劉紅媛,王進美

(西安工程大學 紡織科學與工程學院,陜西 西安710048)

目前在變性淀粉、PVA、聚丙烯酸類這三大類經(jīng)紗上漿用漿料中,變性淀粉是最主要的發(fā)展方向[1-2]。本文通過對B-12復合變性淀粉用于14.6 tex滌/棉紗的漿紗性能研究,對漿液、漿膜性能和上漿紗性能進行了綜合性測試分析,所給出的客觀評價可供紡織企業(yè)經(jīng)紗上漿生產(chǎn)參考。

1 試驗部分

1.1 材料和儀器

試驗材料:B-12復合變性淀粉漿料(白色粉末狀固體,無刺激性氣味,含水率12.82%,p H值7.0);聚丙烯酸類漿料;PVA漿料;變性淀粉;14.6 tex滌棉紗和滌棉粗紗。

試驗儀器:HE53水分測試儀(上海右一儀器有限公司);YT821型漏斗式黏度計(常州第二紡織機械有限公司);HD026PC電子織物強力儀(南通龍仕達檢測儀器有限公司);HD021N單紗強力儀(常州銳品精密儀器有限公司);HWS-250型調(diào)溫調(diào)濕箱(上海茸雋實驗儀器有限公司);ASS3000型全自動單紗漿紗機(天津市隆達機電科技發(fā)展有限公司);YG171B-1型紗線毛羽測試儀(太倉市大明光電儀器廠)。

1.2 測試方法

(1)漿液黏度及黏度穩(wěn)定性 調(diào)制700 ml濃度為6%的漿液,勻速攪拌并不斷加熱,恒溫水浴加熱升溫到95℃,保溫0.5 h測試黏度值。在此后的3 h內(nèi)每0.5 h測定一次,共測6次,用秒表記錄黏度值;在保溫1 h測得的黏度即為漿液的黏度值,并測試漿液的p H值,后幾次所測黏度供計算漿液黏度熱穩(wěn)定性時使用,最終計算黏度熱穩(wěn)定性。實驗使用YT821型漏斗式黏度計測試。

(2)混溶性 將B-12復合變性淀粉漿料與聚丙烯酸類漿料、PVA分別按照溶質(zhì)比為1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1的比例配制濃度為6%的40 ml混合漿料。置于水浴鍋內(nèi)加熱至95℃,直至完全溶解后保溫30 min。

取出9個試管按比例編號,待到溶液溶解后分別取出20 ml溶液倒入相對應比例的試管內(nèi),靜置24 h后觀察溶液的分層情況。

(3)漿液黏附力 配置1%濃度的漿液1 800 ml,置于2 000 ml燒杯內(nèi),加蓋后放入95℃恒溫水浴鍋中保溫30 min,使?jié){液溫度保持恒定,待用。按要求選取14.6 tex的滌棉粗紗條,將粗紗條輕輕地繞在鋁合金框架上,每次試驗粗紗條共20根。將準備好的漿液倒入水浴鍋中的鋁制方盒里,并將試樣及框架浸入漿液中,加蓋保溫。浸漬5 min將框架提出,將紗線剪開懸掛至通風口使其自然晾干。將晾干的試樣從框架上剪下,然后在HD026PC電子織物強力儀上測試上漿粗紗條的斷裂強力。計算斷裂強力的平均值即為漿液黏附力[3]。

(4)漿膜性能 本實驗采用澆鑄法制備漿膜[4],待漿膜制備完成后在HD021N單紗強力儀上進行測試;再分別按照漿膜水溶性和耐屈曲性測試方法進行漿膜性能測試[5]。

(5)漿紗性能 經(jīng)紗上漿采用ASS3000型全自動單紗漿紗機,對14.6 tex滌棉紗進行上漿。采用雙壓雙浸上漿方式,烘房溫度80℃,漿紗速度20 m/min。

2 結果和分析

2.1 漿液性能

2.1.1 漿液黏度及黏度穩(wěn)定性

B-12復合變性淀粉漿料的黏度及其穩(wěn)定性測試結果如表1所示。

表1 B-12復合變性淀粉漿料黏度及其穩(wěn)定性測試值 單位:s

由表1可知,B-12復合變性淀粉漿料的黏度值穩(wěn)定,流動性好,浸透性高,有利于提高上漿質(zhì)量。這是由于B-12復合變性淀粉漿料分子量低,降低了煮漿過程中剪切作用對淀粉分子鏈的力學破壞,故漿液流動性好,黏度波動率小,提高了漿液穩(wěn)定性。

2.1.2 漿料的黏度-濃度曲線及黏度-溫度曲線

B-12復合變性淀粉漿料的黏度-濃度曲線及黏度-溫度曲線如圖1、圖2所示。

圖1 B-12復合變性淀粉漿料的黏度-濃度曲線

圖2 B-12復合變性淀粉漿料的黏度-溫度曲線

由圖1可知,B-12復合變性淀粉漿料的黏度隨濃度的升高而增大,濃度在小于6%時黏度增加緩慢,濃度超過6%后黏度增加顯著。

由圖2可知,B-12復合變性淀粉漿料的黏度隨溫度的升高而減小,溫度在40～70℃時黏度顯著降低,溫度超過70℃后黏度降低不明顯。

2.1.3 混溶性

表2、表3為B-12與PVA、聚丙烯酸類漿料的混溶性試驗結果。

表2 B-12與PVA漿料的混溶性試驗現(xiàn)象

表3 B-12與聚丙烯酸類漿料混溶性試驗現(xiàn)象

由表2和表3可知,在B-12與PVA之比為1∶9、2∶8、3∶7、4∶6時,出現(xiàn)了分層現(xiàn)象;而B-12與聚丙烯酸類混溶時基本無分層現(xiàn)象,即B-12與聚丙烯酸類的混溶性更好一些。這是因為B-12復合變性淀粉漿料與其他高聚物分子的共混物符合熱力學相溶原理,能夠獲得比較均勻和穩(wěn)定的共混體系[6],故表現(xiàn)出非常好的混溶性。

2.2 漿液黏附力

B-12復合變性淀粉對滌棉粗紗的黏附力測試值如表4所示。

從表4可看出,滌棉粗紗的平均斷裂強力為102.84 N,平均斷裂伸長率為12.95%,表明具有很好的黏附性能,即B-12復合變性淀粉對滌棉粗紗的黏附能力強,更利于織造加工。

表4 B-12復合變性淀粉對滌棉粗紗的黏附力測試結果

2.3 漿膜性能

B-12復合變性淀粉漿膜的外觀見圖3,不僅外觀漿膜完整,成膜性好,且有良好的柔韌性,呈半透明狀態(tài)。

圖3 B-12復合變性淀粉的漿膜外觀

漿膜的厚度、水溶速率、吸濕速率、斷裂強力、斷裂伸長率及耐屈曲性測試結果如表5所示。

表5 漿膜基本性能

由表5可知,B-12復合變性淀粉漿膜的平均厚度為0.08 mm,水溶速率為3.7 s,水溶速率快,符合漿紗質(zhì)量要求,易于退漿;漿膜的吸濕率為2.71%,具有良好的吸濕性;漿膜的平均斷裂強度為614 c N,平均斷裂伸長率為0.79%,漿膜斷裂強度為1 395.45 cN/mm2;漿膜的耐屈曲性平均值為36次,耐屈曲性良好。

2.4 漿紗性能

2.4.1 上漿條件

采用B-12復合變性淀粉和其他漿料組合而成的混合漿料配方[7]見表6,上漿工藝參數(shù)見表7。

表6 漿料配方 單位:%

表7 上漿工藝參數(shù)

2.4.2 上漿紗性能

分別用兩種配方漿液對14.6 tex滌棉紗進行上漿,圖4是其生物顯微鏡下的紗線表面毛羽形態(tài)。不同上漿配方對滌棉紗毛羽數(shù)的影響見表8。

表8 上漿紗毛羽降低率

由圖4和表8可知,配方一和配方二均能顯著降低紗線毛羽,且配方一較配方二效果更好一些。上漿后紗線毛羽伏貼,毛羽數(shù)量顯著降低。不同配方由于漿料比例不同性能也有所差異,這也是毛羽降低的主要原因[8-9]。

(a)14.6 tex滌棉紗狀態(tài)

圖4 生物顯微鏡下的紗線表面毛羽形態(tài)

不同的上漿配方對滌棉紗增強率和減伸率的影響見表9。

表9 漿紗增強率和減伸率測試結果

由表9可知,配方一和配方二均具有增加紗線斷裂強力,降低紗線斷裂伸長率的作用,但配方二的增強率和減伸率都高于配方一。故用B-12復合變性淀粉代替變性淀粉還是不錯的。

3 結語

(1)B-12復合變性淀粉漿液的黏度值穩(wěn)定,流動性好,有利于保持上漿均勻性和漿液對紗線的被覆;且同聚丙烯酸類的混溶性比與PVA的混溶性更好。

(2)B-12復合變性淀粉漿膜的平均厚度為0.088 mm,漿膜的水溶速率為3.7 s小于5 s,易于退漿;具有良好的吸濕性、斷裂強伸性和耐屈曲性。

(3)B-12復合變性淀粉與變性淀粉都具有增加紗線斷裂強力作用,且B-12復合變性淀粉上漿紗的增強率要高于變性淀粉上漿紗,可代替變性淀粉用于滌/棉混紡紗上漿。