棉纺织工艺浆纱

第三章浆纱授课教师：刘君妹授课班级：纺织04授课时间：3月29—本章内容安排本章授课时数20授课次数10每次授课时数2本章的目的与要求1、熟悉各种主浆纱的上浆性能和应用。2、掌握经纱上浆原理和浆纱质量控制。本章重点主浆料的性质、化学结构和上浆性能。浆纱机的上浆理论。本章难点主浆料的化学结构与上浆性能的关系。浆纱上浆机理。浆纱烘燥机理。织造过程中经纱受力开口：拉伸、弯曲、摩擦引纬：与梭子的摩擦打纬：冲击、与筘齿等的摩擦单位长度的纱线从织轴上退绕下来直至形成织物3000—5000次程度不同的反复拉伸、屈曲和摩擦作用。浆纱（warpingsizing)的目的1.增强：浆液浸透（soakage）到经纱内部，增加纤维之间的抱合力，强力增加。2.减摩：浆液在经纱表面被覆（coverage）形成浆膜（sizingfilm），贴服毛羽，纱身光滑。3.保伸：尽量保持纱线的弹性提高经纱的可织性（weavability）。上浆工作所起到的积极作用1.耐磨性改善：abrasionresistance2.纤维集束性改善，纱线断裂强度提高（breakingtenacity）3.良好的弹性(elasticity)、可弯性(flexibility)及断裂伸长4.纱线毛羽贴服，表面光滑5.具有合适的湿度(humidity)6.获得增重效果7.获得部分织物后整理效果本章主要内容浆料浆液的调制和质量控制经纱上浆烘燥原理浆纱的质量控制与检验上浆工艺浆纱综合讨论第一节浆料(sizingmaterials)浆液性能：化学物理性质的均匀性和稳定性；对纤维材料的亲和性及浸润性；适宜的粘度。浆膜性能：对纤维材料的粘附性；强度、耐磨性、弹性、可弯性；适度的吸湿性，可溶性；防腐性。浆料分类：粘着剂、助剂。粘着剂分类一、粘着剂(adhesive)（一）淀粉（starch）（二）变性淀粉（三）聚乙烯醇PVA（四）丙烯酸系浆料（五）其它粘着剂（一）淀粉（天然淀粉）1.淀粉的成分淀粉：65%-85%，白色或微黄色，细腻粉末粗脂肪粗蛋白：微生物良好的培殖基，可溶性蛋白质易使浆液起泡。灰分纤维素水分2.淀粉的化学结构分子式(C6H10O5)n按大分子形态分：直链淀粉支链淀粉聚合度n200-4000600-6000水溶性冷水分散，溶于热水热水分散，水中膨胀特点低粘度，浆膜弹性好高粘度，浆膜粘附力大直链和支链淀粉的化学结构式直链淀粉支链淀粉3.淀粉的化学性质氧化，用次氯酸钠氧化成氧化淀粉，用于棉、棉/富，与PVA混合使用于T/C。酸化，在无机酸的作用下生成酸化淀粉。醚化，和环氧乙烷反应生成醚化淀粉。酯化，和酯化剂反应生成酯化淀粉。接枝淀粉，侧基上加长链结构，与丙烯酸类接枝共聚4.淀粉在水中膨胀糊化三阶段吸湿阶段：常温水渗透压力下，少量水分扩散到颗粒内部，体积略膨胀，粘度无明显变化。膨胀阶段：t↑，渗透压↑体积膨胀相互挤压粘度增大。温度一定时，粒子开始破坏变成半透明的分散液，粘度最大，开始破坏的现象叫做开始糊化。糊化阶段：温度升高直链分化、分支链破坏、粘度下降并趋于稳定状态成完全糊化。5.浆液粘度(viscosity)的概念①定义：浆液流动时的内摩擦力的物理量。②单位：动力粘度，泊（P），1P=100cP（厘泊）1P=0.1Pa.S（帕秒）,1cp=1mPa.S（毫帕秒）。③影响因素（A）浓度增加、粘度增加（B）聚合度增加、分子量增加、粘度增加（C）温度增高、粘度下降（D）搅拌快、粘度下降④测定方法：旋转式粘度计(viscosimeter)恩式粘度计漏斗式粘度计6.淀粉的上浆性质①浸透性，呈水分散性糊化成浆，能浸透，欠佳②成膜性，聚合度高、强度大、耐摩好、粗而硬弹性差③粘附性，用于棉、人棉、富棉上浆，合纤差④易退浆，环境污染小⑤易腐败（二）变性淀粉（modifiedstarch）淀粉的缺点：调浆时间长，黏度大且稳定性差，属低浓高黏浆料，浆膜脆硬以各种天然淀粉为母体，通过化学、物力或其他方式使天然淀粉的性能发生显著变化而形成的产品称为变性淀粉。变性技术发展阶段第一代—转化淀粉第二代—淀粉衍生物第三代—接枝淀粉品种酸解淀粉氧化淀粉交联淀粉、淀粉酯、淀粉醚各种接枝淀粉变性方式解聚反应氧化反应引入化学基团或低分子化合物接入具有一定聚合度的合成物变性目的降低聚合度及粘度，提高水分散性，增加使用浓度。提高对合纤的粘附性，增加浆膜柔韧性，提高水分散性，稳定浆液粘度兼有淀粉及接入合成物的有点，代替全部或大部分合成浆料。1.各种变性淀粉的变性方式及变性目的酸解淀粉（acidhydrolysisstarch）变性原理：加无机酸于淀粉悬浊液，降低淀粉分子甙健活化能，使大分子断裂，降低聚合度。必须控制水解程度。上浆性能：浆液粘度低，流动性好，但粘度稳定性略有下降；浆膜较脆硬，与原淀粉相似；对亲水性纤维有很好的粘附性，可代替10-30%的合成浆料。氧化淀粉（oxidizedstarch）变性原理：用强氧化剂对淀粉大分子中的甙健进行氧化断裂，并使其羟基氧化成醛基和羧基。上将性能：粘度低，流动性好，浸透性强，粘度稳定性好，不易凝胶，与原淀粉相比，它对亲水性纤维的粘附性有所提高，形成浆膜比较坚韧，是棉纱、粘胶纱的良好浆料。酯化淀粉（esterifiedstarch）变性原理：淀粉大分子中的羟基被化学活泼性较强的酯化剂（有机酸或无机酸）酯化的产物。由醋酸淀粉酯、磷酸淀粉酯、尿素淀粉（氨基甲酸酯淀粉）等。上浆性能：疏水性酯基的引入，对合纤的粘附性、亲和力加强；浆液粘度稳定，流动性好，不易凝胶，浆膜较柔韧，可用于棉、毛、粘胶、涤棉混纺纱上浆。醚化淀粉（etherifiedstarch）变性原理：淀粉大分子中的羟基被各种试剂（环氧乙烷）醚化，引入醚化集团。有羧甲基淀粉、羟乙基淀粉等。上浆性能：水溶性和亲水性与取代基性能及取代度有关；淀粉醚浆液粘度稳定，浆膜较柔韧，低温时不易凝胶，适用于粘胶、羊毛等的低温上浆；对纤维素纤维有良好的粘附性；混溶性好接枝淀粉（graftedstarch）变性原理：将合成低聚物接枝到淀粉大分子上，根据经纱上浆的要求进行接枝改性设计，可以使接枝淀粉兼有两者之长。表现出优良的综合上浆性能。上浆性能：是最新一代、最有前途的一种变性淀粉，用于疏水性纤维上浆，可以全部或部分代替合成浆料。（三）纤维素衍生物主要品种：CMC、HEC、MC上浆性能：1）高速搅拌能溶解2）黏度随温度升高而下降；温度下降又重新回升；在中性或微碱性时黏度稳定3）浆膜光滑、柔韧、强度较高；但浆膜手感太软；浆膜吸湿性好；具有良好的乳化性，混溶性好（四）动物胶用于毛纱、粘胶或醋酯长丝上浆上浆性能：1）水溶性：70度以上成水溶液2）黏度：65-80度、PH值6-8时黏度稳定；3）对纤维素纤维和蛋白质纤维有良好的黏附性4）浆膜较粗硬，弹性差5）30-40度浆液易霉变、腐败（五）聚乙烯醇（PVA）1.制成：聚醋酸乙烯(CH2CHOOCCH3)n在甲醇溶液中醇解而得，用少量烧碱作为接触剂。2.醇解度（dB）：聚乙酸乙烯酯中，醋酸根被羟基取代的程度。或聚乙烯醇大分子中，乙烯醇单元占整个单元的摩尔分数比完全醇解PVA，(CH2CHOH)ndB〉99%部分醇解PVA，(CH2CHOH)x(CH2CHOOCH3)y，dB=88%。聚和度为x+y表示：179917951788PVA2053.物理性质无味、无臭、白色或淡黄色颗粒、粉末、片状或絮状，比重1.19-1.27。4.PVA的上浆性能(1)水溶性(watersolubility)：水溶性与醇解度有关，dB=85%—88%最好；dB=98%,80度开始溶解；水溶性与聚合度有关，n=500，水溶性好，常温速溶；n=1700，80度以上加热搅拌溶解。4.PVA的上浆性能（2）粘度与聚合度、醇解度、浓度、温度有关：温度一定，浓度越高，粘度越大；浓度一定，温度越高，粘度越小；聚和度越高，粘度越大；与醇解度的关系：dB=87%，粘度最小。4.PVA的上浆性能（3）粘附性不同dB的PVA对不同纤维的粘附性不同：完全醇解的PVA对亲水性纤维具有良好粘附性，例如涤纶；部分醇解的PVA对疏水性纤维的粘附性好。4.PVA的上浆性能（4）成膜性：浆膜强度高，弹性好，断裂伸长大，耐磨性好（5）混溶性：具有良好的混溶性，混合液稳定，不分层。4.PVA的上浆性能（6）浸透性：优于淀粉浆，也属被覆性浆料，部分醇解PVA优于完全醇解PVA。（7）其它性质：吸湿再溶，织造再粘，开口不清；结皮，造成浆膜撕裂，毛羽增多；起泡，上浆不匀；分纱困难，采用湿分绞，浆液加助剂。5.应用短纤纱，贴附毛羽，减小摩擦，采用聚合度大的PVA；长丝，浸透集束作用，采用低聚合度亲水纤维，完全醇解PVA疏水纤维，部分醇解PVA6.PVA的变性丙烯酰胺共聚变性：“T”型变性PVA内酯化变性：丙烯酸酯参与共聚再内酯化接枝共聚：引入低聚和度的丙烯酸类物质效果不佳，难降解，污染大（六）丙烯酸系浆料单体结构：R′CH2CCOOR，R′和R不同，可得不同单体，常用：聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯类共聚物、聚丙烯酸及盐1.聚丙烯酸甲酯PMA习惯称为甲酯浆80年代开始应用1）制成：2）基本特征：粘稠白色乳状液，有大蒜气味，总固体率约14%，PH值7.5-8.5，高温、高速搅拌可溶于水。3）组分：甲酯(85%)、丙烯酸钠盐(8%)、丙烯睛(7%)4）上浆性能A水溶性：可与任何比例的水互溶。B成膜性：弹性好、柔韧、强度低、耐磨差、柔而不坚，吸湿再粘严重C粘附性：对疏水纤维粘附好。D温度敏感、冬季易发硬、需加柔软剂，夏季不加，雨天吸湿性大。E遇重金属盐类生成沉淀，使用软水。2.聚丙烯酰胺浆料称酰胺浆：80年代开始应用1）制成：丙烯酰胺共聚而成2）基本特征：8-10%含固量3）上浆特性：良好的水溶性，遇无机离子絮凝沉降浆液成膜性好，浆膜强度高，伸度低用于苎麻、棉、粘胶、涤棉织物的经纱上浆3.丙烯酸酯类多元共聚物制成：丙烯酸甲酯、乙酯或丁酯、丙烯酸或丙烯酸盐等单体多元共聚而成。普通丙烯酸酯：丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙（丁）酯三元共聚物。GM-B改性丙烯酸酯：再加入丙烯腈成为四元共聚物。GM-C改性丙烯酸酯：再加入玻璃化温度高的甲基丙烯酸类单体形成四元共聚物。合成浆料LY-3N4.聚丙烯酸盐多元共聚浆料产品：丙烯酸、丙烯酰胺二元共聚物丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺三元共聚丙烯酸、丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、丙烯腈四元共聚上浆特性：含固量25-30%，对亲水性纤维的黏附性较好，用于棉、粘胶、苎麻、涤棉纱上浆5.固体聚丙烯酸（酯）浆料第三代产品，含固量95%以上，有丙烯酸酯和丙烯酸盐两类产品不应以固态产品来衡量丙烯酸类的先进性6.喷水织造用浆料聚丙烯酸盐类：CH2CHCOORCH2CHCOONH4调浆时-COONH4使浆料具有水溶性烘燥：放出氨气，CH2CHCOORCH2CHCOOH退浆：碱煮练，CH2CHCOORCH2CHCOONa性能：有氨臭，粘附力较低，浓度低，烘燥时脱氨不完全，影响浆膜的耐水性。6.喷水织造用浆料聚丙烯酸酯乳液：以丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯乳液聚合共聚而成烘燥:水分子逸出退浆：碱煮练（五）聚酯浆料制成：对苯二甲酸、二元醇（乙二酸）等有机物共聚，含-NH2-OH-COO-特点：含固量高，水溶性好、粘度低、渗透性好、对聚酯纤维粘附性好；浆膜柔软光滑，韧性大，抗拉强度高，吸湿性好。能部分或完全取代PVA。CD-200聚酯浆料（六）组合（即用）浆料浆料的发展趋势。分两条技术路线：1.以变性PVA为主辅以变性淀粉。2.以丙烯酸类共聚树脂为主辅以变性淀粉。（六）组合（即用）浆料新型OIS系列即用浆料以天然高分子玉米淀粉为主要原料，采用变性淀粉研究新技术与改性乙烯聚合物及晶型改良助剂进行物化组合的新一代