳定性， 与其它浆料的混溶性，不易起泡沫和无臭味等， 二选择绒棉混纺纱用浆料应考虑的因素 9 l - 由于是绒棉混纺纱，选择浆料时要兼顾两种纤维 的特点，从“相似相容”观点看，棉纤维中主要 结构基团是羟基，浆液中含有羟基是必不可少的 ；另外，由于羊绒纤维上具有鳞片结构其正反 方向的摩擦力相差很大，造成断裂不匀率增大， 所以上浆时，浆料必须能浸透纠各种纤维之间， 并对纤维有很好的亲和性，所以浆液中还必须含 有酰胺基。 2 由于棉纤维易受碱的作用而遭破坏，而羊绒的化 学组成为角朊，角朊易受碱、氧化剂、还原荆的 作用而遭破坏，故浆液不能含有氧化荆、还原荆 等物质，宜用微酸性或中性浆液。 3 羊绒纤维含有油脂和纺纱过程所加的和毛油，也 会影响浆液对纱线的渗透，尤其是高浓高粘的浆 液，必须添加渗透剂。 4 羊绒纤维弹性好，断裂伸长率较大，而一般的浆 料其浆膜的断裂伸长率都较小。若所选用浆料的 弹性与绒棉纱弹性不相匹配，会造成拉伸过程中 的不同时断裂，从而出现上浆后强力提高不大， 甚至低于原纱。 5 羊绒纤维特有的缩绒性，不利于浆料的粘附和渗 透，在湿热的上浆条件下还很容易造成纱线的伸 长和张力不匀。为了使浆液能渗透到纱线内部， 通常采用9 0 9 8 的温度进行上浆，如果降低温 度则会出现浆液渗透不足，浆纱表面浆膜被覆不 稳定，从而使上浆后纱线的强力，耐磨性及毛羽 的伏贴达不到要求；但温度太高易使羊绒发涩， 破坏羊绒鳞片及结构，且温度升高后，浆料分子 激化，粘度降低，导致上浆不足，成膜不理想。 6 在单纱中只有少量的内层纤维平行j 顿直而大量 的外层纤维处于杂乱无章的包缠状态，使单纱易 发硬，发毛，影响弹性，伸长率及吸湿性，造成 浸透困难，并且此纱线特数很低，纱线截面含有 的纤维根数少，根数分布不匀率高。因纤维间相 互接触的面积小，当毛纱拉伸时，滑脱纤维根数 的相对比例较大，这就使得单纱条干不匀率、强 度不匀率增大。纤维在受力时易产生外层纤维断 裂、内层纤维滑脱的情况。因此促使浆液渗透到 纱线内部，增强纤维间的抱合力，对改善单纱的 强力是很重要的。 7 羊绒纤维的蛋白质结构的防蛀、防酶和混纺纱线 的抗静电性都是选择浆料时应该重视的， 8 上浆对羊绒棉混纺纱织物的手感和风格影响较大 ，所选用的浆料需上浆容易，退浆方便，彻底。 9 调浆简单，质量可靠，成本要低，经济可行。 2 2 主粘着剂的选择 浆料配方主要由成膜剂( 主粘着剂) ，膜增塑荆 ( 或膜改性剂) 、粘合荆、间滑荆、润滑剂、渗透荆 、防霉剂等成分组成，其中成膜剂是必不可少的主要 上浆材料，其它成分都是改进成膜剂或使浆料提高浆 纱性能。 为需要上浆的纱线选择主粘着剂时，首先应当根 据组成纱线的纤维的化学结构来考虑，因为和纤维的 化学结构相类似的粘着剂对纤维具有良好的粘附力。 如果以纤维大分子上所带有官能团可分为亲水性的( 如羟基、羧基等) 和疏水性的( 如酯基、烃基) 两大 类。对亲水性纤维( 如棉粘胶等) 选择亲水性官能团 占优势的粘着荆，对疏水性的纤维( 如涤纶、丙纶等 ) 就应选择疏水性官能团占优势的粘着剂，对混纺纱 上浆时，首先应考虑纱线中占优势成分的纤维特性 然后照顾其它成分的纤维特性来选择粘着荆。 粘着剂对纱线之间的粘附力一般认为是由副键( 范德华力) 、氢键、静电作用力以及机械键( 即粘着 力与纤维分子键或分子链的尾部、中部相互扩散纠缠 而引起的力，亦称安定效应) 等作用力所构成。从浆 纱工艺各个现象来分析，当浆纱被烘干后，粘着力与 纱线之间的粘附力当以机械键为主。粘着荆和纤维之 间一般不存在稳定的化学键。影响粘附力的几个因素 为： 1 粘着剂的分子量 粘着剂的分子量过低时，由于本身内聚强度低， 几乎不具粘附力。随着分子量的增加，分子扩散所产 生的粘着力也随之升高，若超过一定限度，由于粘着 剂分子过分庞大，扩散作用慢且困难，粘附力反而减 少。因此选用粘着剂时，必须考虑适当的分子量。 2 粘着剂的分子形状 带有长支链及有规则结构的长链形分子具有较好 的粘附性能，这是因为它具有良好的柔韧性及灵活性 ，分子末端数较多，扩散性能较好。反之，若带有大 量的短支链分子或带有笨重的支链，则粘附力性能就 显著下降。具有网状和体形大分子结构的高聚物均不 宜使用。 3 纱线的特性与表面状态 为了使粘着剂发挥良好的粘着力，根据物理化学 上相似相溶性原理，应选用与纤维化学结构相似的粘 着剂，就纤维的表面状态来看，如表面具有鳞片的羊 绒、羊毛和表面粗糙的无光人造纤维或合成纤维，其 吸附浆料的能力就较表面光洁的纤维为强。 根据以上因素及羊绒棉纱特点我们选择了以下 几种主粘着剂。 ( 一) p v a 一聚乙烯醇( 一c i - h c h o h 一) 聚乙烯醇被认为是从棉纱直到合成长丝，羊毛纱 等任何种类的纱都能应用，成为最重要的浆料。p v a 它具有合成高分子物质所具有的优良性能，浆膜透明 而强韧，耐磨性好，其拉伸强度、弹性伸长和耐屈曲 强度均很优越，对毛、棉、粘胶等具有很好的亲和力 ，同时，它是一种非离子性浆料，故抗湿能力很强， p v a 的混溶性好，能与淀粉，c m c 和聚丙烯酸类 浆料混合使用，其稳定性能较好，粘度稳定，耐酸、 耐碱、不易腐败。p v a 分为部分水解p v a 和完全醇解 p v a ，其性质主要由它的聚合度和醇解度决定。随着 聚合度的提高，p v a 溶液的粘度、粘附性、成膜性 能、结皮倾向和膜的机械强度，刚性都相应增大，但 水溶性，浆膜的柔软性变差，浆液的流动性，润滑性 能也相应降低。过高的聚合度对经纱上浆及印染、退 浆都会造成一定影响。一般要求上浆的p v a 在1 0 0 0 1 7 0 0 ，对毛纱及毛混纺纱上浆时，大多采用高聚合度 的完全醇解p v a ，以使毛羽较好贴扶。部分醇解p v a 的大分子上还带有体积较大的醋酸根。醇解度在8 8 左右，具有较好的水溶陛，但醇解度过高或过低其水 溶性能反而降低。 一般工厂使用的为完全醇解型p v a ，它存在很多 缺点： 1 浆液调制困难，需要在高速搅拌下煮沸2 3 小时才 能溶解均匀。 2 浆液易起皮造成浆斑。 3 分纱难，易撕裂浆膜，在浆纱过程中二次产生毛羽 4 退浆污水难降解，污染环境。 聚乙烯蹲叁1 9 4 0 每蓄次作为上浆专专瓣使用詹，就 被认为是理想的纺织浆料之一。但经过长时间的使用 实践疑化学分析发现p v a 浆孝 有黄污染环境的致命弱 熹。薅欧诸鬣已完全取消了p v a 在纺织工韭的应璃， 我国纺织工业也面临着如何取消成尽量减少p v a 在纺 织王藏酶应躅耀题。 ( 二) 变性淀粉 淀粉用于经纱止浆已有悠久的历史，其资源丰管 份格低麇，对环境污染小。为改纂愿淀耱浆膜娆硬， 伸度小，弹性差，粘度不稳定，特别是对疏水性纤维 粘着性能差的缺点。人们对淀粉进行了爱性处理。第 一代变注淀粉为转仡淀粉，变礁方式为鼹聚反应、氧 化反威。第二代为淀粉衍生物，方式为引入化学基团 或低分子亿舍物。第三代雉接鼓淀粉方式是 l 入具有 一定聚合度的合成物。 l 酸麓淀羚 酸变性的主要目的是降低淀粉的粘度，改善其流 动性，提高躲度的热稳定性，以扩大原淀粉的应用功 能，达到高浓低粘，适合离压上浆的要求。酸解淀粉 变性的基本原理是酸对淀粉大分子中葡萄糖成键的催 纯拳勰终鼹，健大分子聚合疫降低，达多l 豢解砖窭蟛 ，成本低，浆纱质量好，迓应面广，它与p v a 混合可 获得较好上浆效果。 2 氧化淀粉 氧饱淀粉麓整秘是隆瓴豁度葶尊馒淀粉分子上产生 一定量的羧蕊，提高对纤维的粘着力。其浆液的流动 性、浸透性和成膜性均好，色泽洁白而透明，浆液稳 定而不易沉淀。但英浆壤比较麓，耐磨性差，在浆液 中以辅助浆料出现，一般用量在p v a 量的4 0 以内。 4 3 交联淀粉 交联淀粉是一个交联荆分子把两个淀粉分子连接 在一起的一种变性淀粉。其最大的特点是具有良好的 粘度、稳定性和耐热性。困其粘度过高，一般只用于 被覆为主的多毛羽的经纱上浆。 4 醚化淀粉 淀粉在适当的条件下与烃基反应，使羟基中的氢 恶被烃基所取代生成淀粉醚。主要品种有羧甲基淀粉 ( c m s ) 、羟乙基淀粉( h e s ) 、羟丙基淀粉( h p s ) 等水溶性淀粉醚。羧甲基淀粉( c m s ) 主要作用 是替代价格较贵的羧甲基纤维素( c m c ) ，以增 强浆液各组分的混溶性和增稠作用。羟乙基淀粉( h e s )是非离子型淀粉衍生物，有良好的水溶性和 较好的粘度稳定性，不易凝胶，可在6 0 7 0o c 进行低 温上浆，以上几种淀粉醚其成本高，选择宜慎。 5 阳离子淀粉 因其分子上引入了帝阳电荷的基团而对带阴电核 的纤维具有高的粘附性，而且能消除纱线表面的静电 ，还因阳离予基团都比较长，浆膜光滑柔韧，上浆效 果好，尤其适合含化纤比例较高的毛混纺纱。 6 接枝淀粉 是现有变性淀粉中最新的一种，它是近年来发展 较快的技术含量高，性能优异的变性淀粉。因淀粉分 子上接入了大分子支链，如乙烯或丙烯类单体，改善 了淀粉的粘接能力。其性质主要由接枝单体性能和接 枝率决定。因为它是由淀粉分子链和合成高聚物分子 链两部分所组成，其浆料兼具淀粉和合成浆料二者的 特点互补长短，价格却大大低于合成浆料，而且接枝 前后依然可以进行变性，从而可显著提高对毛纤维和 合成纤维的粘附性和成膜性，浆膜弹性和伸度以及粘 度稳定性均有较大提高，可作主浆料，甚至可以单独 上浆，避一步完善接枝淀粉性能，实现单组分上浆， 将是以后研制工作的重点之一。 7 酯化淀粉 淀粉酯是在适当条件下，使用化学活泼性较强的 酯化剂( 如酸、酸酐等) 使淀粉大分子烃基中的氢被 酸根取代生成淀粉酯。由于上浆的酯化淀粉主要有： 醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉、氨基甲酸酯淀粉( 更称尿 素淀粉) 。 醋酸酯淀粉是在淀粉分子上引入乙酰基( 一c o c h 3 ) ，浆液分散性能好，较透明，浆膜有韧性，由于其浆 液不易凝胶，可用于毛纱低温上浆( 6 0 左右) ，以 防止高温上浆对毛纤维的损伤。缺点是耐碱性差，酯 基不耐水解。 尿素淀粉是尿素作用在淀粉上引入氨基酸甲酯基团 ( 一c o n h ：) ，它使浆料易分散、粘度降低j 具有良 好的粘度稳定性，对纤维的粘附性也略有增加，但浆 膜吸湿性强，应注意防止纱线发生粘连。 磷酸酯淀粉一 由于本实验采用的变性淀粉为磷酸酯淀粉故对其作一 下详细介绍： 磷酸酯淀粉是淀粉中的羟基与磷酸盐反应生成的。含 有磷酸酯基团( 一p o o h o n a ) ，易分散在水中， 由于纱低温上浆时不会凝冻，乳化性好，与p v a 混溶 性好。 磷酸酯淀粉的质量指标 外观白色无味粉末 水分 1 4 磷酸萌淀粉的变性机理 细度 9 9 粘度 l o 一2 0 m p a 。s 一般的氧化酯化淀粉仅适应于中、低档产品上浆 而磷酸酯变性淀粉由于经过深度的化学反应改变了 艨淀豁蟪建郎缝搀，使熙淀粉分子烃基被磷酸髓基霹 嚣器戎，酝基姆辱l 入裁鬟了黥淀豁旁手中烃基赡氢键 姆合作用，降低了分子问的作用力，使分子链节活动 蟮蠡。分子麓戆爨勇藏鬟，扩鼗簸秀凄强，薮壤觅温 震降低，粘腱减小，浆液的流动性，浸遵惶提高，从 慧改攀了与绎维同的粢舍慷瞧。磷嫒酯淀粉谖激 间e a , - 单 、方菠，璃黎簿霹缩短，枣磷子节筠蠹漂。臻黢鼗淀 粉属离浓低粘型浆料，用于细支离密产潲上浆，浆液 漉动鲢、浸透犍好，越霪稳，器瓣瞧强，使织造骨嚣 清晰，经向断头率减少，可织往提高磷酸酯淀粉与p v a 、褥爆酸类浆糟混合姨飕，遗合于纯棒产必上装 叉适誊予褥混翁产菇上黎，特鬟丧鑫支裔密产菇主装 中，离浓低林特性将以充分发挥；磷酸黼淀粉可取代 罄分p v a ，使装鞲或奉簪稳；娶境污象蔽多，对垒耍 降耗蹭效，增加竞争能秀一产生了直接缀济蔑擒。 三，黎懑律酸类蒙辫 爨鼹溪羧类装露警跫交鼗酸类攀终戆聚耪、共聚 榜或簧混聚特酶总黎，宙予英耘藩力强，粘壤舆有一 定的强度，熟乳波蟪单俸缘分可以改变，能够调整浆 膜爵蒙款蕴务赫饕镎长，辫篮英饔嶷努麓拳溶涟；霹 环境湾染小等特点，被视_ = ；台p v a 替代的一个重鼹途径 ，是皴有发鼹蘸逾骑浆势之一。巍予莫嚣虚获瓣缺黧 一霹毙理除黢还幂褥大量采趱聚蕊浠粪浆褥上浆，只 能将蒜作为麟助浆料使用。 第一代凝雨烯酸獒浆稀盘要肖聚雨烯酸甲酝( p a m ) ，聚螽烯琵竣( p a a m ) 和2 8 掌装粹。对于爨 西霹虢胺，窀是水溶往爵，它磅装膜强震 l p v a 还婺 摄，晓砖尼龙、聚内烯类绺维及纤维索辨维以髓羊毛 、羊绒筹翼煮缀鍪妁豁露浚，宅丐草蠹上蒙，也可毒 淀粉曩配上袋，降低成本。但这一代浆耕含围激低( 8 - - - - 1 4 嚣) ，流动蠛装，馒燧不方便，莠显虫予性毙 不完善，所以已属淘汰产品。第二代含固量高( 均在 2 0 以上) ，产品粘度低，粘附性，再粘性也比第一 代产品有较大的提高。第三代产品为固体丙烯酸类浆 料，产品还处于试验阶段。另外，近年来对丙烯酸多 元共聚浆料的研究开发获得了较快发展目的在于利 用两种或两种以上不同性能的单体，根据其性能的不 同，以不同配比，在一定温度条件下进行共聚，获得 不同的浆料性能，如良好的粘着性、水溶性以及较低 的吸湿性等。 毛纱上浆宜选用丙烯酸类浆料，是因为浆料和纤 维之间具有相类似的极性基团( 酰胺基) ，它对毛纱 粘着力好，形成的浆膜弹性及柔软性好，有一定的抗 静电性，且退浆容易，不足之处是浆膜再粘性大，浆 膜嫌软，并帝有难闻的气味。 本浆纱试验，我们选用了美国西达公司产品p t 浆料，它是：p o l y b o n d t 浆料的简称，它也属于丙烯 酸类浆料，其主要特性：外观呈淡黄色粉末状，含水 率为3 ，p h i 1 i _ g 7 5 ，粘度为3 0 9 0 c p a s ( 浓度5 ，2 5 ) 。 p t 浆料对酸、碱及电解质均较稳定，不发生 化学发应：遇酸、碱及电解质后，粘度变化较小，略 有降低。p t 属于阴离子型浆料。下图是p t 浆料 红外吸收光谱图。 p - - t 浆料红外吸收光谱膪 从光谱图看出，其图形与各种丙烯类浆料的标j 隹 红外吸收光谱图相比，有很大差别，图中出现了许多 各类浆料所具有的特性吸收峰。因此，可推断p i 为多组分浆料。 图中在3 3 0 0 3 5 0 0 c m 一1 ( o h 伸缩振动) 范围 内有非常明显的宽而强的吸收峰。同时在l3 4 0 c m “ ( c h 面内弯曲振动) 附近有一个较弱的吸收峰， 并且在9 0 0 c m 一和8 5 0 c m “( o h 反伸缩振动) 附 近均有吸收峰，这些都是含有羟基物质必有的特征峰 。淀粉、c m c & p v a 都有羟基，因此都有这些特征 吸收峰。 在2 9 4 0 c m ( c h 对称伸缩振动) 及1 4 3 0 c m 一 ( c c h 2 摇摆振动) 附进有明显的吸收峰，说明该 浆料是以碳主链为骨架的高分子化合物。 在1 6 1 0 c m l( c = o 反伸缩振动) 附近有很强的 吸收峰，这可能是一c o o 一羧酸盐特性峰，也可能是 酰胺( 1 1 ) 特征峰，或者是二者皆有重叠，可进行化 学分析加以鉴别。 在1 2 4 5 c m l( c o c 反伸缩振动) 有酯基吸 收峰，此为部分醇解p v a 或丙烯酸酯浆料所具有特性 峰。 一。一 在1 0 6 0 c m附近有六环振动吸收峰，在l1 4 0 c m 和1 0 0 0 c m 一1 附近有羧基吸收峰，这些亦是淀粉、 p v a 或c m c 具有的特征峰。 多组分浆料红外吸收光谱图所反映出的各官能团 的特征吸收峰可能有交又重叠，甚至掩盖。为确以p r 组分，可对浆料作化学分析。 根据上述测试分析可以推断，p t 浆料是多组分 浆料，该浆料分子结构中含有羟基、羧基、酯基和酰 胺基等多种极性基团，这些基团的存在，有利于浆料 分子与各种纤维间粘附力和浆料的溶解、渗透性能的 提高。 我们用n a j 一7 9 型旋转式粘度计对p t 浆料的粘 度进行了测试，测试数据见下表： 表1 升温时浆液粘度测定 温度粘度m p a 8 7 0 1 8 4 8 01 7 ，1 9 01 5 ，5 9 5 1 5 o 表2 保温时浆液粘度测定 保温时问r a i n 温度 粘度m p a s o 9 51 50 1 5 9 5 1 5o 3 0 9 51 5 i 4 59 51 5 1 6 0 9 51 5 1 7 59 51 5 1 由表1 ，2 可知，p t 浆料的粘度随温度升高而 降低。在温度9 5 保温7 5 m i n 中粘度波动率小，仅1 3 3 ，粘度稳定率为9 8 7 ，不仅粘度稳定，而且粘 度大小适中。 p t 浆液对纯棉的粘着力与p v a 浆液相近，而断 裂伸度远大于p v a ，这主要是由于其分子结构中含有 羟基、羧基、酯基等多种极性基团，所以对各种纤维 的粘附性能都有所提高。p t 浆液的渗透性远大于p v a 浆液，这主要是由于p t 粘度较小，且分子结构 中含有较多亲水性极性基团，使其浆液渗透性能大大 提高。此外，p t 浆料的混溶性好，有利于均匀上 浆。浆膜强度、伸度适中，浆纱毛羽少，浆膜完整率 高，浆膜吸湿性、水溶性均好，浆纱分绞性好，浆膜 完整。在棉一，棉二等几大棉纺厂中在浆料配方中， 用以取代2 8 号浆料等辅剂后，浆纱质量明显提高从 而便织粳效率提高，产量增知，缝取蒋较好跨经济效 益，因此，羊绒棉混纺纱的上浆我们也考虑采用p t 浆耪。 第三章浆料配方确定的依据及工艺 由以上几章可知，需浆纱羊绒棉混纺纱的浆液， 必须是混葶口装，单一组分的浆液逄满足不了要求戆。 因而本试验分两部分进行。第一部分为主浆料为淀粉 归p v a 浆料避行上浆，第二部分为p v a 、淀粉、p 一 罩为主浆斡避行上浆。 3 1 装膜搜貔溅试 一种理想的浆料，通过对经纱的被覆和渗透，赋 予经纱耐磨、抗弯曲、疲势，增强等良好的织造性能 。经纱麓旋疆层，帮浆膜对经珍的织造性能影噙教大 。其成膜性的好坏，反映了分子间相互作用能力的大 小，瘩印自牯性的强弱。誊分子阅鲍趣互作用驻力强 时，蒜成膜能力强，成膜均匀，形成的浆膜物理机械 性能好。对浆膜性能的测定，直接反映出了上浆工艺 效果的驽臻，而土装工艺褥坏壹接彩唆蔫织造工序能 否顺利进行。 一成膜礼瑾 浆液形成浆膜的过程跫一个物理化学过程，浆料 在高漩戆拳审溶鼹彩成浆液哮，浆辫分子的热运动震 烈，分子具有相当的自由体积，闲此大分子之间的相 互作用力弱，浆料分子呈危规则的乱线圈，当浆液溶 或薅的液层或粘猎于纱线麓表面詹，水分蒸爱浆料分 子间通过分子的次价键力，极性基圆的氯键的结合作 愿，使大分子惩或分子农部曲馋趱力增大，跨合成搽 连式的缔合群。同时，发生分予链或谜段的机械纠缠 作用，使浆料分子的运动活性减弱。当水分蒸发到某 一程度后，分子翊的交壶舔积减少，秘互凌诈强的缔 2 合群扩大，形成浆膜微元，分子间出现了一定量的间 隙，内部的微表面面积增大。因微表面上具有较高的 表面能，表面张力大，它要改变其形状，使微元结构 发生收缩或开裂，同时吸引附近的分子或其它微元， 以达到微元表面上的力平衡。浆料分子就在这种力作 用下，相邻的微元靠近，扩散，并在微元开裂的界面 上发生浆料分子间的相互缠绕，使大分子的自粘作用 得以实现，继续蒸发水分，便形成无定形的固体浆膜 ，其浆膜的形成过程如图3 一l ： 辫箨群 每每豢 a _ 浆料分子在 发，分子问缔合成 微元：d - 浆膜微元 囊，扩散，分子阃 二影响成膜性的因素 浆料成膜性受其分子结构、添加剂及外界条件等 因素的影响。分子结构对浆料成膜性的影响主要包括 ：主链结构的链节及其活性：取代基的大小：极性及 其数量：分子链的岐化程度和分子量的大小及分布等 。由于浆料的成膜主要靠大分子间的次键力、氢键力 的作用和分子链的机械纠缠作用而成，所以分子链上 链节活性大，亦即分子链柔性大时，便于运动，扩散 ，分子间相互作用的机会多，有助于成膜。其上带的 取代基，若阻力作用力小，极性大，增加了分子间的 相互作用，并通过氢键结合，提高其成膜性。但当极 性基团过密或取代基过大时，会阻碍链段的运动，分 蔫羹开篡一碡 蒯航。舛形；，膜 b 浆i 大元的杰扩徽态状群的状由台近形自缔附定 于f 引无 处吸卜 中群井；液合形缠 溶缔变纠 性基团过密或取代基过大时，会阻碍链段的运动，分 子链的运动、扩散受阻，而影响成膜性。分子链岐化 程度高，分子带的支链多，通过支链尾端的扩散、纠 缠与其它分子相结合，而有利于成膜。分予量的大小 对浆膜的影响较复杂。在分子量很低的条件下不能成 膜。只有当超过某一值后方可成膜。随着分子量的增 加，分子链的长度增大，运动的链段数增多，相互间 的作用机会增多，浆料便易于成膜。 外界因素的影响主要指添加剂及干燥条件等。在 配浆时往往加入油脂、填充剂等。这些物质对浆膜的 物理机械性能有一定的作用，但对成膜过程是有影响 的。当油脂经乳化加入浆液后，它带的极性基团与浆 三浆膜的制备 浆膜的制备是在自制的玻璃槽内浇制而成，先把 玻璃板放在三角架上，用水平仪调成水平，往玻璃板 上涂一层硅油( 脱摸剂) ，然后取1 2 0 m l 浓度为3 4 1 = l ；浆液，在6 0 7 0 的浆液倒入玻璃槽内均匀后在 室温2 0 3 0 ，相对湿度为4 5 以上的条件下自然干 燥。玻璃槽尺寸4 0 0 x 20 0 m m 。 四浆膜物理机械性能测试 ( 一) p ；z p v a 淀粉为主浆料的几种配方。 1 号2 号3 - g - p v a 1 0 0 p v a 1 0 0 p v a 1 0 0 变性淀粉5 0 变性淀粉5 0 变性淀粉3 3 平滑荆 1 平滑荆 1 平滑剂09 5 3 1 8 2 0 火碱0 3 4 号 s - g - p v a 1 0 0 p v a 1 0 0 l 平滑剂 1 茗 变性淀粉1 0 0 冀； 平滑弃4 1 注：变性淀粉为髓一9 3 ( 棉一) 平滑剂：s a 一1 0 0 ，其中2 舟浆料为棉一现成浆料。 浆膜厚度是在y z 一1 4 1 织物厚度仅上测试，加重 5 0 0 9 ，取五个试验值的平均数。 表3 1浆膜厚度 汰 l2345 平均值 1 舞 1 4 01 3 01 01 8 22 7 51 6 5 2 挣 o 9 50 7 51 0 71 0 50 9 80 9 6 2 4 3 牟 0 8 4 o 7 20 8 7o 8 30 8 0o 8 2 4 ；f ； 0 9 0o 9 20 7 9 o 6 5l - 2 509 0 5 舟 1 1 01 0 90 5 7 o 8 20 6 00 8 4 单位：m m 浆膜强力及断裂伸长是在万能强力机上测试，试样 尺寸t 8 0 1 0 m m ，夹距3 0 m m ，速度5 0 m m m i n 。 表3 2 1浆膜强力 泌 浆膜强力( c n ) 平均强 力 1 群 1 2 51 4 31 2 01 2 9 2 牟 1 1 0 01 4 0 01 5 0 01 3 3 3 l2 01 3 0 01 2 51 5 4 ! ；1 9 0 0 2 2 5 01 8 8 01 9 7 5 1 0 3 00 5 01 1 01 0 6 表3 2 2浆膜断裂伸长 嗵目 浆膜断裂伸长( m m ) 平均值 蘑手 1 撑 1 t 2 51 4 31 - 2 01 2 9 2 1 1 0 0 1 4 0 01 5 0 0 1 _ 3 3 3 1 2 0 1 3 0 01 - 2 51 2 5 4 1 9 0 0 2 2 5 01 8 8 01 9 7 5 1 0 3 01 0 5 0 1 1 0 l ，0 6 由于我们制膜时，厚度不相一致，其断裂强度和伸长 在一定程度上失去了可比性，为了进行比较，我们将 浆膜厚度统一换算为0 0 5 m m ，这样： 标j 隹膜强力= 平均强力厚度x o 0 5 标j 住膜伸长= 平均长度厚度x o 0 5 这样我们可得下表 汰 l 2343 i 强力( c n ) 0 0 3 9 10 0 6 9 30 0 7 6 20 1 0 9 400 6 3 1 l 伸长( m m ) 0 0 0 9 1 o 0 15 10 0 7 7 40 2 9 6 100 l5 5 耐磨性测试是在y 5 2 2 型圆盘式织物耐磨仅上进行 ，磨料型号是1 5 0 砂配定5 0 0 转，试样尺, - - d = 1 1 0 m m 。 耐磨性能指标 损失率：( 磨前重一磨后重) 磨前重1o o0 0 弋 12345 磨前重( g ) 0 4 2 4 5 00 4 4 6 3 l0 4 6 5 0 00 4 2 4 0 l0 4 5 6 8 磨后重( g ) 0 4 1 5 5 90 4 3 7 8 00 4 5 5 70 46 9 50 4 5 5 6 损失率 2 1 1 9 2 o 1 7 2 6 试验结果分析 由表3 1 可知，几种浆料配方的浆膜厚度各不相 同，其主要原因是浆液浓度上有差异，我们在浇制浆 膜时一般把浓度控制在3 ，而有些浆料可能由于水 分蒸发多而使浓度偏高；水平仅未调准造成浆膜两侧 薄厚不匀：制浆膜浆液体积不等量，有一定误差；测 量时测量一面，代表性小等原因致使浆膜厚度不同。 由表3 3 可知断裂强力为4 3 拌 2 # 5 f l 群 ，断裂伸长为4 撑 3 舟 5 拌 2 # 1 撑，由表3 4 可 知耐磨性能为：5 # 3 掣 l # f 0 0 5 ( 3 ，3 6 ) 浆液配方对断裂伸长有显著影响。 毛羽 l 来源离差平方和自由度均方偏差 l 组间 10 5 2 2 4 531 4 0 22 组内 7 6 0 0 0 63 6 8 4 4 4 5 1 l 总和 7 3 8 23 98 8 2 0 5 6 f = 1 4 0 2 2 8 4 4 4 5 l = 1 5 8 9 7 f f ( 3 ，3 6 ) 配方不同对毛羽有明显影响。 耐磨 l 来源 离差平方和自由度均方