徐 浩 貽

(浙江理工大學(xué) 材料紡織學(xué)院，杭州 310018)

噴氣織機(jī)織造無(wú)PVA上漿概況與前景

徐 浩 貽

(浙江理工大學(xué) 材料紡織學(xué)院，杭州 310018)

漿紗是保證噴氣織機(jī)高效工作的關(guān)鍵因素之一。論文從噴氣織機(jī)對(duì)漿紗的要求、PVA的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、漿膜性能，概述了噴氣織機(jī)織造選用PVA上漿的歷史必然性。從存在的諸多問(wèn)題尤其是環(huán)境污染問(wèn)題出發(fā)，為了達(dá)到環(huán)保上漿的要求，采用變性淀粉、丙烯酸漿料來(lái)取代PVA上漿已成為有效途徑；指出了未來(lái)噴氣織機(jī)上漿將呈現(xiàn)多元格局：諸如開(kāi)發(fā)高性能的環(huán)保漿料、回收利用PVA、PVA的生物降解、PVA的改性、革新技術(shù)、改革管理模式等。

噴氣織機(jī)；PVA；變性淀粉；丙烯酸漿料；環(huán)保上漿；PVA回收；生物降解

漿紗質(zhì)量是影響噴氣織機(jī)效率、質(zhì)量的關(guān)鍵。噴氣織機(jī)由于氣流引緯及高速、寬幅、大張力等特點(diǎn)，對(duì)梭口的清晰度要求極高，因而對(duì)漿紗質(zhì)量的要求也高于其他無(wú)梭織機(jī)[1]。噴氣織機(jī)織造上漿經(jīng)歷了選用PVA(聚乙烯醇)，少用PVA，不用PVA，回收利用PVA的工藝技術(shù)歷程。

1 PVA上漿是一定發(fā)展階段的必然選擇

1.1 噴氣織機(jī)的織造特性及對(duì)上漿的要求

噴氣織機(jī)以慣性極小的空氣為引緯介質(zhì)，并且引緯介質(zhì)單向流動(dòng)，因此織機(jī)車(chē)速很高，具有高入緯率的特點(diǎn)，可達(dá)2 500 m/min以上，具有高速高產(chǎn)的顯著特點(diǎn)。以柔性的空氣為引緯載體，屬于消極式引緯方式，引緯氣流對(duì)某些緯紗缺乏足夠的控制能力，因而對(duì)織機(jī)梭口的清晰度有很?chē)?yán)格的要求，在引緯通道上不允許有任何經(jīng)紗阻擋，否則會(huì)引起停緯關(guān)車(chē)，影響織造效率[2]。

在織造過(guò)程中，噴氣織機(jī)采用的是高頻次、小開(kāi)口、大張力(使梭口清晰)、強(qiáng)打緯的工藝路線，目的是為了充分發(fā)揮噴氣織機(jī)高速、高效的特點(diǎn)。這就要求經(jīng)紗具有強(qiáng)力高、不勻率低、光滑耐磨、彈性好的織造性能[3]。

噴氣織機(jī)對(duì)毛羽十分敏感，即使短毛羽也會(huì)造成引緯受阻而停臺(tái)。因此，噴氣織機(jī)織造不僅要求紗線的毛羽數(shù)量減少，而且要求貼伏牢固，漿紗的耐磨性要好。

總之，噴氣織機(jī)織造所選漿料應(yīng)是漿膜強(qiáng)度高，成膜性、耐磨性、耐屈折性好的披覆型漿料。

1.2 噴氣織機(jī)織造最佳適應(yīng)產(chǎn)品

噴氣織機(jī)高速、闊幅、梭口清晰度要求高，從歷史的角度看，是最能發(fā)揮噴氣織機(jī)效能的。盡管現(xiàn)在噴氣織機(jī)產(chǎn)品適應(yīng)性已有很大的拓寬，但相對(duì)于其他織機(jī)，有比較優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品一般為：純棉或滌棉混紡的高支、高密、高緊度、高難度的單色或本色大批量的簡(jiǎn)單織物組織的品種。所以噴氣織機(jī)在大型的棉紡織企業(yè)被廣泛使用。

1.3 PVA漿料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及漿膜性能

PVA漿料是一種成膜性?xún)?yōu)良的高分子化合物，其漿膜具有強(qiáng)度高、彈性好、耐磨性?xún)?yōu)等堅(jiān)而韌的特點(diǎn)。PVA漿膜的斷裂伸長(zhǎng)率非常大，超過(guò)原長(zhǎng)的1.5倍多，耐屈曲次數(shù)均超過(guò)1萬(wàn)次以上[4]，甚至出現(xiàn)某些漿紗性能過(guò)剩。因此，PVA漿料有理想漿料、王牌漿料、萬(wàn)能漿料之美譽(yù)。

PVA具有上述優(yōu)良性能主要由它特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定：

1)大分子主鍵是C－C，單鍵內(nèi)旋轉(zhuǎn)性能非常好，是一個(gè)柔性鏈，因此PVA是一種典型的線型高分子化合物，具有優(yōu)良的成膜能力。同時(shí)分子鏈上有高密度的－OH，大分子鏈的－OH之間形成大量鍵能較高的氫鍵，所以分子間作用力很強(qiáng)，內(nèi)聚能密度很大。柔性鏈和氫鍵這兩個(gè)特點(diǎn)決定了PVA漿膜柔軟、斷裂伸長(zhǎng)率大、韌性好，其耐磨性和耐屈曲疲勞性也非常好[4]。

2)含有醋酸酯基官能團(tuán)，在部分醇解PVA的產(chǎn)品中，醋酸酯基的含量達(dá)12 %以上，因此PVA也具有酯類(lèi)物質(zhì)的特性，具有一定的疏水性(親油性)。

3)具有一定的相對(duì)分子質(zhì)量，紡織上漿用PVA，聚合度為500～1 700，因此PVA是一種典型的高分子化合物，它的許多性能與聚合度有關(guān)[5]。

1.4 PVA漿料的應(yīng)用

PVA漿液穩(wěn)定性好，經(jīng)長(zhǎng)期放置仍保持中性，黏度變化也極小，對(duì)純棉、滌棉混紡紗具有良好的黏附性；PVA同樣適合于天然絲、人造絲、合成纖維的經(jīng)紗上漿。漿液易干燥，可提高漿紗機(jī)的速度，可降低上漿率，減少用漿量，操作簡(jiǎn)便。自1940年P(guān)VA漿料第一次用于經(jīng)紗上漿之后，很快被全球紡織業(yè)所采用[6]。

在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，中國(guó)紡織產(chǎn)品結(jié)構(gòu)基本上是以二紗(純棉紗、滌棉紗)二布(簡(jiǎn)單織物組織的純棉布、滌棉布)為主，這些品種恰恰是噴氣織機(jī)最適宜織造的對(duì)象。

從理論上講，選用什么漿料上漿與織機(jī)本身關(guān)系不大，主要與織物品種和纖維類(lèi)型有關(guān)，但由于噴氣織機(jī)的特性、適應(yīng)對(duì)象及對(duì)上漿的要求，選用PVA上漿則是工藝技術(shù)邏輯的必然、產(chǎn)品歷史的必然。

中國(guó)現(xiàn)有各種織機(jī)110萬(wàn)臺(tái)，每年漿料的消耗為30萬(wàn)t左右，其中淀粉漿料占65 %，PVA占25 %，丙烯酸類(lèi)漿料及其他漿料占10 %左右，每年P(guān)VA的用量達(dá)6萬(wàn)t～7萬(wàn)t。目前噴氣織機(jī)總量約12萬(wàn)臺(tái)，還在以每年1.5萬(wàn)臺(tái)速度遞增[7]。

噴氣織機(jī)織造在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，形成了一種普遍認(rèn)可的調(diào)漿模式，即PVA＋變性淀粉＋聚丙烯酸。

以純棉細(xì)特高密織物為例，上漿模式有2種：

1)以PVA為主體漿料，一般為總體漿料的60 %左右，變性淀粉為30 %～40 %，再添加少量的丙烯酸類(lèi)漿料。

2)以變性淀粉為主體，用量一般為總漿料量的60 %，PVA用量為30 %～40 %，再輔以CMC(羥甲基纖維素)以改善混溶性，或添加丙烯酸類(lèi)漿料增加漿液的黏附性和改善漿膜性能。滌棉織物上漿基本上采用PVA為主，用量為60 %，變性淀粉用量為30 %～40 %，再加入少量丙烯酸類(lèi)漿料或CMC，有的也用以PVA為主的純化學(xué)混合漿料?？傊?，都少不了PVA的使用[8]。還常常出現(xiàn)的情況是，凡有一定難度的新品種上馬，PVA往往作為一種萬(wàn)能的漿料加以使用。

2 綠色上漿的要求

2.1 使用PVA上漿對(duì)環(huán)境的影響

目前，評(píng)價(jià)廢水能否進(jìn)行生化處理的指標(biāo)是以BOD5︰CODcr表示，稱(chēng)為環(huán)境特征值。BOD5︰CODcr＞0.45表示廢水生化處理性較好，BOD5︰CODcr＞0.30表示廢水可以生化處理，BOD5︰CODcr＜0.30表示廢水生化處理效果較差，BOD5︰CODcr＜0.25表示難生化處理。對(duì)于退漿廢液，歐洲提出了更高的要求，規(guī)定BOD5︰CODcr＞0.8才能稱(chēng)為清潔漿料。而PVA漿料的環(huán)境特征值僅為0.033左右，是極難生化處理的。顯然PVA是不符合HJBZ30－2000《生態(tài)紡織品》標(biāo)準(zhǔn)及Oeko-Tex·standard 100標(biāo)準(zhǔn)的漿料，故稱(chēng)為不潔漿料[9]。

PVA不能被酸堿和一般微生物所分解，生物降解性差，印染廠的退漿廢水排入河道或土壤中長(zhǎng)期沉積會(huì)形成一層不透氣的覆蓋膜，使土壤無(wú)法呼吸，阻隔對(duì)微生物供給氧氣，導(dǎo)致大量微生物死亡，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境。歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家早在20世紀(jì)80年代就提出PVA上漿對(duì)環(huán)境的污染問(wèn)題，現(xiàn)在歐洲一些國(guó)家已明文禁止進(jìn)口含有PVA的紡織品[10]。

中國(guó)棉紡織行業(yè)協(xié)會(huì)在1997年的漿料和漿紗年會(huì)上倡導(dǎo)少用或不用PVA上漿，2008年的年會(huì)工作報(bào)告中指出：不用PVA上漿，開(kāi)發(fā)環(huán)保漿料是棉紡織行業(yè)節(jié)能減排的重點(diǎn)[11]。

2.2 取代PVA上漿的必要性

由于下列因素[12]，取代PVA上漿勢(shì)在必行：

1)PVA漿料不易被生物降解，退漿廢水易造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。

2)PVA漿料不易退凈，容易殘留，在成品布上很容易測(cè)出PVA的痕跡，從而易被綠色壁壘阻擋。

3)PVA屬石油的副產(chǎn)品，資源非可再生。

4)從根本上降低漿紗干分絞二次毛羽，需從取代PVA上漿著手。

5)PVA煮漿時(shí)間長(zhǎng)，耗用蒸汽量相對(duì)較大。

6)PVA漿液易結(jié)皮、起泡[12]。

中國(guó)是紡織生產(chǎn)大國(guó)，噴氣織機(jī)織造的紡織品相當(dāng)部分出口歐美等市場(chǎng)，因?yàn)榫G色壁壘引起的貿(mào)易爭(zhēng)端日益增多，取代PVA上漿已刻不容緩。

3 取代PVA上漿的途徑

自1997年紡織界提出少用或不用PVA上漿以來(lái)，為了適應(yīng)紡織綠色上漿的發(fā)展，減少紡織生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)境污染，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，紡織生產(chǎn)企業(yè)做了許多有益的嘗試：尋求PVA的替代產(chǎn)品，減少PVA的用量，改善和優(yōu)化漿紗工藝，從政策上促進(jìn)這項(xiàng)工作的開(kāi)展。

通常取代PVA上漿的條件為：一是符合國(guó)內(nèi)外生態(tài)標(biāo)準(zhǔn)，漿料本身是綠色漿料；二是在性能上接近或等同于PVA；三是在價(jià)格成本上有優(yōu)勢(shì)；四是漿紗工藝可行，容易操作。目前符合上述條件的主要有變性淀粉和丙烯酸類(lèi)漿料。

3.1 變性淀粉取代PVA

淀粉是由α-葡萄糖縮聚而成的高分子化合物，是一種高聚糖。淀粉分子中的每個(gè)葡萄糖?；嫌?個(gè)羥基，具有通常的醇羥基性質(zhì)，能發(fā)生氧化、醚化和酯化等反應(yīng)，從而改善淀粉性能，制得一系列的變性淀粉。分子中的α-1，4糖苷鍵和α-1，6糖苷鍵可部分?jǐn)嗔讯l(fā)生降解，使聚合度降低，也可使淀粉變性。根據(jù)變性后淀粉結(jié)構(gòu)的不同改變，可劃分為第一、二、三、四代變性淀粉[13]。

第一代變性淀粉：如酸解、氧化淀粉，是通過(guò)化學(xué)方法切斷淀粉分子鏈，達(dá)到了降低漿液黏度、改善漿液流動(dòng)性能的目的，但因沒(méi)有從根本上改變淀粉大分子結(jié)構(gòu)，所以其形成的漿膜與原淀粉接近，不能單獨(dú)成膜。

第二代變性淀粉：如磷酸酯、醋酸酯、醚化淀粉(CMS)。通過(guò)在淀粉環(huán)形分子結(jié)構(gòu)的某個(gè)羥基上接上高性能的反應(yīng)基，改變了淀粉大分子的結(jié)構(gòu)，降低了玻璃化溫度，成膜性好，且漿膜的柔韌性、耐磨性、抗屈曲性能等得到了明顯的改善。

第三代變性淀粉：接枝淀粉，是通過(guò)在淀粉環(huán)形分子結(jié)構(gòu)的某個(gè)羥基上接上高性能的分子鏈而不是單一的基團(tuán)。從而大幅度地提高了漿膜的性能。但接技淀粉的關(guān)鍵是其所接的接枝基因和接枝效率。

第二、三代高性能變性淀粉可低溫上漿且不易結(jié)漿皮，尤其對(duì)色織物較適宜，可節(jié)約蒸汽。同時(shí)因其漿膜的性能得到了明顯改善，故可部分或全部取代PVA，大大減少了煮漿時(shí)間。另外，淀粉屬于綠色環(huán)保漿料，在節(jié)能環(huán)保上具有明顯的優(yōu)勢(shì)[14]。

目前在變性淀粉中使用較廣泛且能部分取代或基本取代PVA的有德國(guó)伊埃斯公司生產(chǎn)的PR-SU醋酸酯淀粉，上海光明集團(tuán)公司開(kāi)發(fā)的K系列和A3系列環(huán)保漿料，河南洛陽(yáng)常龍化工有限公司開(kāi)發(fā)的CL-08型接枝淀粉，成都東美紡織漿料有限公司開(kāi)發(fā)的CH-502復(fù)合漿料，上海西達(dá)實(shí)業(yè)有限公司開(kāi)發(fā)的DF-525 C/T系列多功能環(huán)保漿料等。

第四代變性淀粉為納米復(fù)合變性淀粉。納米復(fù)合材料是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型材料，被稱(chēng)為21世紀(jì)最有前途的材料之一[15]。

3.2 丙烯酸類(lèi)漿料取代PVA

該種漿料以其優(yōu)異的黏附性能及環(huán)保性，成為紗線上漿中不可缺少的黏著劑之一，歐洲紡織企業(yè)曾大量使用。但丙烯酸漿料價(jià)格較貴，從成本角度考慮只能少量使用。

丙烯酸類(lèi)漿料由于含有能與棉纖維中的羥基形成氫鍵的羥基、酰胺基，或者含有與滌綸纖維相似的酯基，能提高混合漿液對(duì)棉或滌/棉經(jīng)紗的黏附性。

東華大學(xué)曾研究過(guò)能完全取代PVA漿料的聚丙烯酸酯漿料，但其用量必須要達(dá)到60 %～70 %，即聚丙烯酸酯漿料必須占主體時(shí)才能完全取代PVA漿料。顯然，目前從成本上使某些企業(yè)接受使用聚丙烯酸酯漿料還有一定困難[16]。

3.3 少用或不用PVA應(yīng)注意的問(wèn)題

3.3.1 合理配方

無(wú)PVA上漿最令人擔(dān)心的問(wèn)題是漿膜耐磨度降低，造成輕漿疪軸。為了增強(qiáng)無(wú)PVA上漿漿膜的耐磨度，從調(diào)漿配方入手，根據(jù)相似相溶原理，找到與經(jīng)紗相匹配的漿料，保證上漿過(guò)程中漿液在經(jīng)紗內(nèi)部和表面能夠與經(jīng)紗纖維形成分子間的緊密接觸，產(chǎn)生分子間的結(jié)合力，使浸透到經(jīng)紗內(nèi)部并黏附于纖維之間的漿液經(jīng)烘干后，在纖維之間形成具有黏合性的膠層，對(duì)纖維進(jìn)行黏合，增大了經(jīng)紗的強(qiáng)度，被覆于經(jīng)紗表面的漿膜，承受織造時(shí)的摩擦外力。

3.3.2 優(yōu)化織造工藝

第一，對(duì)于高密織物，能用飛穿法的盡可能采用飛穿，以有效地分散經(jīng)紗，降低相鄰經(jīng)紗間的摩擦。第二，在滿(mǎn)足織物風(fēng)格要求的情況下，能選用小筘號(hào)的不選大筘號(hào)。筘號(hào)決定著每筘穿入數(shù)，穿入數(shù)少與筘片摩擦的經(jīng)紗根數(shù)就多，斷頭次數(shù)就多，對(duì)漿紗的要求相對(duì)就會(huì)比較高，反之就會(huì)較低。第三，在織造高密產(chǎn)品時(shí)，宜采用小雙層梭口，可以減少相鄰經(jīng)紗的接觸，從而減少了相鄰經(jīng)紗之間的磨損，降低經(jīng)紗的負(fù)擔(dān)[17]。

此外，使用玉米淀粉取代PVA時(shí)，輸漿管道要注意保溫，否則容易凝凍。

3.3.3 追求最佳成本

由于漿料成本僅次于原料成本，因此，少元、合理、經(jīng)濟(jì)是漿料配方的成本原則，同時(shí)應(yīng)注意到高效是噴氣織機(jī)的最大特點(diǎn)。對(duì)噴氣織機(jī)而言，停臺(tái)使效益損失很大，所以應(yīng)當(dāng)追求的是織造的最佳成本，而不是漿料的最低成本，即不能簡(jiǎn)單地只考慮所選漿料的價(jià)格成本。

4 環(huán)保上漿的前景展望

“不用PVA就一定是環(huán)保的，反之用了PVA就一定不環(huán)保?！逼鋵?shí)這是個(gè)認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)，應(yīng)加以澄清，并給予科學(xué)的判別標(biāo)準(zhǔn)。漿料是否環(huán)保關(guān)鍵應(yīng)看最終的后果是否對(duì)環(huán)境有危害，這是判別的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

尤其要謹(jǐn)防用非環(huán)保漿料取代PVA。如聚酯，它不僅COD值高，且降解后的對(duì)苯二甲酸具有毒性，比PVA更不利于環(huán)保。因此，有業(yè)內(nèi)人士建議取消少用、不用PVA上漿的提法，統(tǒng)一講“環(huán)保上漿”比較合理[18]。

筆者認(rèn)為未來(lái)噴氣織機(jī)織造上漿將呈現(xiàn)多元格局。

4.1 回收循環(huán)利用PVA

在PVA的退漿廢液中，每千克PVA能產(chǎn)生1.5～2.3 kg的COD，嚴(yán)重污染水體[19]。在生產(chǎn)高支、高密織物時(shí)，嚴(yán)格地說(shuō)尚無(wú)替代PVA的理想漿料。如何對(duì)高支高密產(chǎn)品使PVA發(fā)揮漿膜優(yōu)良的作用，同時(shí)又不給環(huán)境造成危害，顯然回收利用PVA是今后的發(fā)展趨勢(shì)。日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家已采用膜分離技術(shù)來(lái)回收利用退漿液中的PVA。該項(xiàng)技術(shù)已日趨成熟，它共包括3個(gè)步驟：第一步，漿料的分離；第二步，對(duì)含PVA的退漿液進(jìn)行處理；第三步，循環(huán)利用再生PVA[20]，即在印染廠配備回收漿料的超微細(xì)過(guò)濾系統(tǒng)，退漿廢液的處理系統(tǒng)，使經(jīng)過(guò)微細(xì)過(guò)濾及化工處理的水可以進(jìn)行再循環(huán)使用，而過(guò)濾出的PVA可以在上漿工藝中再利用或在造紙、建筑等行業(yè)應(yīng)用[21]。例如，美國(guó)Springs Mill公司利用美國(guó)科氏濾膜公司的UF膜處理PVA廢水，取得了令人十分滿(mǎn)意的效果[22]。目前國(guó)內(nèi)有山東東麗即發(fā)紡織有限公司、山東魯泰紡織有限公司等采用PVA回收技術(shù)，取得了明顯的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)資料介紹，還有一種采用加入少量碳酸鈉助劑的鹽析法，回收退漿廢水中的PVA，回收率可達(dá)90.3 %[23]。

4.2 開(kāi)發(fā)高性能環(huán)保漿料

以多元復(fù)合淀粉為主的環(huán)保漿料，其BOD5︰CODcr＞0.45以上，具有部分或全部取代PVA的性能，如以西歐馬鈴薯變性淀粉為主與多元聚丙烯酸漿料配伍上漿。為此，宜在中國(guó)東北地區(qū)、內(nèi)蒙古地區(qū)引進(jìn)西歐馬鈴薯品種，由于該地區(qū)緯度基本上與北歐相同，氣候條件相接近，而且黑龍江是黑土地帶，可能會(huì)得到與北歐品種相當(dāng)?shù)鸟R鈴薯。開(kāi)發(fā)馬鈴薯變性淀粉作為今后環(huán)保漿料的發(fā)展方向。例如，歐洲許多紡織廠經(jīng)紗上漿的環(huán)保漿料配方模式為：馬鈴薯變性淀粉+丙烯酸類(lèi)漿料+少量柔軟劑；對(duì)于丙烯酸類(lèi)漿料要注意調(diào)整丙烯酸類(lèi)單體的品種和比例，達(dá)到既滿(mǎn)足上漿要求，又對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染[21]。

4.3 PVA的生物降解

在退漿工藝中實(shí)現(xiàn)對(duì)PVA的生物降解，即將PVA的降解酶運(yùn)用到退漿工藝中。這樣不僅能大大減少PVA廢水的排放，還能避免化學(xué)退漿過(guò)程中高溫和氧化造成的棉纖維損傷。實(shí)現(xiàn)PVA降解酶工業(yè)化的前提是了解PVA的生物降解過(guò)程，獲得具有降解PVA能力的微生物[24]。

在PVA分子長(zhǎng)鏈上隨機(jī)裂解的機(jī)理是基于一般高分子降解機(jī)理提出的。在氧化酶或脫氫酶的作用下，PVA分子鏈上的羥基隨機(jī)被氧化，然后水解酶和縮醛酶作用于2個(gè)羥基、1個(gè)羰基和其相鄰的羥甲基之間，使碳—碳主鏈斷裂[25]。

從微生物生化的角度看，PVA的生物降解實(shí)際上是相關(guān)的酶類(lèi)物質(zhì)作用的結(jié)果。能夠降解PVA的微生物包括單菌、共生菌和混合菌[26]。PVA降解的酶類(lèi)主要包含3類(lèi)：PVA氧化酶(伴醇氧化酶)、PVA脫氫酶和氧化型PVA水解酶(β－雙酮水解酶)。目前的研究主要集中在降解路徑和最終的生化去向及相關(guān)編碼基因上。在不久的將來(lái)，降解聚乙烯醇的生物酶有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，使PVA在紡織上的應(yīng)用不再受到局限。據(jù)資料，日本已從自然界中分離出能分解PVA的2種降解菌：一種是能產(chǎn)生不規(guī)則分解PVA分子鏈的分解酶的細(xì)菌(菌株No SK-95)可使PVA黏度快速降低，主要用于PVA的退漿；另一種是能生產(chǎn)從末端分解PVA分子鏈的分解酶的細(xì)菌(菌株No RS701)，可作為處理含PVA廢水的細(xì)菌[20]。

4.4 PVA的改性

PVA的改性主要是利用醋酸乙烯的雙鏈、酯基及醇解后羥基的化學(xué)活潑性，改變側(cè)鏈基團(tuán)或結(jié)構(gòu)，引入其他單體成為PVA為主的共聚物；或引入其他官能團(tuán)，改變PVA大分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)，以降解為目的進(jìn)行PVA改性。目前，研究得比較多的是PVA與淀粉共混體系統(tǒng)[27]。

PVA的改性主要是通過(guò)醋酸乙烯酯與其他含乙烯基的單體進(jìn)行共聚，再進(jìn)行皂化，改變其規(guī)整的分子結(jié)構(gòu)，減少了分子間氫鍵的形成，降低結(jié)晶度，提高溶解速度或能在較低的溫度下溶解，改善其退漿性能。PVA與磺酸鹽共混也能提高其織造性能[20]。

4.5 革新技術(shù)改進(jìn)工藝

4.5.1 采用輻照技術(shù)改變傳統(tǒng)漿紗工藝，實(shí)現(xiàn)無(wú)PVA上漿

武漢紡織大學(xué)用等離子體、電暈放電、臭氧、紫外線等多種輻照處理方式對(duì)紗線表面處理的性能變化進(jìn)行了研究，進(jìn)而研制出適合于紗線在線改性的輻照改性設(shè)備，將電暈放電裝置、臭氧、紫外線以一定方式組合在一起，配合漿紗機(jī)的連續(xù)卷繞、電器控制等裝置，使該處理設(shè)備可適應(yīng)目前漿紗機(jī)連續(xù)工作及高速運(yùn)轉(zhuǎn)生產(chǎn)的要求。

利用輻照改性技術(shù)對(duì)滌綸及其混紡紗線進(jìn)行漿紗前的在線改性預(yù)處理，來(lái)提高滌綸纖維的親水能力，增加滌綸紗對(duì)淀粉漿料的吸附能力，從而達(dá)到用淀粉類(lèi)漿料替代PVA對(duì)合成纖維紗線或其混紡紗線上漿的目的，實(shí)現(xiàn)無(wú)PVA上漿[28]。

4.5.2 推廣應(yīng)用緊密紡技術(shù)

緊密紡紗對(duì)加捻三角區(qū)的消除使得紗線產(chǎn)品的綜合質(zhì)量有較大提高，其主要原因在于：1)紗線上的纖維，特別是外圍纖維，通過(guò)集聚的過(guò)程緊貼紗線主干，使紗線毛羽極大降低。2)毛羽的降低，使得紗線上幾乎所有纖維都對(duì)紗線強(qiáng)力作出貢獻(xiàn)，故紗線強(qiáng)力有較大的提高。3)由于加捻前須條里的纖維充分集聚，相互間平行度增加，有效強(qiáng)力系數(shù)增加，使得紗線的強(qiáng)伸性能也有所提高。

由于緊密紡紗線本身的耐磨性能好，PVA的使用量從占總量的52 %下降到占總量的19.69 %，下降幅度為62.14 %。大幅度地降低PVA的使用量，漿液的黏度也下降了45 %左右，黏度下降，漿液容易浸透，同時(shí)也降低了操作難度系數(shù)，深受擋車(chē)工的歡迎[17]。

4.5.3 對(duì)純棉紗線進(jìn)行燒毛、絲光加工

在選擇強(qiáng)力高、伸度好的棉纖維的前提下(如埃及長(zhǎng)絨棉、新疆長(zhǎng)絨棉)，同時(shí)選擇介于針織用紗與機(jī)織用紗之間的捻度，這樣綜合考慮了紗線的強(qiáng)力和伸長(zhǎng)率。對(duì)紗線進(jìn)行燒毛，有效去除原紗毛羽，以取代漿紗貼伏毛羽之作用；同時(shí)對(duì)紗線進(jìn)行絲光加工，以提高紗線強(qiáng)力，一般可提高15 %～20 %，達(dá)到免上漿織造之目的[22]。

5 結(jié) 語(yǔ)

由于傳統(tǒng)淀粉類(lèi)漿料本身的缺陷和傳統(tǒng)丙烯酸類(lèi)漿料吸濕再黏嚴(yán)重，不易多加的性能特點(diǎn)，導(dǎo)致這兩類(lèi)漿料均無(wú)法大量使用。長(zhǎng)期以來(lái)，PVA作為一種優(yōu)良的上漿材料，被廣泛應(yīng)用于棉紡織行業(yè)，隨著噴氣織機(jī)使用比例的逐步提高，紡織面料向高支高密化方向的發(fā)展，在高難品種的加工中，PVA往往仍作為一種王牌萬(wàn)能漿料加以使用。

哥本哈根會(huì)議后，中國(guó)加快了節(jié)能減排的步伐，少用或不用PVA已提出了14個(gè)年頭，經(jīng)過(guò)業(yè)內(nèi)人員的努力，通過(guò)使用變性淀粉和第二代丙烯酸類(lèi)漿料已經(jīng)做到純棉14.5 tex及以上、滌棉羽絨布以外的產(chǎn)品完全可以不用PVA上漿[29]。

未來(lái)噴氣織機(jī)上漿將呈現(xiàn)多元局面：一是使用環(huán)?；腜VA，如對(duì)PVA回收循環(huán)再利用、PVA改性、PVA生物降解；二是取代PVA，即開(kāi)發(fā)高性能變性淀粉漿料是今后發(fā)展的主要方向；三是從管理和政策上促進(jìn)環(huán)保上漿。

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Survey and prospect of non-PVA sizing by the air-jet loom

XU Hao-yi
(College of Materials and Textiles, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

The sizing is one of the key factors to keep the air-jet loom working with high ef fi ciency. This paper expounds the historic necessity of PVA sizing option by the air jet loom from consideration of the requirement of the air-jet loom on sizing, the structure characteristics of PVA, and the excellent serosa properties. In order to achieve the environmental protection requirements of sizing, the effective way is to adopt the modi fi ed starch and acrylic acid size instead of PVA. This paper also stresses that the sizing of the air-jet loom will present a new and multiplex setup of the sizing of the air-jet loom in the future, such as developing the environmental protection sizing with high performance, recycling and reusing PVA, biodegradation of PVA, PVA modi fi cation, innovating and improving the weaving technologies, reforming the management mode, and so on.

Air-jet loom; PVA; Modified starch; Acrylic acid size; Environmental protection sizing; PVA recycling; Biodegradation

TS103.337.11

A

1001-7003(2012)04-0027-06

2011-10-03；

2011-12-04

徐浩貽(1956－ )，男，教授，主要從事現(xiàn)代織造理論及工藝研究。