氧化田菁膠PR- Su復(fù)合漿料的制備及在經(jīng)紗上漿中的應(yīng)用

1、氧化田菁膠/PR- Su復(fù)合漿料的制備及在經(jīng)紗上漿中的應(yīng)用張西安1,2 王凱2 薛蔓2 崔元臣1* 通訊作者, E-mail: ycccui.（1.河南大學(xué) 特種材料重點實驗室 河南 開封 475004. 2.開封教育學(xué)院 河南 開封 475004.）摘 要：將天然高分子田菁膠通過NaClO氧化降解，制得氧化田菁膠。將氧化田菁膠與PR-Su復(fù)配，制得OSG/PR-Su復(fù)合漿料，并對其進(jìn)行黏度、抗拉強(qiáng)度、毛羽指數(shù)、抗摩擦能力等方面上的參數(shù)進(jìn)行測試，以探究其作為紡織漿料的性能優(yōu)劣。關(guān)鍵詞：氧化田菁膠；OSG/PR- Su；紡織漿料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經(jīng)紗上漿被視為織物生產(chǎn)中的一道關(guān)鍵工序1。生產(chǎn)中有這樣的觀點：漿紗的工作做好了，等于織造的任務(wù)完成了一半。漿紗之所以這么重要，是因為未經(jīng)上漿的經(jīng)紗，表面毛羽較多，纖維間的抱合力不足?？椩爝^程中，單位長度的經(jīng)紗從織軸上退繞下來到形成織物，要經(jīng)受數(shù)千次程度不同的

4、反復(fù)摩擦、拉伸、彎曲和沖擊作用，紗身結(jié)構(gòu)逐漸松散、起毛，纖維游離，經(jīng)紗間相互粘連、開口不清，產(chǎn)生斷頭、織疵，甚至無法織造2, 3。經(jīng)紗通過上漿，使?jié){液對經(jīng)紗具有適當(dāng)?shù)慕负捅桓病＝?jīng)過烘燥，在經(jīng)紗表面形成了柔軟、光滑、堅韌的漿膜，貼服了毛羽。在紗體內(nèi)部，增強(qiáng)了纖維間的粘結(jié)力，使其物理機(jī)械性能得到改善4。因此，漿料的選擇與使用也成為了至關(guān)重要的一個方面5。 田菁膠是一種天然高分子化合物，具有很好的生物降解性6，可以彌補(bǔ)合成漿料難以降解的缺點。然而田菁膠的粘度高，1%田菁膠水溶液的黏度約為1000 m Pa·S，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于紡織漿料所需的粘度，且具有粘度穩(wěn)定性差、分解過程長、水不溶物含量高、電

5、解質(zhì)兼容性差和耐高溫性差等缺點，大大地限制了在紡織上漿的應(yīng)用。因此，為了降低田菁膠的粘度，提高膠液的含固量，增加膠液的穩(wěn)定性，需要對田菁膠進(jìn)行改性處理7-9。本文研究的主是氧化田菁膠與PR-Su復(fù)配(OSG/PR-Su)復(fù)合漿料，并探討了其在經(jīng)紗上漿中的應(yīng)用。 1實驗部分1.1 儀器與藥品田菁膠，市售工業(yè)產(chǎn)品；PR-Su，市售工業(yè)產(chǎn)品；14.5Tex純棉紗線，鄭州國棉三廠；無水乙醇：分子量46.07，AR，天津市德恩化學(xué)試劑；次氯酸鈉（NaClO）：分子量74.44，AR，天津市德恩化學(xué)試劑 ；GA391型（立式）單紗漿紗機(jī)，江陰市通源紡機(jī)有限公司；YG171L型紗線毛羽測試儀，萊州市電子儀器

6、有限公司；，NDJ-7旋轉(zhuǎn)式粘度計，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司；LFY-109電腦紗線耐磨儀，山東紡織科研所；YG061-1500型電子單紗強(qiáng)力儀，萊州市電子儀器有限公司。2.2 復(fù)合漿料的制備稱取田菁膠1.0g于三頸燒瓶中，加入2.0ml無水乙醇使田菁膠均勻分散，再加入100.0ml蒸餾水配制得田菁膠溶液。機(jī)械攪拌15min后，升溫達(dá)40，用恒壓滴液漏斗向其中緩慢加入2.0ml NaClO，反應(yīng)1h，制得氧化田菁膠。然后加入3.0g PR-SU，再加入100.0ml蒸餾水，升高到95，然后保溫30min。得到氧化田菁膠與PR-SU比例為1:3的OSG/PR-Su復(fù)合漿料。 根據(jù)以上漿料制備的過

7、程再分別配制氧化田菁膠與PR-Su比例為1.5:2.5、2:2、2.5:1.5、3:1的OSG/PR-Su復(fù)合漿料。并將漿料按照氧化田菁膠在其中的含量由小到大分別編號為。2.3 漿料的性能測試2.3.1毛羽指數(shù)的測試YG171L型紗線毛羽測試儀采用可見光源將紗線、毛羽投影成像，再采用并行同步高速計數(shù)方法結(jié)合微機(jī)，把毛羽擋光引起的明暗變化轉(zhuǎn)化成電信號，由計算機(jī)進(jìn)行信號處理。測試條件：片段長度:5m，測試次數(shù):10，測試速率:30m/min，溫度:20，相對濕度:65%開機(jī)預(yù)熱后，將紗線引紗，再將張力調(diào)節(jié)為零，然后可進(jìn)行測試。2.3.2耐磨性能測試LFY-109型電腦多功能紗線耐磨性能試驗儀主要適

8、用于單紗、股線等紡織材料耐磨性能的測定。當(dāng)出現(xiàn)斷頭時，計算機(jī)自動將其摩擦次數(shù)記錄下來。當(dāng)所有紗線磨斷后，計算機(jī)將自動進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。根據(jù)此次漿紗的細(xì)度，測試施加的預(yù)加張力為20g，砂紙為400目。2.3.3 斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率的測試將電子單紗強(qiáng)力機(jī)調(diào)整到測試狀態(tài)。測試條件：隔距:500mm，速度:500mm/min，溫度:20，相對濕度:65%，線密度:14.5Tex，次數(shù):10，修正系數(shù):1，預(yù)加張力:7cN士1cN。每個樣本隨機(jī)測定10個片段，凡在鉗口內(nèi)滑動的、或在夾頭內(nèi)斷裂的、或在離頭邊5mm內(nèi)斷裂的試樣的所有觀測值不計。2.3.4漿膜性能測試目前，制備漿膜多采用刮涂恒溫恒濕干燥法。(1

9、) 漿膜厚度的測定測試漿膜厚度的目的，一是為了檢驗漿膜厚度均勻性；二是漿膜厚度的平均值在計算漿膜的斷裂強(qiáng)度時有用；三是對比分析時作為參考。漿膜厚度可用厚度儀測定。在YG141型織物厚度儀上測定漿膜厚度時，加壓重力為50cN，數(shù)值準(zhǔn)確到0.001mm，測試30個點，計算平均值和變異系數(shù)。(2) 漿膜斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長率的測試先將漿膜裁成220mm×10mm條狀試樣，放在標(biāo)準(zhǔn)溫濕度環(huán)境下平衡24h，然后在YG061單紗強(qiáng)力機(jī)上拉伸漿膜，測試漿膜的斷裂強(qiáng)力。測試條件是：試樣夾持距離為100mm，拉伸速度50mm/min。每種試樣數(shù)目為20次，取其平均值。2.3.5 漿液粘度熱穩(wěn)定性的測試

10、粘度熱穩(wěn)定性用NDJ-7旋轉(zhuǎn)式粘度計來測。粘度穩(wěn)定性按下式計算：式中：V在95保溫1h測得的樣品的粘度值（mPa·s）； Vmax粘度的最大值； Vmin粘度的最小值。2 結(jié)果與討論2.1 漿料各組分的用量對其上漿性能的影響2.1.1紗線毛羽指數(shù)的測試結(jié)果及分析紗線毛羽指數(shù)的測試結(jié)果如表1。表1 原紗及-號漿紗毛羽指數(shù)的測試結(jié)果毛羽長度1mm2mm3mm4mm5mm6mm7mm8mm原紗平均值(mm)498.70245.3053.2014.900.300.200.300.10毛羽指數(shù)99.7449.0610.642.980.060.040.060.02平均值(mm)365.00184

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

12、00.020.060.02平均值(mm)407.10193.0048.8014.100.300.100.500.40毛羽指數(shù)81.4238.609.762.820.060.020.100.08從表1中測試結(jié)果可以看出，漿紗的的毛羽較原紗均有所降低，在5種不同類型的漿料中，號漿料更有利于紗線毛羽的減少。2.1.2 紗線耐磨性能測試結(jié)果及分析紗線耐磨性能測試結(jié)果如表2表2 原紗及-號漿紗耐磨性能的測試結(jié)果最大值最小值平均值CV%原紗813257.026.5895171.116.41015679.920.9933861.327.01014566.028.31122662.838.4從表2中測試結(jié)果可

13、以看出，漿紗的的耐磨性能較原紗均有所提高，在5種不同類型的漿料中，號漿料紗線上漿后的耐磨性更好。2.1.3 紗線斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率的測試結(jié)果及分析紗線斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長率的測試結(jié)果如表3。表3 原紗及-號漿紗斷裂強(qiáng)力的測試結(jié)果斷裂強(qiáng)力（cN）斷裂強(qiáng)度（cN/Tex）斷裂伸長（mm）斷裂伸長率（%）原紗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從表3中測試結(jié)果可以看出，漿紗的的斷裂強(qiáng)力較

14、原紗均有所提高，在5種不同類型的漿料中，斷裂強(qiáng)力由高到低排列為：>>>>。綜合漿紗的毛羽指數(shù)、耐磨性能及斷裂強(qiáng)力我們可以得出，-號漿紗中號紗線性能更加優(yōu)良。接下來我們將研究號漿料的性能。2.2 漿液粘度熱穩(wěn)定性的測試結(jié)果及分析2.2.1 OSG/PR-Su復(fù)合漿料粘度熱穩(wěn)定性分析 按照最佳復(fù)配條件（OSG與PR-Su比例為1.5:2.5，即號漿料），制得OSG/PR-Su復(fù)合漿料，分別測其在50、60、70、80、90條件下測定粘度值，如表4所示。表4 漿液粘度隨溫度的變化溫度（）5060708090粘度（mPa·s）15.3514.5915.0814.981

15、4.28按照最佳條件（OSG與PR-Su比例為1.5:2.5，即號漿料），制得OSG/PR-Su復(fù)合漿料，在95下保溫30min、60min、90min、120min、150min測定粘度值如表5所示。表5 漿液粘度隨時間的變化時間（min）306090120150粘度（mPa·s）14.2614.1915.0814.5814.78從表7中可以看出，Vmax為15.35 mPa·s，Vmin為14.28 mPa·s，V為14.85 mPa·s，漿料的粘度波動率為7.2%，漿料粘度隨溫度的變化很小。從表8中可以明顯看出，Vmax為15.08 mPa

16、3;s，Vmin 為14.19 mPa·s。V為14.57 mPa·s，漿料的粘度波動率為7.8% 。根據(jù)FZ/T 150012008紡織常用變性淀粉漿料的標(biāo)準(zhǔn)，其共性指標(biāo)要求中粘度的漿料其穩(wěn)定性大于85%，而我們制得的這種中粘度的漿料其粘度熱穩(wěn)性為92.2%，達(dá)到了其共性指標(biāo)的要求。2.3 漿膜性能測試結(jié)果及分析2.3.1漿膜厚度的測定漿膜厚度的測試結(jié)果如表6。表6 漿膜厚度測試結(jié)果厚度平均值（mm）CV值（%）號0.05114.88由表6可以看出，漿料漿膜的厚度較大，其CV值也較小。2.3.2.漿膜斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率的測定漿膜斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率的測試結(jié)果如表7。表7

17、 漿膜斷裂強(qiáng)度、斷裂伸長率的測試結(jié)果斷裂強(qiáng)力（N）斷裂伸長率(%)斷裂強(qiáng)度（N/mm2）號5.743.35311.255由表7可以看出，漿料漿膜的斷裂強(qiáng)力較大。2.4 OSG/PR-Su復(fù)合漿料的表征按照最佳的反應(yīng)條件，制得了OSG/PR-Su復(fù)合漿料，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析。2.4.1 紅外圖譜分析圖1. OSG/PR-Su復(fù)合漿料紅外圖將OSG、PR-Su與OSG/PR-Su進(jìn)行紅外圖譜對比。從圖1來看，其主要官能團(tuán)并沒有明顯的變化，復(fù)合材料的鏈接方式可能是物理作用，使得性能上互相取長補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。2.4.2 熱分析圖2. O

18、SG/PR-Su的TG圖從圖3可以看出，OSG/PR-Su具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，在溫度高于270才開始分解。因此它的熱穩(wěn)定性可滿足作為一種有效的上漿劑在高溫下熱的基本要求。3 結(jié)論制得不同組分的OSG/PR-Su復(fù)合漿料，并對其斷裂強(qiáng)度、毛羽指數(shù)、抗摩擦能力等方面上的參數(shù)進(jìn)行測試，綜合漿紗的毛羽指數(shù)、耐磨性能及斷裂強(qiáng)力可以得出，OSG與PR-Su比例為1.5:2.5得到的漿紗性能更加優(yōu)良。OSG/PR-Su漿料有較好的粘度穩(wěn)定性和成膜性能。參考文獻(xiàn)1朱蘇康.現(xiàn)代紡織技術(shù)M. 北京:中國紡織出版社, 2004:73-90.2 韓世洪. 紡織漿料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢J .紡織導(dǎo)報, 2008, 2: 39-42.3 周永元. 現(xiàn)代紡織上漿系列.中國紡織上漿網(wǎng), 2008.4朱譜新. 漿料的粘附性J. 紡織科技進(jìn)展, 2004.6:37-405 周永元. 紡織漿料學(xué)M. 北京中國紡織出版社, 2006.6 孫義坤, 張靜, 嚴(yán)小蓮等. 田菁膠的應(yīng)用研究J. 上海造紙.2001, 32(3):92-101.7 崔元臣, 周大鵬, 李德亮. 田菁膠的化學(xué)改性及應(yīng)用研究進(jìn)展J. 河南大學(xué)學(xué)報(自然科版),2004,34(4):30-33. 8 錢春萍, 施勤, 劉玲, 崔建偉. 影