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文檔簡(jiǎn)介
第三章漿紗概述一、經(jīng)紗上漿的目的1、提高經(jīng)紗的織造性能。增強(qiáng)、減摩、保伸。2、賦于織物獨(dú)特的風(fēng)格和手感。上漿率、油劑等對(duì)織物風(fēng)格有影響,特別是色織物織成后不上漿,也不加工整理,上漿對(duì)風(fēng)格的影響就不容忽視,如增重,布面硬挺度等。機(jī)織學(xué)—漿料二、對(duì)漿液與上漿的要求1、漿液對(duì)被上漿的纖維要有粘著力。粘著力(粘附力)-兩種相同或不同的物體接觸時(shí)相互結(jié)合的能力漿液對(duì)紗線的粘著力包括:①漿液對(duì)紗線表面的潤(rùn)濕能力。②漿液烘干后形成的漿膜從紗條上剝離下來所需要的力(以范德華力、氫鍵、機(jī)械鍵形式結(jié)合,一般也不希望是化學(xué)鍵結(jié)合)。機(jī)織學(xué)—漿料2、漿液要有適當(dāng)?shù)恼扯龋蛊鋵?duì)經(jīng)紗的被覆和浸透比例合理。浸透上漿-漿液浸透到紗線內(nèi)部(增加強(qiáng)度并給漿膜提供基礎(chǔ),小部分漿液作浸透)被覆上漿-漿液包覆在紗條表面(提高紗線的耐磨性能,大部分漿液作被覆)若浸透過大,漿紗變硬,彈性下降,斷頭↑若被覆過大,漿膜過厚,漿紗發(fā)脆造成落漿,斷頭↑機(jī)織學(xué)—漿料粘度-漿液分子之間的內(nèi)摩擦阻力。相距單位距離(1cm)的兩層液體以單位速度差(1cm/s)流動(dòng)時(shí),在單位面積(1)上,受到1達(dá)因的力時(shí),這液體的粘度為1泊。機(jī)織學(xué)—漿料國(guó)際單位制中η的單位為帕斯卡·秒、帕·秒。1P(泊)=0.1P
a·S1CP(厘泊)=1m·Pa·S毫帕秒牛頓粘滯定律適用于許多低分子化合物的流體或溶液。機(jī)織學(xué)—漿料
對(duì)于高聚物溶液,當(dāng)切向力F開始↑,速度梯度↑慢,η很大,當(dāng)F繼續(xù)↑,η↓,F(xiàn)越大,η越低。這種由于大分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)的改變所引起的粘度叫結(jié)構(gòu)粘度。
機(jī)織學(xué)—漿料影響粘度的因素:分子量、濃度、溫度、聚合度、機(jī)械攪拌等。溫度升高,分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,分子間作用力減弱,粘度下降如:水溫上升1度,粘度下降2%機(jī)織學(xué)—漿料粘度的測(cè)定方法:①漏斗式粘度儀規(guī)格:水值(25℃)②恩式粘度儀200ml用于測(cè)較稀的漿液測(cè)定。③旋轉(zhuǎn)式粘度儀用于測(cè)中等粘度的漿液,使用較普遍。機(jī)織學(xué)—漿料3、漿液要有良好的成膜性漿膜要薄、柔軟、堅(jiān)韌、光滑、使摩擦系數(shù)小,耐磨。4、物理化學(xué)穩(wěn)定性好。5、配方簡(jiǎn)單,來源廣,價(jià)格低,調(diào)漿簡(jiǎn)便,退漿容易。6、經(jīng)紗的上漿率、回潮率、伸長(zhǎng)率符合工藝要求。7、織軸卷裝良好(良好的分紗、排列、圓整度)。機(jī)織學(xué)—漿料第一節(jié)漿料漿液材料包括:①粘著劑-具有粘著力的材料,構(gòu)成漿液主體,又稱主漿料。②助劑-為彌補(bǔ)主漿料某些方面性能不足而采用的輔助材料(用量少,種類多,性質(zhì)各異)。機(jī)織學(xué)—漿料一、粘著劑
分類P74分天然、變性、合成黏著劑(一)淀粉1、淀粉的來源與組分2、淀粉的化學(xué)結(jié)構(gòu)淀粉水解可溶性淀粉→糊精→麥芽糖→葡萄糖機(jī)織學(xué)—漿料淀粉是由縮聚而成的高分子化合物。分子式(應(yīng)h10)n-聚合度(200-6000)結(jié)構(gòu):機(jī)織學(xué)—漿料由于縮聚方式不同,分為①直鏈淀粉:1.4甙鍵脫水縮合n=200-900②支鏈淀粉:1.4、1.6、1.3甙鍵結(jié)合n=600-6000每隔20-30葡萄糖剩基有一個(gè)支鏈機(jī)織學(xué)—漿料淀粉中支鏈淀粉占70-80%。典型的直鏈淀粉:綠豆、豌豆100%直鏈淀粉。典型的支鏈淀粉:糯米100%支鏈淀粉直鏈淀粉:使?jié){膜堅(jiān)韌,富有彈性,起增塑作用,產(chǎn)生凝膠。支鏈淀粉:使?jié){膜具有一定粘著力,幫助紗線吸夠漿液,使?jié){膜有一定厚度,以增強(qiáng)耐磨性能。機(jī)織學(xué)—漿料3、淀粉的化學(xué)性質(zhì)淀粉可酸解,對(duì)氧化劑不穩(wěn)定,堿可分解淀粉,可形成脂化物、醚化物、可接枝,酶可水解淀粉。變性淀粉以后章節(jié)專門講。機(jī)織學(xué)—漿料4、淀粉的物理性狀。品種產(chǎn)地制法不同有差異。(1)工業(yè)淀粉組成:淀粉65-85%其余為粗脂肪,粗蛋白,纖維素,水分。(2)淀粉粒子形狀:小麥:圓球形,馬鈴薯:橢圓形,甘薯、橡子:卵形,玉米、米:多面體。機(jī)織學(xué)—漿料(3)顆粒大小:從幾個(gè)μ(微米)到幾十個(gè)μ(4)淀粉粒子組成具有微晶組織機(jī)織學(xué)—漿料4、淀粉在水中的膨脹糊化分三個(gè)階段(1)吸濕階段:水溫不高,淀粉顆粒不溶于水,體積略有膨脹,粘度無明顯變化,50℃以下。(2)膨脹階段:水溫↑,吸水↑,體積↑,η↑,當(dāng)水溫到達(dá)某一值,淀粉顆粒突然膨脹很大,原體積的100倍,η急劇上升,粒子開始破裂,直鏈淀粉流出。機(jī)織學(xué)—漿料淀粉粒子開始破壞的現(xiàn)象稱為糊化,此時(shí)溫度稱為糊化溫度。(3)糊化階段:到達(dá)糊化溫度,η↑↑,繼續(xù)升溫到某一時(shí)間(約一小時(shí)),達(dá)到穩(wěn)定值,粘度穩(wěn)定的狀態(tài)叫完全糊化。機(jī)織學(xué)—漿料5、淀粉漿的粘度η是淀粉漿的重要性質(zhì)之一,決定了被覆上漿和浸透上漿的比例和上漿率的大小,η需相對(duì)穩(wěn)定,以保證上漿質(zhì)量。公式,η與溫度、機(jī)械作用無關(guān),稱牛頓粘度,適用于低分子溶液,其速度梯度與切向力F成直線關(guān)系。但對(duì)高分子化合物如淀粉溶液,η還會(huì)受溫度,機(jī)械作用影響,與切向力F不是直線關(guān)系。機(jī)織學(xué)—漿料機(jī)織學(xué)—漿料當(dāng)F開始增大時(shí),由于淀粉分子脹大阻礙流動(dòng),η很大,當(dāng)F繼續(xù)增大時(shí)直鏈淀粉的長(zhǎng)軸漸漸轉(zhuǎn)向流動(dòng)方向,而支鏈淀粉分子原來的絮狀結(jié)構(gòu)被拆散,F(xiàn)越大,η越降低,這種由大分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)的改變引起的粘度叫結(jié)構(gòu)粘度。η的改變總是由結(jié)構(gòu)的改變?cè)斐傻模矸蹪{在泵中,漿槽中長(zhǎng)期攪拌,會(huì)使η↓淀粉漿的粘度隨溫度變化而變化,而且表現(xiàn)出強(qiáng)烈的時(shí)間依賴性,并出現(xiàn)可逆現(xiàn)象。機(jī)織學(xué)—漿料由曲線η-T可得出:
膨脹階段粘度變化不大糊化階段η↑至最高完全糊化階段η↓
保溫η↓下降緩慢至幾乎停止下降
機(jī)織學(xué)—漿料當(dāng)?shù)矸壑泻ф湹矸鄱嗟矸鄣木酆隙却螃谴鬂{液的濃度大可逆性:攪拌,加溫η↓;靜置、冷卻使η結(jié)構(gòu)部分或完全回復(fù)。機(jī)織學(xué)—漿料結(jié)論:①上漿時(shí)采用完全糊化的漿,η穩(wěn)定,上漿率穩(wěn)定②用比重計(jì)測(cè)濃度須定溫,如50℃,未糊化,否則比重計(jì)因η大不能自由沉浮而不準(zhǔn)機(jī)織學(xué)—漿料6、幾種常見淀粉(一)天然淀粉(1)小麥淀粉面粉中10%蛋白質(zhì)應(yīng)去除,否則易起泡。漿液:η穩(wěn)定,粘著力強(qiáng),分解后浸透好。漿膜:成膜性一般,強(qiáng)度大,但耐屈曲性差,斷裂伸長(zhǎng)小。適應(yīng):細(xì)號(hào)、高密、純棉、粘膠等化纖機(jī)織學(xué)—漿料(2)玉米淀粉粒子較硬,達(dá)到糊化時(shí)間長(zhǎng)。漿液:η開始尚穩(wěn)定,完全糊化后再加溫煮,η下降很快,所以不可一次調(diào)多,粘著力強(qiáng),浸透性好。漿膜:有一定成膜性,漿膜強(qiáng)度大,斷裂伸長(zhǎng)小,耐磨屈曲性差。上漿效果:較好,適應(yīng)廣,手感硬,退漿差,易腐敗。機(jī)織學(xué)—漿料(3)米淀粉與蛋白質(zhì)結(jié)合較牢,要用0.3-0.5%的燒堿溶液浸,撇黃水,易起泡,手感粗糙,用于中低號(hào)純棉紗。(4)木薯淀粉吸濕好,糊化溫度低,易糊化,開始η變化大,但煮沸后保溫45min,粘度即穩(wěn)定,粘著力強(qiáng),柔韌性差,手感硬,用甲醛處理后,可得到交聯(lián)木薯淀粉,性能可得到改善。機(jī)織學(xué)—漿料(5)其它淀粉a:馬鈴薯淀粉:顆粒大,易糊化,η↑↑,后↓不穩(wěn),浸透性、成膜性好,漿膜強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)、耐屈曲性好,基團(tuán)改造馬鈴薯淀粉,各方面性能都很好。機(jī)織學(xué)—漿料b:橡子淀粉:橡仁含淀粉50%,含單寧(喬木7-8%,灌木11-13%),粒子細(xì),耐煮,漿膜脆硬,色澤黃,成熟度、加工方法、來源、不同質(zhì)量不同。c:甘薯淀粉:η因品種差異很大,煮2h,η↓↓趨于穩(wěn)定。機(jī)織學(xué)—漿料(二)變性淀粉在調(diào)漿前改變淀粉的各種性能如溶解性、粘度、粘著力及浸透性,而得到變性淀粉。變性淀粉發(fā)展經(jīng)歷了以下過程:①酸解淀粉、氧化淀粉、糊精。用酸、氧化劑或加熱方法使淀粉大分子解聚,達(dá)到降低粘度、增加流動(dòng)性能的目的。機(jī)織學(xué)—漿料②主要是a淀粉醚(醇R-OH),分子內(nèi)羥基中的氫原子被另一個(gè)烴基所取代的生成物稱醚,通式R-O-R′、CMS等;淀粉酯(羧酸與醇生成的化合物稱羧酸酯,通式R-C-O-R′,羧酸R-C)c交聯(lián)淀粉,陽離子淀粉,也是一種淀粉醚。以上通過淀粉大分子的羥基上引入一個(gè)基團(tuán)或引入一個(gè)低分子物,使淀粉大分子間相互作用力削弱,有的也改善了與合成纖維的相容形和漿膜的柔韌性。機(jī)織學(xué)—漿料③接枝淀粉:在淀粉大分子鏈上引入具有一定聚合度的高分子化合物,使淀粉的性能有了顯著的改善,不僅有良好的親水性,而且通過高分子設(shè)計(jì)方法使它對(duì)合成纖維有良好的粘附性,可大比例替代PVA(比例可達(dá)70-80%),進(jìn)一步甚至可作為單組分漿料在經(jīng)紗上漿中的使用。機(jī)織學(xué)—漿料變性方法主要有:(1)酸化淀粉-酸水解法酸可降低淀粉分子甙鍵的活化能,對(duì)淀粉的水解起催化作用。少量的酸可使淀粉不斷分解,最后的水解產(chǎn)物為葡萄糖,常用的酸為鹽酸及硫酸。。機(jī)織學(xué)—漿料用堿中和法控制淀粉的水解程度,可控制流度(粘度的倒數(shù))100ml水、25℃,通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漏斗所需的時(shí)間為準(zhǔn),其淀粉在該時(shí)間內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)漏斗的毫升數(shù),則為該淀粉的流度值,紡織常用20、40、60、75、85、90等,流度越大,粘度越小。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)酸解粉的工廠有廣西明陽淀粉廠的HS-4、宜興淀粉廠的TB225等機(jī)織學(xué)—漿料(2)氧化淀粉-氧化法淀粉上的羥基及甙鍵能被氧化劑氧化,但要保持淀粉分子原有化學(xué)結(jié)構(gòu)以維持其粘性和流動(dòng)性。①氧化劑氯胺T:對(duì)淀粉的分解80℃才開始,85℃僅分解5%,因此不能預(yù)制氧化淀粉,只能作為一種分解劑,在調(diào)漿過程中分解淀粉。次氯酸鈉是較強(qiáng)氧化劑,反應(yīng)溫度低,在28-30℃,淀粉的顆粒未被破壞。機(jī)織學(xué)—漿料②反應(yīng)原理次氯酸離子(ClO-)中的陽離子氯(Cl+)被還原為氯離子(Cl-),放出新生態(tài)氧[O]NaOCl→NaCl+[O]新生態(tài)氧使淀粉中的伯醇基(CH2OH)先氧化成醛基(-CHO)然后再氧化成羧基(
-COOH)。機(jī)織學(xué)—漿料機(jī)織學(xué)—漿料氧化淀粉外觀潔白,粒子向經(jīng)向裂紋,η穩(wěn)定,流動(dòng)性好,浸透力強(qiáng),粘著劑較好,易退漿,低溫不凝膠,適用于高密細(xì)特純棉紗,苧麻紗上漿,也可與PVA、聚丙烯酸漿料混用,用于T/C、T/R上漿,相溶性好,漿紗手感細(xì)滑,開口清晰。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)氧化淀粉的廠很多,幾乎做變性淀粉的廠都做,如828、LS-2等,最早是沙市。機(jī)織學(xué)—漿料(3)熱裂解-糊精干淀粉經(jīng)過高溫焙燒,淀粉大分子斷裂重排得到糊精,溶解性好,粘度低且穩(wěn)定,但粘附性和成膜性差,不能單獨(dú)用于經(jīng)紗上漿。工廠中,調(diào)漿時(shí)燜煮一段時(shí)間使?jié){煮透,改進(jìn)流動(dòng)性,就是熱裂解的作用,還有高溫、高壓煮漿也有這個(gè)作用。機(jī)織學(xué)—漿料(4)交聯(lián)木薯淀粉-醚化法(R-O-R′)木薯淀粉漿加溫后η下降很快,穩(wěn)定性差,交聯(lián)法可彌補(bǔ)這一缺點(diǎn)。機(jī)織學(xué)—漿料①交聯(lián)原理甲醛HCHO能與淀粉上兩個(gè)羥基反應(yīng),失去一分子水,由亞甲基(-CH2)將淀粉交叉地聯(lián)結(jié)起來,這種反應(yīng)叫“交聯(lián)”作用。機(jī)織學(xué)—漿料Rst-OH+Rst′-OH+C=O→CH2+H2O淀粉分子間羥基通過亞甲基交聯(lián)數(shù)目的多少稱交聯(lián)度。漿料用僅需在300-400個(gè)脫水葡萄糖之間由一個(gè)亞甲基交聯(lián)即可,這是很低程度的交聯(lián)淀粉。Rst-ORst-O機(jī)織學(xué)—漿料性能:PH為3,初始粘度低,但熱穩(wěn)定性好,泡沫少,含有少量甲醛,不加防腐劑。使用:純用中號(hào)純棉。上漿率5%以下織物與其它淀粉PVA混用,用于細(xì)號(hào)滌棉。機(jī)織學(xué)—漿料其它醚化淀粉羧甲基淀粉CMS:CMS漿膜柔軟,耐磨差,手感軟,易起毛,應(yīng)選用中粘,中取代度。機(jī)織學(xué)—漿料羥乙基淀粉:淀粉+環(huán)氧乙烷H2C-CH2羥丙基淀粉HPS:淀粉+環(huán)氧丙烷CH2-CH-CH2(羥乙基、羥丙基淀粉實(shí)際應(yīng)用不多)陽離子淀粉:淀粉與含有氨基、亞氨基胺等反應(yīng)制得,可能帶有一個(gè)陽電荷。這類衍生物主要是叔胺基淀粉醚及季胺淀粉醚。如淀粉+三甲基環(huán)氧氯丙烷=陽離子淀粉用于造紙多,紡織少用。機(jī)織學(xué)—漿料(5)酯化淀粉淀粉中的羥基與無機(jī)酸或有機(jī)酸發(fā)生酯化反應(yīng)。①淀粉磷酸酯機(jī)織學(xué)—漿料淀粉中的羥基與磷酸鹽生成的一種衍生物。由于磷酸根的多官能度特性和淀粉分子中的多羥基,這類產(chǎn)品中有單酯、雙酯、三酯之別,紡織漿料中主要使用單酯機(jī)織學(xué)—漿料還可用其它磷酸鹽制取淀粉磷酸酯(單酯)、淀粉磷酸雙酯:是一種交聯(lián)淀粉,一個(gè)磷酸雙酯鍵以共價(jià)方式與淀粉連接。淀粉磷酸酯可用干法或濕法生產(chǎn),一般認(rèn)為干法生產(chǎn)反應(yīng)均勻性、質(zhì)量有問題,濕法生產(chǎn)較好。機(jī)織學(xué)—漿料從淀粉磷酸酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)看,它雖是一個(gè)酯的衍生物,但它是親水性的物質(zhì)。淀粉大分子上的一個(gè)羥基雖被一個(gè)酸根置換生成酯,但這個(gè)磷酸根本身帶有一個(gè)羥基和一個(gè)醇鈉,它是一個(gè)親水性的無機(jī)酸酯,它對(duì)疏水性的纖維的粘附力不可能很高。機(jī)織學(xué)—漿料近年來生產(chǎn)淀粉磷酸酯的單位很多,但代替度一般不高,低于行業(yè)要求的0.02,有的甚至只有千分之一(結(jié)合磷=總磷-游離磷)。淀粉磷酸酯的性質(zhì):具有高粘度易分散,不會(huì)凝膠,可與PVA混和用于混紡紗上漿機(jī)織學(xué)—漿料②淀粉醋酸酯紡織一般用低取代度產(chǎn)品,常用淀粉乳制取,酯化劑主要是醋酸酐(羧酸和脫水劑脫水反應(yīng)叫酐反應(yīng))、醋酸乙烯、醋酸等。機(jī)織學(xué)—漿料機(jī)織學(xué)—漿料性質(zhì):粘度穩(wěn)定,糊化溫度低,對(duì)堿不穩(wěn)定,PH值應(yīng)在6.5-7.5,成膜性好,漿膜柔軟,耐彎曲、伸長(zhǎng)性好,透明,光澤好。用途:天然纖維粘膠也可用于T/C,混紡紗上漿。機(jī)織學(xué)—漿料(6)接枝淀粉在淀粉大分子鏈上引入具有一定聚合度的高分子化合物。將價(jià)格低來源廣的天然淀粉與上漿性能良好的化學(xué)漿料結(jié)合在一起,取長(zhǎng)補(bǔ)短。用于疏水性的合成纖維上漿,以少用或不用化學(xué)漿料。機(jī)織學(xué)—漿料化學(xué)模型:反應(yīng)后:AGU:淀粉M:人工合成單體①②③④機(jī)織學(xué)—漿料單體是不希望的,不僅浪費(fèi),而且味重,其它三種組分是必然存在的,所以在選擇單體時(shí),應(yīng)考慮均聚物對(duì)上漿的效用。M:丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯。接枝淀粉可能是變性淀粉發(fā)展的方向。機(jī)織學(xué)—漿料(三)聚乙烯醇PVA(Polyvinylalcohol)1、PVA的制取與化學(xué)結(jié)構(gòu)酯化反應(yīng)皂化反應(yīng)(酯類在堿溶液中)酯交換反應(yīng)(酯的醇解反應(yīng))酯交換反應(yīng)是可逆反應(yīng)。機(jī)織學(xué)—漿料①醋酸乙烯的合成(1)乙炔法
(2)乙烯法②醋酸乙烯的聚合③醋酸乙烯的醇解PVA不能由相應(yīng)的乙烯醇聚合,乙烯醇不穩(wěn)定,要進(jìn)行分子重排轉(zhuǎn)成乙醛。65℃機(jī)織學(xué)—漿料2、PVA的重要化學(xué)指標(biāo)(1)醇解度DegreeofHydroly聚醋酸乙烯中醋酸根被羥基置換的百分?jǐn)?shù)①完全醇解的PVA有98%以上的醋酸根被羥基取代。②部分醇解PVA一般部分醇解的PVA,醇解度88%,即X:Y=88:12機(jī)織學(xué)—漿料(2)聚合度
PVA分子中所含重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的數(shù)目,一般為平均聚合度。低:300-1000;中:1000-1500、高1500以上漿料常用n=1700-2000但漿料最適合的n應(yīng)該是1200左右機(jī)織學(xué)—漿料(3)PVA的牌號(hào)①國(guó)產(chǎn)PVA(北京、上海金山、重慶川維等)1799
醇解度的百分率
×100=聚合度即聚合度1700,醇解度99%同理PVA1788:n=1700醇解度88%
0588:n=500醇解度88%機(jī)織學(xué)—漿料②國(guó)外產(chǎn):牌號(hào)繁雜,性能各異。如日本可樂麗公司PVA117PVA205×100=n×100=n1完全醇解2部分醇解
日本電化公司K-05(FH)B-17(PH)日本合成化學(xué)工業(yè)NM-11部分G完全NNH-20FHM:中聚H:高聚
NH-05L:低聚機(jī)織學(xué)—漿料3、PVA的上漿性能(1)水溶性PVA上醇羥基中氧原子電負(fù)性大,使成鍵電子偏向氧原子,羥基與羥基能形成氫鍵,羥基也可與水分子形成氫鍵。部分醇解PVA中,醋酸酯基團(tuán)COOCH3體積大,阻礙大分子鍵互相靠近,削弱了大分子鏈上羥基間氫鍵締合,能與水分子自由作用的羥基就多,所以吸濕性與水溶性好。醇解度在88%的PVA水溶性最好,比它高或低水溶性都差,當(dāng)醇解度低,醋酸乙烯酯疏水性起主要作用。機(jī)織學(xué)—漿料(2)粘度粘度穩(wěn)定,隨時(shí)間變化小,特別是PH-PVA,穩(wěn)定性更好,聚合度↑,濃度↑,η↑,溫度↑,η↓。(3)浸透性PVA是良好的被覆性漿料,但其浸透性也較好,濃度↑,n↑,η↑,浸透性↓。機(jī)織學(xué)—漿料(4)粘附性
粘附性較天然漿料好對(duì)親水性纖維FH-PVA粘附力>PH-PVA對(duì)疏水性纖維PH-PVA粘附力較大在實(shí)際使用中即使是FH-PVA,對(duì)合成纖維的親和力也比淀粉漿好,這是因?yàn)榈矸塾兄ф?,形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),體積大,不易與纖維靠近粘合,而PVA體積小,是線狀,柔軟,易繞上合成纖維,形成“機(jī)械鍵”。機(jī)織學(xué)—漿料(5)成膜性成膜性好,其強(qiáng)度、伸度、耐屈曲性、耐磨性比淀粉好,n↑,漿膜強(qiáng)度↑,伸長(zhǎng)率↑。耐屈曲性:小麥188;玉米345;CMC1151;PVA10000以上
PVA易結(jié)皮是其缺點(diǎn),易造成漿斑。(6)再溶性和吸濕性與水溶性類似,在高溫烘時(shí)易結(jié)晶,難溶解。機(jī)織學(xué)—漿料(7)混溶性不分層即混溶性好。PVA與CMC、聚丙烯酸酯等有較好的混溶性,與淀粉易分層。淀粉/PVA:1/9-3/7,7/3-9/1不易分,而4/6-6/4易分層,即不應(yīng)對(duì)等比例,特別是淀粉比例高時(shí),易分層。機(jī)織學(xué)—漿料3、PVA的缺點(diǎn)①漿液表面易結(jié)皮,特別是高聚FH-PVA。②PH-PVA易起泡,造成輕漿。③分紗阻力大,漿膜撕破,表面有毛羽。④高溫烘燥易結(jié)晶,使退漿困難,可加硼酸,防結(jié)晶,但不可多加,否則會(huì)凝膠。機(jī)織學(xué)—漿料⑤退漿的廢液污染環(huán)境
B.O.D(BiochemicalOxygenDemand)-測(cè)定水中有機(jī)物質(zhì)含量的一個(gè)指標(biāo)。生化需氧量-在微生物作用下的生化過程中,氧化一升污水所含全部有機(jī)物質(zhì)所需的氧的毫克數(shù)。C.O.D數(shù)值-指在一定條件下,水樣消耗氧化劑的量。常用的氧化劑為高錳酸鉀KMnO4。PVA、CMC的BOD值低,但在自然條件下不能完全降解,合成漿料用化學(xué)需氧量C.O.D(ChemicalOxygenDemand)來表示降解的難易程度。PVA的C.O.D值較高。機(jī)織學(xué)—漿料4、變性PVA(T漿料)(a+b)占整體的81.5-98.8%,摩爾比。(c+d+e)占整體的18.5-1.2%。
T漿料最初由日本合成化學(xué)公司制成,T-130適用于合纖長(zhǎng)絲上漿。T-330適用于合纖短纖維混紡紗上漿。我國(guó)的福建維尼綸廠也生產(chǎn)過FV-1型PVA。機(jī)織學(xué)—漿料變性PVA目前進(jìn)展不快,使用較少。(1)對(duì)疏水性纖維有良好的粘附性,無再粘現(xiàn)象。(2)易溶40-50℃保溫1小時(shí)全溶
60-80℃保溫半小時(shí)全溶(3)不易結(jié)漿皮,水溶性好(4)不起泡(5)易退漿(6)可低溫上漿,85℃以下(7)混溶性好機(jī)織學(xué)—漿料(四)丙烯酸類漿料丙烯酸漿料與PVA、淀粉是目前使用最多的三大主漿料。聚丙烯酸漿料是丙烯酸類單體均聚物,多元共聚物或共混物的總稱。利用石油裂解成的烯烴為原料制成丙烯腈,再用丙烯腈為原料制成的粘稠液體。機(jī)織學(xué)—漿料
丙烯酸類單體
R、R′不同,就可得一系列不同的單體。種類:聚丙烯酸(polyacrylicacid)聚丙烯酸鹽(polyacrylicsalt)聚丙烯酸甲酯(polyacrylatemethyl)聚丙烯酰胺(polyacrylamide)機(jī)織學(xué)—漿料1.聚丙烯酸酯:甲酯、丙酯、乙酯、丁酯(1)甲酯機(jī)織學(xué)—漿料(2)甲酯配方丙烯酸甲酯CH2=CH-COOCH385%丙烯腈CH2=CH-CN8%丙烯酸胺(或鈉)鹽7%乳化劑(十二烷基磺酸鈉C12H25SO3Na)1%引發(fā)劑過硫酸鉀KS2O80.1%含固量14%PH7.5-8.5機(jī)織學(xué)—漿料(3)性能①與滌綸有較強(qiáng)親和力。②漿膜光滑柔軟,伸度好,柔而不堅(jiān),低強(qiáng)高伸。③η不高,當(dāng)溫度↑時(shí),η略下降。④對(duì)氣候敏感,冬天硬,夏天軟,稱熱塑性。⑤漿膜易吸濕,再粘性大,漿紗回潮率應(yīng)小些。⑥須與PVA、淀粉混用。機(jī)織學(xué)—漿料(4)噴水織機(jī)專用漿料在聚丙烯酸甲酯中引入胺鹽:上漿時(shí):-COONH4,可離解成離子狀,溶于水。干躁后織造:氨氣逸出成為帶有羧基的-COOH的主漿料,吸水性低,耐水性高,變成不溶性漿料。退漿:用堿處理,轉(zhuǎn)化為可溶性的鈉鹽COONa。機(jī)織學(xué)—漿料2、聚丙烯酸酰胺PAAM(Polyacrylamide)(1)化學(xué)結(jié)構(gòu)非離子型:PAAM,完全水解,常用。陰離子型:PHP,部分水解。機(jī)織學(xué)—漿料(2)性能①含有極性基團(tuán)CONH2,對(duì)纖維素纖維、棉、粘膠、羊毛親和力好,也可作T/C的輔助漿料。②漿膜堅(jiān)而不韌,高強(qiáng)低伸。③粘度大,低濃高粘,不可單獨(dú)上漿。④吸濕性大,產(chǎn)生再粘現(xiàn)象。機(jī)織學(xué)—漿料3、聚丙烯酸鈉把聚丙烯酸用堿完全中和制成的產(chǎn)品?;瘜W(xué)結(jié)構(gòu):吸濕性大,漿膜太軟,與淀粉混用可使之易于糊化,并提高其耐屈曲性。
COONa機(jī)織學(xué)—漿料4、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸溶于水,但吸濕小,成膜性好。用于尼龍(錦綸)上漿。酸性大,一般不與淀粉漿混用。機(jī)織學(xué)—漿料丙烯酸漿料近年發(fā)展很快,多為多元共聚物。不是單獨(dú)的某一成分,其可變性是優(yōu)點(diǎn),被稱為裁縫漿料。利用聚丙烯酸漿料與滌綸粘著力強(qiáng)的特點(diǎn),可克服淀粉浸透差,漿膜脆,PVA與滌綸粘附力不強(qiáng)的弱點(diǎn)。丙烯酸漿料的粘附性比淀粉、PVA都大。機(jī)織學(xué)—漿料理想的漿料,既要粘著力較大,又要使?jié){膜強(qiáng)度(內(nèi)聚力)與粘著力相適應(yīng)。漿膜強(qiáng)度小,易破,不耐磨,粘著力小,則漿膜易脫。(內(nèi)聚破壞,界面破壞,混和破壞。)機(jī)織學(xué)—漿料(五)其它粘著劑1、羧甲基纖維素鈉CMCCH2OCH2COONa
機(jī)織學(xué)—漿料CMC的代替度:每100個(gè)葡萄糖基環(huán)中被醚化基團(tuán)取代的羥基數(shù)叫醚化度。平均每個(gè)葡萄糖基環(huán)中被取代的羥基數(shù)叫取代度。醚化度最大300,取代度最大3,紡織用中取代度0.5-1.2。聚合度300-500n↑η↑
機(jī)織學(xué)—漿料粘度η:中300-1000,上漿用:低50-300。高1000以上。漿用性能:乳化性、擴(kuò)散性都好,粘著力較強(qiáng),成膜性好,堅(jiān)韌光滑,浸透好,易分紗,但紗剛度小,濕度大時(shí)發(fā)粘,粗制品堿性大,腐蝕機(jī)件。機(jī)織學(xué)—漿料2、褐藻酸鈉俗稱海藻膠,是制取碘和甘露醇的副產(chǎn)品,低濃高粘,20℃時(shí),1%η可達(dá)300-500mpas。海藻膠現(xiàn)很少用于經(jīng)紗上漿。機(jī)織學(xué)—漿料二、助劑為了改善漿液性能,提高漿紗質(zhì)量,必須使用一些助劑,一般助劑使用量很小。(一)表面活性劑吸附在液體表面或液液界面,液固界面上,能顯著改變其表面張力或界面張力,液體表面張力使液體具有縮小表面積的傾向,成珠球形,如露水,水銀。
機(jī)織學(xué)—漿料表面活性劑由兩部分組成,一部分為親水基團(tuán),另一部分為親油基團(tuán)(長(zhǎng)鏈烷烴等)。表面活性劑分類按離子型,凡能電離生成離子的叫離子型表面活性劑,凡不能電離,不能生成離子的叫做非離子型表面活性劑,電離后,有效部分為陰離子的叫陰離子型表面活性劑,有效部分為陽離子的則為陽離子型表面活性劑。當(dāng)然還有兩性型表面活性劑(氨基酸型、甜菜堿型等),紡織上漿一般用陰離子或非離子型。機(jī)織學(xué)—漿料某些非離子型表面活性劑用親疏平衡值H.L.B表示表面活性劑的親水,疏水性能。HLB值高表示親水性強(qiáng),低表示親油性強(qiáng)。石蠟,20個(gè)碳原子以上的烷烴,完全沒有親水性基團(tuán)HLB=0,聚氧乙烯醚(聚乙二醇),完全是親水性基團(tuán)HLB=20。機(jī)織學(xué)—漿料幾種表面活性劑的HLB值乳百靈HLB=13,潤(rùn)濕,凈洗,乳化。防靜電劑SN,陽離子型,防靜電,有勻染作用。柔軟劑SG,硬酯酸與環(huán)氧乙烷的縮合物,非離子型。HLB=10,具有浸透性。機(jī)織學(xué)—漿料(二)常用助劑1、浸透劑減小漿液表面張力,增加漿液的流動(dòng)性,乳化經(jīng)紗上的油和蠟,以利于漿液浸透到紗的內(nèi)部。浸透劑不可用量太多,否則漿液易起泡。機(jī)織學(xué)—漿料
常用浸透劑(1)土耳其紅油(太古油):棕色或黃色油狀液體,陰離子表面活性劑。用于棉紗,用于化纖時(shí)浸透不夠,易溶于水,易起泡,漿液體積的0.2%。機(jī)織學(xué)—漿料(2)JFC高級(jí)脂肪醇與環(huán)氧乙烷的縮合物(加成物),即脂肪醇聚氧乙烯醚。CmH2m+1O(CH2CH2O)nH黃棕色液體,用量是粘著劑的0.3-0.5%。有良好的滲透性和分散乳化性能。機(jī)織學(xué)—漿料(3)平平加O也是環(huán)氧乙烷與高級(jí)醇的縮合物。非離子型,淡黃色液體或乳白色膏狀固體,對(duì)各種纖維無結(jié)合能力,用后易洗去,用量為粘著劑的0.5%。用于紡織的浸透劑還有5881D、肥皂等。機(jī)織學(xué)—漿料2、乳化劑OP機(jī)織學(xué)—漿料3、柔軟平滑劑(1)減少漿膜的脆硬,增加漿紗的柔軟性。(2)降低漿膜的摩擦系數(shù)(平滑、潤(rùn)滑劑)。(3)減少漿膜與加熱構(gòu)件的粘貼。機(jī)織學(xué)—漿料油劑分布于漿膜表面與內(nèi)部?jī)蓚€(gè)方面。
漿紗表面被覆的油劑膜填補(bǔ)漿膜表面的不光滑,起平滑和耐磨作用。漿膜中分散的油劑使粘著劑的分子間結(jié)合松馳呈海綿狀,可塑性增加,給漿紗以適當(dāng)?shù)娜彳浶院蜕於?。機(jī)織學(xué)—漿料
油脂的化學(xué)結(jié)構(gòu):油:常溫下呈液態(tài),主要含不飽和的脂肪酸的甘油脂,植物種子。脂:常溫下呈固態(tài),主要還有飽和的脂肪酸,來自動(dòng)物。組成油脂的脂肪酸(含碳數(shù)目多,而且是偶數(shù))機(jī)織學(xué)—漿料例:飽和脂肪酸:硬脂酸十八碳酸CH3(CH2)16COOH或
C17H35COOH
軟脂酸十六碳酸CH3(CH2)14COOHC15H31COOH
豆蔻酸十四碳酸CH3(CH2)12COOHC13H27COOH
機(jī)織學(xué)—漿料不飽和脂肪酸:油酸(十八碳-9-烯酸)C17H33COOHCH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH亞油酸(十八碳-9、12-烯酸)C17H33COOH
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7COOH把甘油脂中的R1、R2、R3全部用硬脂酸,分子量a1=890用軟脂酸a2=806、用豆蔻酸a3=722、用油酸a4=884機(jī)織學(xué)—漿料
漿紗用油脂的質(zhì)量指標(biāo)(1)皂化值:一克油脂完全皂化時(shí)所需KOH的毫克數(shù)。皂化值越大,表明能皂化的物質(zhì)越多(易皂化,不至造成油污疵點(diǎn),易退漿)。皂化值要高,在190以上。(2)碘值:100克不飽和油脂起加成反應(yīng)所需碘的克數(shù)。油脂與鹵素的反應(yīng),重要的是烴基上的碳碳雙鍵的加成反應(yīng)。碘值越大,表明這種油脂的不飽和程度越大,易腐敗。碘值要小,在40-60之間。機(jī)織學(xué)—漿料(3)酸值:中和一克油脂中含游離脂肪酸所需KOH的毫克數(shù)。新鮮油脂酸值低,腐敗油脂酸值高,要求<8,表明已變質(zhì)的油脂含量少。(4)熔點(diǎn)高,性質(zhì)穩(wěn)定,40℃左右。機(jī)織學(xué)—漿料
常用油脂及用量:用量一般為粘著劑的2-6%(折對(duì)油脂重量,合成纖維2%),有丙烯酸的可不用或少用。漿紗膏-動(dòng)物下腳經(jīng)乳化制成的產(chǎn)品。硬化油-使液態(tài)油變成固態(tài)脂叫硬化,又叫氫化、不飽和油脂和空氣發(fā)生加成反應(yīng)。柔軟劑101-石蠟,硬酯酸的乳化液。常用油脂規(guī)格機(jī)織學(xué)—漿料4、防靜電劑增大纖維導(dǎo)電性的物質(zhì),一般用于疏水性纖維織造用。原理:離子型:物質(zhì)本身電離,使紗具有一定導(dǎo)電性。吸濕型:使紗回潮率↑,導(dǎo)電↑抗靜電劑P陰離子型
SN陽離子型平平加O非離子型機(jī)織學(xué)—漿料5、消泡劑液面泡沫多看不清,上漿率不易掌握,易輕漿。原理:減少液膜的局部張力,以致表面張力不勻而破裂。工廠中蓖麻油效果好。油脂、硬脂酸、乙醚、辛醇、松節(jié)油等,硅油,可溶性蠟。其中松節(jié)油揮發(fā)性強(qiáng),可作為漿槽內(nèi)突擊消泡。不宜在調(diào)漿中使用。機(jī)織學(xué)—漿料6、吸濕劑漿膜含濕量大小對(duì)經(jīng)紗強(qiáng)度、彈性和耐磨有較大影,,吸濕不夠,太大都不好。常用吸濕劑:甘油一般為淀粉量的1-2%上漿率大,Φ↓,干躁時(shí)用,加丙烯酸系時(shí)不用。機(jī)織學(xué)—漿料7、防腐劑淀粉、油脂、蛋白質(zhì)易腐敗,產(chǎn)生霉斑。常用防腐劑①2-奈酚(工廠中常寫成二奈酚):不溶于水,但溶于燒堿溶液。不要過早準(zhǔn)備,調(diào)好之后馬上放入漿液。用量:粘著劑的0.2-0.4%,PH=4時(shí)效果最好。機(jī)織學(xué)—漿料②NL-4雙氯酚,高效低毒性,對(duì)多種霉菌都有抑制作用防腐能力約為2-奈酚的50-60倍
NL-4是DDM中加入乙劑型鈉鹽。雙奈酚含量29%用量0.2-0.4%。機(jī)織學(xué)—漿料③其它防腐劑石碳酸苯酚水楊酸鄰羥基苯酸福爾馬林40%甲醛硼酸HSBO3氯化鋅ZnCl2機(jī)織學(xué)—漿料8、淀粉分解劑酸化學(xué)堿氧化劑淀粉分解熱物理機(jī)械超聲波生物酵素酶
機(jī)織學(xué)—漿料紡織廠常用堿分解劑①硅酸鈉、水玻璃酸性條件下,易結(jié)硅,用量4-8%,現(xiàn)也很少用。②酶分解劑酶是一種生物催化劑,屬蛋白質(zhì)一類。酶的作用很專一,一種酶只能催化一種或一類化學(xué)分應(yīng),對(duì)淀粉起水解作用的酶總稱為淀粉酶。機(jī)織學(xué)—漿料
工業(yè)上常用-淀粉酶,-淀粉酶,-淀粉酶對(duì)淀粉的水解作用較均勻。-淀粉酶在PH5.5-8較穩(wěn)定,溫度50-60℃,較適宜,超過酶的失活溫度,催化水解即告終,用量為淀粉重量的萬分之幾。③次氯酸鈉NaClO、氯胺T等氧化分解劑。鹽酸、硫酸、有機(jī)酸。機(jī)織學(xué)—漿料9、減摩劑滑石粉xMgO·ySiO2·zH2O(H2O為結(jié)晶水)x:31.7%y:63.5%z:4.8%膨潤(rùn)土,含沙多,300目篩孔用量:14%,現(xiàn)很少用可加多一些石蠟(退漿難),蜂蠟,硬脂酸機(jī)織學(xué)—漿料(三)溶劑水的硬度一升水中含10毫克的氧化鈣鹽稱1度,8度以下稱軟水。8度以上稱硬水。漿紗用水以不超過10度為宜,最好5度,溶劑上漿:用四氯乙烯或三氯乙烯、鹵化碳?xì)浠衔锏鹊推療岬挠袡C(jī)溶劑代替水機(jī)織學(xué)—漿料(四)即用漿料(方便漿料、組合漿料)物理混合:化學(xué)合成漿,變化淀粉,助劑,混合?;瘜W(xué)共聚:液體類較多,用于長(zhǎng)絲。機(jī)織學(xué)—漿料第二節(jié)漿液的調(diào)制和質(zhì)量控制一、漿液的調(diào)制(一)漿液配方小批量試驗(yàn),中試,再確定正式配方。1、制定漿液配方的依據(jù)(1)纖維種類纖維和漿料要有相同結(jié)構(gòu)的基團(tuán),它們就能互相溶解,彼此之間親和力大,這叫做相似相容。但只考慮基團(tuán)是不夠的,當(dāng)漿液被烘干后,粘著劑與紗線之間的粘附力以機(jī)械鍵為主要因素,一般不存在穩(wěn)定的化學(xué)鍵結(jié)合,也不希望它存在以免影響退漿。當(dāng)混紡時(shí)如T/C,65/35,哪一種成分多就以哪一種為主,兼顧其它纖維。機(jī)織學(xué)—漿料根據(jù)不同情況選助劑,如:淀粉漿配用:分解劑、減摩劑、柔軟劑、防腐劑丙烯酸類漿:本身很軟,勿需加柔軟劑,但要加平滑減摩劑,有時(shí)加油脂是為了防粘。合成漿料:少用防腐劑合成纖維吸濕差:加吸濕劑和防靜電劑。蠟質(zhì)多的棉纖維:加乳化劑、浸透劑。機(jī)織學(xué)—漿料(2)經(jīng)紗號(hào)數(shù)與經(jīng)紗結(jié)構(gòu)細(xì)號(hào)紗:毛羽少,強(qiáng)度低,以增強(qiáng)為主。粗號(hào)紗:毛羽多,強(qiáng)度高,以減摩為主。捻度大,吸漿差,加浸透劑。股線:10支以上股線一般不上漿,有時(shí)采用過水工藝或上薄漿(0.5-2%)以貼服毛羽。機(jī)織學(xué)—漿料(3)織物組織和織物密度平紋交織點(diǎn)多,摩擦多,上漿率大一些,多用減摩劑。府綢密度大,上漿率大一些。市布密度小,上漿率可小一些。斜紋上漿率比平紋小一些。以后要燒毛,就不加氯化鋅(高溫分解或鹽酸損傷布)。以后要庫(kù)存,就加防腐劑。機(jī)織學(xué)—漿料2、漿液配方實(shí)例P89配方要根據(jù)各地特點(diǎn),主要原則:(1)滿足工藝要求,結(jié)合漿料來源,全面考慮,節(jié)約成本。(2)力求簡(jiǎn)化,盡可能少用或不用助劑。(3)效果良好,布機(jī)產(chǎn)量高。機(jī)織學(xué)—漿料
純棉織物以淀粉為主的漿液配方:特點(diǎn):①以淀粉為100,其它成分對(duì)無水淀粉量%。②只有淀粉才加分解劑,而變性淀粉(氧化)不加分解劑硅酸鈉。③紗支高則上漿率高。④淀粉漿一般要用油脂(柔軟劑)。⑤燒堿一般用來溶解2-
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