氧化田菁胶PR- Su复合浆料的制备及在经纱上浆中的应用

1、氧化田菁胶/PR- Su复合浆料的制备及在经纱上浆中的应用张西安1,2 王凯2 薛蔓2 崔元臣1* 通讯作者, E-mail: ycccui.（1.河南大学 特种材料重点实验室 河南 开封 475004. 2.开封教育学院 河南 开封 475004.）摘 要：将天然高分子田菁胶通过NaClO氧化降解，制得氧化田菁胶。将氧化田菁胶与PR-Su复配，制得OSG/PR-Su复合浆料，并对其进行黏度、抗拉强度、毛羽指数、抗摩擦能力等方面上的参数进行测试，以探究其作为纺织浆料的性能优劣。关键词：氧化田菁胶；OSG/PR- Su；纺织浆料Preparation of oxidized sesbania g

2、um/PR-Su blends and their application in warp sizing Zhangxian1,2,wangkai2, Xue Man 2, Cui Yuanchen 1* (1.Henan University; 2.Kaifeng Institute of Education) Abstract: Sesbania gum was oxidized by sodium hypochlorite. Then the polymer blends (OSG/PR-Su) can be obtained. The parameters of viscosity,

3、tensile strength, hairiness index, anti-friction ability are tested to explore their performance as sizing agents.Key words: oxidized sesbania gum; OSG/PR-Su; warp sizing9经纱上浆被视为织物生产中的一道关键工序1。生产中有这样的观点：浆纱的工作做好了，等于织造的任务完成了一半。浆纱之所以这么重要，是因为未经上浆的经纱，表面毛羽较多，纤维间的抱合力不足。织造过程中，单位长度的经纱从织轴上退绕下来到形成织物，要经受数千次程度不同的

4、反复摩擦、拉伸、弯曲和冲击作用，纱身结构逐渐松散、起毛，纤维游离，经纱间相互粘连、开口不清，产生断头、织疵，甚至无法织造2, 3。经纱通过上浆，使浆液对经纱具有适当的浸透和被覆。经过烘燥，在经纱表面形成了柔软、光滑、坚韧的浆膜，贴服了毛羽。在纱体内部，增强了纤维间的粘结力，使其物理机械性能得到改善4。因此，浆料的选择与使用也成为了至关重要的一个方面5。 田菁胶是一种天然高分子化合物，具有很好的生物降解性6，可以弥补合成浆料难以降解的缺点。然而田菁胶的粘度高，1%田菁胶水溶液的黏度约为1000 m Pa·S，远远高于纺织浆料所需的粘度，且具有粘度稳定性差、分解过程长、水不溶物含量高、电

5、解质兼容性差和耐高温性差等缺点，大大地限制了在纺织上浆的应用。因此，为了降低田菁胶的粘度，提高胶液的含固量，增加胶液的稳定性，需要对田菁胶进行改性处理7-9。本文研究的主是氧化田菁胶与PR-Su复配(OSG/PR-Su)复合浆料，并探讨了其在经纱上浆中的应用。 1实验部分1.1 仪器与药品田菁胶，市售工业产品；PR-Su，市售工业产品；14.5Tex纯棉纱线，郑州国棉三厂；无水乙醇：分子量46.07，AR，天津市德恩化学试剂；次氯酸钠（NaClO）：分子量74.44，AR，天津市德恩化学试剂 ；GA391型（立式）单纱浆纱机，江阴市通源纺机有限公司；YG171L型纱线毛羽测试仪，莱州市电子仪器

6、有限公司；，NDJ-7旋转式粘度计，上海昌吉地质仪器有限公司；LFY-109电脑纱线耐磨仪，山东纺织科研所；YG061-1500型电子单纱强力仪，莱州市电子仪器有限公司。2.2 复合浆料的制备称取田菁胶1.0g于三颈烧瓶中，加入2.0ml无水乙醇使田菁胶均匀分散，再加入100.0ml蒸馏水配制得田菁胶溶液。机械搅拌15min后，升温达40，用恒压滴液漏斗向其中缓慢加入2.0ml NaClO，反应1h，制得氧化田菁胶。然后加入3.0g PR-SU，再加入100.0ml蒸馏水，升高到95，然后保温30min。得到氧化田菁胶与PR-SU比例为1:3的OSG/PR-Su复合浆料。 根据以上浆料制备的过

7、程再分别配制氧化田菁胶与PR-Su比例为1.5:2.5、2:2、2.5:1.5、3:1的OSG/PR-Su复合浆料。并将浆料按照氧化田菁胶在其中的含量由小到大分别编号为。2.3 浆料的性能测试2.3.1毛羽指数的测试YG171L型纱线毛羽测试仪采用可见光源将纱线、毛羽投影成像，再采用并行同步高速计数方法结合微机，把毛羽挡光引起的明暗变化转化成电信号，由计算机进行信号处理。测试条件：片段长度:5m，测试次数:10，测试速率:30m/min，温度:20，相对湿度:65%开机预热后，将纱线引纱，再将张力调节为零，然后可进行测试。2.3.2耐磨性能测试LFY-109型电脑多功能纱线耐磨性能试验仪主要适

8、用于单纱、股线等纺织材料耐磨性能的测定。当出现断头时，计算机自动将其摩擦次数记录下来。当所有纱线磨断后，计算机将自动进行数据处理。根据此次浆纱的细度，测试施加的预加张力为20g，砂纸为400目。2.3.3 断裂强力、断裂伸长率的测试将电子单纱强力机调整到测试状态。测试条件：隔距:500mm，速度:500mm/min，温度:20，相对湿度:65%，线密度:14.5Tex，次数:10，修正系数:1，预加张力:7cN士1cN。每个样本随机测定10个片段，凡在钳口内滑动的、或在夹头内断裂的、或在离头边5mm内断裂的试样的所有观测值不计。2.3.4浆膜性能测试目前，制备浆膜多采用刮涂恒温恒湿干燥法。(1

9、) 浆膜厚度的测定测试浆膜厚度的目的，一是为了检验浆膜厚度均匀性；二是浆膜厚度的平均值在计算浆膜的断裂强度时有用；三是对比分析时作为参考。浆膜厚度可用厚度仪测定。在YG141型织物厚度仪上测定浆膜厚度时，加压重力为50cN，数值准确到0.001mm，测试30个点，计算平均值和变异系数。(2) 浆膜断裂强度和断裂伸长率的测试先将浆膜裁成220mm×10mm条状试样，放在标准温湿度环境下平衡24h，然后在YG061单纱强力机上拉伸浆膜，测试浆膜的断裂强力。测试条件是：试样夹持距离为100mm，拉伸速度50mm/min。每种试样数目为20次，取其平均值。2.3.5 浆液粘度热稳定性的测试

10、粘度热稳定性用NDJ-7旋转式粘度计来测。粘度稳定性按下式计算：式中：V在95保温1h测得的样品的粘度值（mPa·s）； Vmax粘度的最大值； Vmin粘度的最小值。2 结果与讨论2.1 浆料各组分的用量对其上浆性能的影响2.1.1纱线毛羽指数的测试结果及分析纱线毛羽指数的测试结果如表1。表1 原纱及-号浆纱毛羽指数的测试结果毛羽长度1mm2mm3mm4mm5mm6mm7mm8mm原纱平均值(mm)498.70245.3053.2014.900.300.200.300.10毛羽指数99.7449.0610.642.980.060.040.060.02平均值(mm)365.00184

11、.2047.4012.000.000.000.200.10毛羽指数73.0036.849.482.400.000.000.040.02平均值(mm)82.1020.503.600.900.100.000.000.00毛羽指数16.424.100.720.080.020.000.000.00平均值(mm)383.00190.9051.8015.300.000.200.200.10毛羽指数76.6038.1810.363.060.000.040.040.02平均值(mm)426.40219.4058.4017.800.500.100.300.10毛羽指数85.2843.8811.683.560.1

12、00.020.060.02平均值(mm)407.10193.0048.8014.100.300.100.500.40毛羽指数81.4238.609.762.820.060.020.100.08从表1中测试结果可以看出，浆纱的的毛羽较原纱均有所降低，在5种不同类型的浆料中，号浆料更有利于纱线毛羽的减少。2.1.2 纱线耐磨性能测试结果及分析纱线耐磨性能测试结果如表2表2 原纱及-号浆纱耐磨性能的测试结果最大值最小值平均值CV%原纱813257.026.5895171.116.41015679.920.9933861.327.01014566.028.31122662.838.4从表2中测试结果可

13、以看出，浆纱的的耐磨性能较原纱均有所提高，在5种不同类型的浆料中，号浆料纱线上浆后的耐磨性更好。2.1.3 纱线断裂强力、断裂伸长率的测试结果及分析纱线断裂强力、断裂伸长率的测试结果如表3。表3 原纱及-号浆纱断裂强力的测试结果断裂强力（cN）断裂强度（cN/Tex）断裂伸长（mm）断裂伸长率（%）原纱185.012.75721.814.363224.215.46214.432.886223.815.43422.724.543226.815.64114.442.888225.215.53114.352.869188.913.02811.472.294从表3中测试结果可以看出，浆纱的的断裂强力较

14、原纱均有所提高，在5种不同类型的浆料中，断裂强力由高到低排列为：>>>>。综合浆纱的毛羽指数、耐磨性能及断裂强力我们可以得出，-号浆纱中号纱线性能更加优良。接下来我们将研究号浆料的性能。2.2 浆液粘度热稳定性的测试结果及分析2.2.1 OSG/PR-Su复合浆料粘度热稳定性分析 按照最佳复配条件（OSG与PR-Su比例为1.5:2.5，即号浆料），制得OSG/PR-Su复合浆料，分别测其在50、60、70、80、90条件下测定粘度值，如表4所示。表4 浆液粘度随温度的变化温度（）5060708090粘度（mPa·s）15.3514.5915.0814.981

15、4.28按照最佳条件（OSG与PR-Su比例为1.5:2.5，即号浆料），制得OSG/PR-Su复合浆料，在95下保温30min、60min、90min、120min、150min测定粘度值如表5所示。表5 浆液粘度随时间的变化时间（min）306090120150粘度（mPa·s）14.2614.1915.0814.5814.78从表7中可以看出，Vmax为15.35 mPa·s，Vmin为14.28 mPa·s，V为14.85 mPa·s，浆料的粘度波动率为7.2%，浆料粘度随温度的变化很小。从表8中可以明显看出，Vmax为15.08 mPa

16、3;s，Vmin 为14.19 mPa·s。V为14.57 mPa·s，浆料的粘度波动率为7.8% 。根据FZ/T 150012008纺织常用变性淀粉浆料的标准，其共性指标要求中粘度的浆料其稳定性大于85%，而我们制得的这种中粘度的浆料其粘度热稳性为92.2%，达到了其共性指标的要求。2.3 浆膜性能测试结果及分析2.3.1浆膜厚度的测定浆膜厚度的测试结果如表6。表6 浆膜厚度测试结果厚度平均值（mm）CV值（%）号0.05114.88由表6可以看出，浆料浆膜的厚度较大，其CV值也较小。2.3.2.浆膜断裂强度、断裂伸长率的测定浆膜断裂强度、断裂伸长率的测试结果如表7。表7

17、 浆膜断裂强度、断裂伸长率的测试结果断裂强力（N）断裂伸长率(%)断裂强度（N/mm2）号5.743.35311.255由表7可以看出，浆料浆膜的断裂强力较大。2.4 OSG/PR-Su复合浆料的表征按照最佳的反应条件，制得了OSG/PR-Su复合浆料，并对其结构进行了表征分析。2.4.1 红外图谱分析图1. OSG/PR-Su复合浆料红外图将OSG、PR-Su与OSG/PR-Su进行红外图谱对比。从图1来看，其主要官能团并没有明显的变化，复合材料的链接方式可能是物理作用，使得性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。2.4.2 热分析图2. O

18、SG/PR-Su的TG图从图3可以看出，OSG/PR-Su具有优良的热稳定性，在温度高于270才开始分解。因此它的热稳定性可满足作为一种有效的上浆剂在高温下热的基本要求。3 结论制得不同组分的OSG/PR-Su复合浆料，并对其断裂强度、毛羽指数、抗摩擦能力等方面上的参数进行测试，综合浆纱的毛羽指数、耐磨性能及断裂强力可以得出，OSG与PR-Su比例为1.5:2.5得到的浆纱性能更加优良。OSG/PR-Su浆料有较好的粘度稳定性和成膜性能。参考文献1朱苏康.现代纺织技术M. 北京:中国纺织出版社, 2004:73-90.2 韩世洪. 纺织浆料的现状与发展趋势J .纺织导报, 2008, 2: 39-42.3 周永元. 现代纺织上浆系列.中国纺织上浆网, 2008.4朱谱新. 浆料的粘附性J. 纺织科技进展, 2004.6:37-405 周永元. 纺织浆料学M. 北京中国纺织出版社, 2006.6 孙义坤, 张静, 严小莲等. 田菁胶的应用研究J. 上海造纸.2001, 32(3):92-101.7 崔元臣, 周大鹏, 李德亮. 田菁胶的化学改性及应用研究进展J. 河南大学学报(自然科版),2004,34(4):30-33. 8 钱春萍, 施勤, 刘玲, 崔建伟. 影