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新型浆料CG70的上浆性能及应用

发布日期:2015-06-09 17:35:43
近年来,随着各国对环境污染问题的日益关 注和重视.,各行业都在努力探索、寻找和使用环 境无害的高分子材料,经纱上浆工程也不例外。 瓜尔胶CG70是苏州某公司最近推出的用于经纱 上浆的新浆料,它是天然高分子的衍生物,具有水 溶性好,易于分解,有利于环保特点。有关资料 显示,瓜尔胶多用于造纸、印染等行业,而关于其 上浆性能和在经纱上浆方面的应用则未见文献报 道。因此有必要了解新型粘着剂瓜尔胶CG70的 上浆性能,掌握其上浆特点,以便更好地应用于生 产。通过较为系统的测试瓜尔胶CG70的浆液、 浆膜性能,并与几种变性淀粉比较,以探讨其上浆 性能与特点。
1瓜尔胶的分子结构
瓜尔胶是从种植于印度、巴基斯坦等地的豆 科植物——瓜尔豆中提取的一种植物胶。它的化 学组成是半乳甘露聚糖。瓜尔胶分子主链由(1CG70具有冷水可溶性,调浆操作方便。浆液的粘 度大小及其稳定性会给上浆带来影响。为此分别 探讨了温度、浓度、保温时间与瓜尔胶CG70浆液 粘度的关系。表1为6%浓度条件下温度对瓜尔 胶CG70浆液粘度的影响。可见其浆液粘度随温 度升高而下降,随温度下降而升高的变化符合一 般规律。从表1中还可看出,在降温过程中各温 度下的粘度值与升温时的差异不大,说明CG70 浆液无低温凝冻性,可用于低温上浆。在95尤条 件下测得瓜尔胶CG70浆液浓度与粘度的关系见 表2。可见当浆液浓度在6%以下时,随浓度的增 加浆液粘度增加较缓慢,但当浆液浓度在6%以 上时,浓度的增加会引起浆液粘度大幅度的上升。 为检验瓜尔胶CG70在高温条件下浆液粘度的稳 定性,测定了其6%浓度95$时保温时间与粘度 的关系(见表3)。计算可得该条件下浆液粘度波 动率为8.11% ,符合上浆用粘着剂粘度波动率应 不超过15%的要求。
表1温度与浆液粘度的关系
温度/t45658595856545
粘度/ mPa • s60392620253552
表2浆液浓度与粘度的关系
浓度/%246810
粘度/ mPa • s2.07.018.540.0150.0
表3保温时间与粘度的关系
时间/h0.51.01.52.02.53.0
粘度/ mPa • s20.018.518.518.017*017.0
2.2粘着力
'粘着力是反映浆料对纤维粘附性强弱的重要 指标,在上浆过程中主要靠浆料的粘附作用来粘 结纤维,从而提高纱线的可织性。为便于比较,选 择了几种有代表性的变性淀粉,分别用粗纱法测 试了它们对纯棉和涤棉(65/35)的粘着力。表4 为几种浆料的粘着力。由表4可知,瓜尔胶CG70 对棉纤维的粘附性比变性淀粉好,这主要是因为 瓜尔胶在化学结构上与纤维素有相似性,利于粘 附,因而粘着力较高。瓜尔胶CG70对涤棉粗纱 的粘着力只稍次于醋酸酯玉米淀粉,比另两种变 性淀粉高。从理论上讲醋酸酯基是疏水性基团, 当粘着剂分子中含醋酸酯基时对涤给纤维的粘附 性较好。瓜尔胶CG70虽是醚化产品,可以说其 对涤棉粗纱的粘着力并不差。
表4几种浆料的粘着力
纯棉粘着力涤棉粘着力
浆料种类平均值
/NCV/%平均值
/NCV/%
瓜尔胶CG7065.445.6492.0910.04
醋酸酯木薯淀粉59.465.87 •90.059.66
醚化马铃薯淀粉57.318.2988.7710.75
醋酸廉玉米淀粉52.176.3593.1610.21
3浆膜性能
经纱上浆所用粘着剂均为高分子化合物,具 有成膜性,但形成的浆膜必须具备一定的物理机 械性能才能满足上浆要求。将瓜尔胶和几种变性 淀粉分别制成浆膜,并在标准环境(20t、RH 65% )状态和相同的试验条件下测试各浆膜的物 理机械性能指标。
3.1浆膜强伸性
测得的浆膜断裂强度和断裂伸长率试验结果 列于表5。比较表5中数据可知,瓜尔胶CG70浆 膜的断裂强度较低,而断裂伸长率大,为变性淀粉 浆膜断裂伸长率的4倍~ 5倍。这一结果可用瓜 尔胶的分子结构来解释。由于瓜尔胶大分子主链 上带有较多的半乳糖侧链,侧链占据一定的空间 位置,成膜时阻碍了大分子主链间相互靠近,使得 内聚力降低,浆膜结构相对疏松些,因而浆膜断裂 强度较低,当受外界拉力作用时浆膜结构中的大 分子较易产生伸直和滑移,表现出断裂伸长率大 的性质。可见瓜尔胶CG70浆膜强伸性与变性淀 粉有所不同
表5浆膜强,S性
浆料种类断翠强度平均值
/N ♦ mm-2断裂伸长率
平均值/%
瓜尔胶CG7011.6518.59
醋酸酯木薯淀粉30.69• 4.66
醚化马铃薯淀粉22.16• 5.28
醋酸酯玉米淀粉26.283.01
3.2浆膜耐磨性与耐屈曲性
在Zweigle耐磨仪上以800目砂纸作磨料,测 试浆膜受磨1〇〇〇次后单位面积上的质量损耗(简 称磨耗),来评价浆膜的耐磨性。磨耗数值越小, 浆膜耐磨性越好。瓜尔胶CG70和几种变性淀粉 的耐磨性见表6。表中数据说明瓜尔胶CG70浆 膜的耐磨性与变性淀粉比较接近,基本处于同一 水平。
浆膜的耐屈曲性反映浆膜抵抗反复弯曲疲劳
的性能,其直接影响浆纱性能及织造时经纱的断 头率。由表6可知,洱尔胶CG70浆膜耐屈曲次 数较变性淀粉都高,具有良好的抗疲劳性,有利于 提高浆纱性能。
表6浆膜耐|i性与耐屈曲性
浆料种类磨耗平均值
/mg • cm"2'屈曲次数
平均值/次
瓜尔胶CG700.5331043
醋酸酯木薯淀粉0.524739
醚化马铃薯淀粉0.657335
醋酸酯玉米淀粉0.572572
表8混合浆配比单位••%
配 方ABC
PVA-1799101515
PVA-205MB20
瓜尔胶CG703535
变性淀粉705045
SFT5
注:SFT为聚丙烯酸类浆料。
3.3浆膜吸湿性与水溶性
上浆要求浆膜有适当的吸湿性,以保持浆纱 柔软不发脆,从而减少经纱断头有利织造。表7 列出了瓜尔胶CG70与几种变性淀粉的浆膜在 75%相对湿度条件下,经24 h吸湿达到平衡后的 吸湿率。由于瓜尔胶大分子存在侧链,阻碍了大 分子轻基之间氢键的形成,相对自由的羟基数量
表》混合浆粘着力
配方纯棉粘着力涤順着力
平均值/NCV/%平均值/NCV/%
A65.05,62108.48.19
B66.04.51102.58.79
C72.03.94109.47.71
S生产应用
增加使吸收水分的能力提高。因而瓜尔胶的吸湿 率在几种浆料中最大,但浆膜不发
表7几种浆膜的吸湿性与水溶性
浆料种类
吸湿率/%
水溶性
瓜尔胶CG70 醋酸酯木薯淀粉 醚化马铃薯淀粉 醋酸酯玉米淀粉
24.65 17.18 20.31 16.83
可溶于48t水中 可溶于55^水中 可溶于50丈水中 可溶于60<C水中
浆膜水溶性反映浆料的退浆性能,水溶性好 的浆膜易于退浆。把浆膜放入水中边搅拌边升 温,记录其溶化时的水温。表7说明瓜尔胶CG70 浆膜水溶性比变性淀粉好,更容易退浆。
4混合浆粘着力
为了结合生产实际情况,探讨CG70与其他 粘着剂混合减少PVA用量方面的上浆性能,特拟 定三种配方(见表8),测试了混合浆的粘着力(见 表9)。可以看出,配方B、C中使用了瓜尔胶并减 少了一半PVA用量,但对纯棉粗纱的粘着力并未 降低,反而有所提高,尤其是配方C中加了聚丙 烯酸类浆料SFT,粘着力提高较明显。对涤棉粗 纱的粘着力配方B降低,配方C略有增加。表9 中数据进一步反映了瓜尔胶CG70对棉纤维粘附 性好的特点,说明瓜尔胶CG70用于纯棉纱上浆 可减少PVA用量,而部分取代PVA用于涤棉纱 上浆时,与聚丙烯酸类浆料配伍为好。
随着服装面料多样.化、时尚化、个性化的发 展,纺织企业生产的织物品种越来越多,难度也越 来越大。无锡太平洋集团有限公司织造分厂在生 产细特高密色织物时,抓好浆纱质量关,注重新浆 料的使用,取得了较好的效益。例如在生产c 7.5/7.5 472/433、C 10/10 472/394、 T/C 13/13 512/394等色织物时,曾一度出现织造中经纱毛 羽较多,造成经纱断头,织机效率下降,给生产带 来影响。经过分析认为浆纱干分绞时产生再生毛 羽和经纱反复摩擦后毛羽增加是主要原因。因此 减少毛羽使浆纱纱身光洁,提高浆纱耐磨性是解 决问题的关键。后来该厂通过采用新型浆料瓜尔 胶CG70,改进浆料配方,使问题得到了解决,并获 得了较为满意的效果。以下就生产T/C 13/13 512/394织物,经纱上浆中应用瓜尔胶CG70的情 况及效果作一介绍
S.1上浆工艺
针对原浆料配方一存在的f纱再生毛羽较 多、耐磨性不够之不足,拟定了 *的浆料配方二 (见表10)。配方二中加人了 10%瓜尔胶CG70, 少用了 7%PVA。主要上浆工艺见表11。在大雅 600型浆纱机上浆纱,两个配方的上浆工艺基本 一致。