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织造原理WEAVINGPRINCIPLE第十章浆纱河南工程学院纺织系第十章浆纱目的：提高经纱的可织性，并轴。短纤纱—增强、减摩、贴伏毛羽。长丝—减摩、增强集束性。要求：浆料质量好，来源充足，价格低廉，调浆方便，退浆容易，且减少污染。浆纱卷绕质量良好，无“倒”、“并”、“绞”疵点产生，浆纱的可织性好，达到优质、高产、低耗的目的。较粗的股线、单纤长丝、加捻长丝、变形丝、网络度较高的网络丝可不上浆。第一节浆料的性能第二节浆料第三节浆料配方与调制第四节上浆作业返回第一节浆料的性能一、浆料的溶解性（一）粘着剂溶解的特点1.溶解过程比较缓慢，分子量越大，溶解越困难。2.粘着剂在溶解之前具有溶胀性。（二）粘着剂溶解的可能性影响溶解的因素：黏着剂、溶剂分子之间作用力。相似相溶水溶性亲水性基团强弱、多少及大分子的聚集状态返回二、浆液的流变性及粘度（一）浆液的流变性及粘度流变性：物质在流动和变形时的表现。粘度：表示液体流动时内摩擦力或粘滞力大小的指标。粘度越大，流动性越差。（二）影响浆液粘度的因素1.流动时间延长，有些浆液的粘度逐渐上升（结构的形成，如大分子排列的整齐度提高，分子之间出现氢键的交联等），而有些浆液的粘度则逐渐下降（结构被破坏，如大分子链断裂，聚合度下降）。2.浆液温度升高，分子运动加剧，分子间作用力减弱，粘度下降。3.浆液浓度增加，分子密度增加，分子间作用力增强，粘度增大。4.粘着剂分子量越大，分子间作用力越强，粘度越大。5.分子结构粘着剂大分子中如果含有极性基团、氢键等，其粘度会有一定程度增加。而含有离子键时，粘度会增加很大，因为离子键能把分子链连接在一起，使分子间的作用力增强。三、浆液的粘附性（一）浆液对经纱的浸润浆液的粘附性：粘着剂与经纱相互结合的性质。粘附力：粘着剂与经纱结合在一起的作用力。浆液对经纱的浸润是粘着剂粘附经纱的首要条件。亲水性纤维比疏水性纤维易被浆液浸润。提高浆液温度或加表面活性剂，均能降低浆液表面张力，提高浆液对经纱的浸润程度。降低浆液粘度可以提高浆液的浸润能力和浸润速度。（二）粘附机理1.吸附理论：粘附力主要来自于分子间的作用力或氢键作用力，当粘着剂与纱线之间由于润湿或其它外力作用而充分接近时，上述作用力发挥作用，使粘着剂与纱线粘附在一起。上浆过程中，粘着剂与纱线之间不宜形成稳定的化学键，否则将造成退浆困难。2.扩散理论：由于分子热运动影响，粘着剂与被粘物的分子或分子链段能互相扩散，相互纠缠，从而使粘合界面消失，形成一个过渡区，将粘着剂与被粘物粘附在一起。根据“相似互溶”原理，粘着剂与纱线之间具有相同的基团或相似的极性时，才能相互扩散，相互缠结，形成较牢固的粘附。3.机械结合理论：液体粘着剂在浸润被粘物时，可渗入到被粘物的缝隙或粘附在被粘物表面的凹陷处。浆液在浸润纱线时，能够渗入到纱线内部的纤维间或粘附在纱线表面，固化后形成具有一定强度和弹性的固结体，因而粘着剂与纱线之间就粘附在一起。浆液与纱线之间的粘附是上述三种理论的综合体现。（三）影响粘附强度的因素1.粘着剂大分子的柔顺性柔顺性：大分子链内旋转的难易程度。柔顺性好的粘着剂大分子易扩散，形成的浆液粘度低，对纱线的浸润性好，粘附性强。2.粘着剂的分子量分子量大，浆液粘度高，浸润性差，粘附程度低。分子量小，浆液的流动性好，对纱线的浸润性好。但分子量小会降低分子之间的作用力，使粘附程度减小。3.被粘物表面状态如纱线表面含有蜡质、油剂或表面粗糙不平，均影响浆液的浸润及粘附程度。4.粘附层厚度粘附层越厚，固化后粘着剂颗粒间形成气孔的概率越大，粘附程度下降。四、浆液的成膜性浆液的成膜性：指水分蒸发后，浆液中的粘着剂能形成连续的薄膜的性质。（一）浆液的成膜机理水分不断蒸发，浆液浓度不断提高，粘着剂分子或颗粒逐渐靠近，待水分蒸发到一定程度时，颗粒之间相互接触，发生挤压变形。水分基本蒸发完时，粘着剂颗粒之间紧密接触，产生较大变形，分子之间相互渗透扩散，彼此纠缠在一起，形成连续的薄膜。（二）浆膜性能及影响因素浆膜性能：强度、弹性、耐磨性及耐屈曲性等。影响浆膜性能的因素：1.粘着剂的柔顺性好，分子间的扩散能力强，浆膜的弹性好。2.粘着剂的分子量越大，分子间的作用力越强，浆膜的强度越大。3.分子极性及高聚物的结晶能力非极性、弱极性及非晶态高聚物具有良好的成膜性。4.水分浆膜含水过多，其强度下降，并出现再粘现象。而水分过少，浆膜弹性差，比较脆硬。五、浆液的浸透性浆液的浸透性：浆液能够通过毛细管浸入经纱内部的性质。毛细管：经纱内纤维间细微的空隙。浆液浸入纱线内部纤维间，增加纤维间的抱合力，增加纱线强度与耐磨性，同时也是浆膜固着的基础。如果没有浸透，仅有被覆，易产生落浆，起不到增强与耐磨的作用。影响浆液浸透性的因素：浆液的浓度、粘度、温度、浸浆时间及压力等。第二节浆料浆料：调制浆液的各种材料。浆料种类：粘着剂和助剂。粘着剂（主浆料）：提高经纱（丝）织造性能的主要粘着材料。助剂：为改善或弥补粘着剂某些方面性能的不足所用的辅助材料。一、粘着剂粘着剂的种类：见表10-1返回（一）淀粉1.天然淀粉天然高聚物，从某些植物的种子、块茎、块根中提取，属多糖类物质。生产中广泛采用小麦淀粉、玉蜀黍淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉等。表10-2几种淀粉的主要成分种类淀粉粗蛋白粗脂肪灰分纤维素水分小麦淀粉84.110.191.130.460.1713.94玉蜀黍淀粉85.110.011.200.370.1013.31甘薯淀粉77.650.270.702.730.3118.33橡子淀粉59.401.503.402.202.6014.80主要成分（1）淀粉的一般性质纯净淀粉为白色或微带黄色、富有光泽的细腻粉末。由α-葡萄糖缩聚而成，分子式为(C6H10O5)n,n为葡萄糖单元的个数，即淀粉的聚合度（200～6000）。直链淀粉：葡萄糖剩基之间以α-1,4甙键连接，大分子呈直线状。能溶于热水,水溶液不很粘稠，遇碘变蓝色。在稀的水溶液中易沉淀，成凝胶状。其浆膜坚韧，弹性较好。支链淀粉：除α-1,4甙键外，还有α-1,6甙键和少量α-1,3甙键，大分子成分支状。不溶于水，在热水中膨胀，浆液极其粘稠，遇碘变紫色。其浆液不会凝胶，浆膜较脆弱。淀粉浆的粘度主要由支链淀粉形成。返回142345616表10-3几种淀粉中直链淀粉所占的比例淀粉种类糯米米淀粉玉蜀黍淀粉小麦淀粉薯甘淀粉木薯淀粉马铃薯淀粉橡子淀粉豆子淀粉直链淀粉比例(％)017212420172220100(2)淀粉的上浆性能淀粉在水中随温度变化的三个阶段：吸湿：水温在500C以下时，淀粉颗粒不溶于水，但由于水的渗透压力作用，使少量水分子扩散到淀粉颗粒中，其体积略有膨胀，粘度无明显变化。膨胀：温度升高，水的渗透压力增大，淀粉体积迅速增大，使粘度逐渐增加。当温度达到某一数值时，淀粉颗粒突然膨胀很大，粒子开始破裂，直链淀粉从颗粒中流出，支链淀粉仅膨胀，使半透明的淀粉分散液变为透明的、具有一定粘度的浆液。糊化开始温度：粒子开始破裂的温度。糊化：达到糊化开始温度时，粘度急剧上升。继续升高温度，粘度达到峰值以后，随着部分支链淀粉的分子链裂解，粘度反而下降，当下降到一定程度后，逐渐缓和并趋向稳定。完全糊化温度：粘度开始稳定时的温度。这种稳定状态在高温和低速搅拌作用下，仍能维持一段时间（3～6h）。接着浆液粘度又逐渐下降。采用淀粉上浆时，浆液宜处于完全糊化阶段。一次调制的浆液使用时间不宜过长，否则粘度会下降。淀粉浆的粘度：聚合度越大，粘度越大；浓度越大，粘度越大。PH在5～7，对小麦和玉蜀黍淀粉的粘度没有影响，马铃薯淀粉有一定影响。煮浆温度高，闷浆时间长，搅拌作用剧烈，都使粘度下降。淀粉浆的粘附性：多羟基结构，具有较强的极性。对亲水性纤维的粘附力较高，对疏水性纤维粘附力很差。淀粉的成膜性：浆膜较脆硬，弹性较差，断裂伸长率小，而浆膜强度大。淀粉浆的浸透性：未经分解的淀粉浆粘度高，浸透性差。分解后，部分支链分子链裂解，粘度下降，浸透性得到改善。淀粉浆在低温时形成凝胶，粘度上升，浸透性恶化。因此，未经分解剂分解的淀粉不适宜上浆，天然淀粉不适宜低温上浆。（3）常用淀粉的浆用性能小麦淀粉：粘度比玉蜀黍低，粘度的热稳定性稍差，浸透性、成膜性均较好，粘着力较强，浆膜强度高，耐屈曲性差，断裂伸长率小，若与断裂伸长率较大的合成浆料混合使用，可取长补短。玉蜀黍淀粉：浆液耐煮，粘度热稳定性好，调浆时达到完全糊化所需的时间较长。浆液的粘附性、浸透性和成膜性均较好，浆膜强度较大，弹性较好，上浆效果较小麦淀粉好，但手感粗糙，上浆不宜过多。应用广泛。马铃薯淀粉：易糊化，粘度不稳定，长时间煮沸会失去粘度。浆液粘度高，浸透性差，被覆性好，浆膜柔软。粘度不稳定，需与粘度稳定的粘着材料混合使用。适于中粗特、中低密度棉织物的经纱上浆。木薯淀粉：吸湿性好，易糊化，但粘度变化大，浆液不耐煮，宜小量调浆，用浆时间不宜超过2h。浆液粘着力较强，浆膜的柔韧性及耐磨性较差，浆纱手感粗硬。木薯淀粉经改性处理后，其性能可以得到改善。如粘度稳定，上浆时落物减少。木薯淀粉含有少量氰酸，可抑制微生物的生长，浆液不易霉变。适于中粗特棉织物的经纱上浆。2.变性淀粉天然淀粉对合成纤维的粘附性差，浆液性能不稳定，浆膜脆硬，对于高档织物的上浆效果不理想，且调浆复杂。通过化学或物理的方法来提高淀粉的水溶性、流动性、浸透性和稳定性。由此而得到的淀粉称为变性淀粉。（1）酸解淀粉在淀粉液中加入无机酸，使淀粉水解，降低其分子甙键的活化能，使大分子断裂，聚合度降低，形成酸解淀粉，并及时用碱中和来控制酸对淀粉的水解程度。上浆特性：分子量的降低，容易达到完全糊化状态。浆液的流动性好，粘度低，但粘度稳定性较原淀粉略有下降，浆膜仍然较脆硬。浆液对亲水性纤维具有良好的粘附性，在混纺纱的上浆中，可部分替代合成浆料。（2）氧化淀粉利用强氧化剂（如次氯酸钠）使淀粉大分子中的甙键断裂，并使其中的羟基氧化成醛基（—CHO）和羧基（—COOH），从而使大分子裂解，聚合度降低，形成氧化淀粉。上浆特性：浆液流动性好，粘度降低且稳定性好，浸透力强，粘着性较好，不易凝胶，退浆容易，与合成浆料有较好的混溶性。适于细特高密纯棉、麻和粘胶纱的上浆，在涤棉混纺纱的上浆中，可取代30％以上的PVA等合成浆料。（3）酯化淀粉淀粉大分子中的羟基与酯化剂无机酸作用生成酯化淀粉。如磷酸淀粉酯和醋酸淀粉酯。上浆特性：流动性好，粘度稳定，不易凝胶，浆膜柔软。对疏水性纤维的亲和力较原淀粉强，可用于棉、毛、粘胶及涤棉混纺纱的上浆。该浆液不易凝胶，可采用低温上浆，减少了高温对毛、粘胶纤维的损伤。（4）醚化淀粉淀粉大分子中的羟基与醇或其它醚化剂反应形成醚化物，即醚化淀粉。如羧甲基淀粉（CMS）、羟乙基淀粉（HES）、羟丙基淀粉（HPS）等。上浆特性：浆液粘度稳定，浆膜较柔韧，低温下无凝胶现象，具有良好的混溶性。对纤维素纤维有良好的粘附性。适宜于粘胶、羊毛纱的低温上浆。（5）交联淀粉淀粉大分子间通过酯化、醚化等化学反应，形成以化学键连接的交联状大分子，即交联淀粉。上浆特性：聚合度增大，粘度增大，但粘度热稳定性好。用于以被覆为主的麻、毛纱上浆，基本能满足毛羽较多的棉粗特纱上浆。在制取交联淀粉前，应先用酸、氧化剂或酶进行处理，以改善其流动性。（6）接枝淀粉在一定条件下，把合成低聚物作为支链接枝到淀粉大分子上，形成接枝淀粉。可接枝不同单体并控制接枝量，使其具有所接支链和淀粉两者的优点。由丙烯酸酯和醋酸乙烯酯接枝的淀粉，改善了浆膜弹性和柔软性，用于涤棉纱和合纤上浆。目前接枝淀粉均属高浓低粘型，用于细特高密织物。可较大比例取代PVA，也可作主浆料。（二）聚乙烯醇由聚醋酸乙烯脱去醋酸根被羟基代换而制得。1.PVA的化学结构醇解度：聚醋酸乙烯大分子中,醋酸根被羟基取代的程度完全醇解PVA：醇解度为（98±1）％，如PVA1799。—CH2—CH—CH2—CH—OHOH部分醇解PVA：醇解度为（88±1）％