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胶粉与无机浆料的应用及效果

发布日期:2015-05-26 10:22:07
浆料
胶粉在国内出现于2002年前后,无机浆料出 现于2004年前后,真正引起纺织企业普遍关注是 在2004年11月全国浆料浆纱年会之后。这次会 议后,在全国范围内掀起了研发、应用、推广胶粉 与无机浆料的热潮,目前这种势头还在升温。这 两种浆料能大量替代PVA,甚至不用PVA上浆, 满足“两高一低”上浆工艺要求,具有丙烯酸类浆 料、接枝变性淀粉、聚酯浆料、转基因马铃薯变性 淀粉无法比拟的性能优势和价格优势。这两种浆 料(助剂)是我国首先研制开发并应用于纺织浆 纱的,属我国自主创新的浆料(助剂)品种。
1胶粉
胶粉一词源自建筑用粘合剂产品的名称,主体成分是预糊化淀粉,它的主要特征是冷水或温 水成糊,可以不必煮浆或温水煮桨。开始进入浆 料市场的胶粉确也类似预糊化淀粉,因其粘着力 比原淀粉提高不多,浆膜对湿度太敏感,现已基本 退出了市场。现在所指的胶粉是一类借以胶粉名 称,实质上是不同于以往普通淀粉的新型变性淀 粉。新颖之处在于:第一,在变性淀粉的基础上再 变性;第二,淀粉分子上引人的基团活性比较强, 易接枝、交联、糊化,粘附力强。或引人的活性物 质能自聚成短链,类似接枝淀粉(但不是丙烯酸 类桨料的那种短链)。它们的首要特征是粘附力 大幅度提高(尤其是后一种变性方法)。用粗纱 法试验,这两种浆料的粘附力可以超过PVA,甚 至超过丙烯酸类浆料,浆膜透明光滑、韧性相当 好,耐磨性增加不少。桨液与丙烯酸类和PVA都 具有良好的相溶性,从而充分发挥各自的特长,可 大幅度降低PVA用量,或用丙烯酸类浆料完全替 代PVA,达到不用PVA的目的。现已有多家纺织 厂使用或试用胶粉,用于纯棉或涤棉细号高密织 物上浆或纯棉粗号高密织物上浆,取得了预期效 果,具体情况如下。
CJ 11.7/11. 7 425/394 170 原配方:PVA 10 kg,酯化淀粉50 kg,醚化淀粉10 kg,丙烯酸类浆 料12.5 kg,蜡5 kg;新配方:合成胶粉85 kg。采 用原配方上浆率13. 5% ,增强率I2. 2%,减伸率
I5.0%,织造效率91. 5% ;采用新配方上浆率 14. 9%,增强率22. 5% ,减伸率8. 0%,织造效率 92. 6% 0
T/C 90/10 11.7/11.7 425/394 170 原配方: PVA62.5 kg,酸解淀粉 25 kg,LX>6 3 kg,SA-100 2 kg;新配方:合成胶粉100 kg。采用原配方上浆 率9.94%,增强率17.3%,减伸率16.75%,织机 经向断头〇• 889根/台• h;采用新配方上浆率 11. 8% ,增强率5_ 08%,减伸率5.74%,织机经向 断头0.556根/台.h,浆料成本降低12.2%。
2无机浆料
无机浆料(助剂)是以无机纳米材料为主体 的浆料(助剂)。纳米材料早已在纺织纤维行业 得到了应用,如改善化纤性能;印染行业应用纳米 材料研制出抗菌织物、防紫外线织物、防水防污领 带等。
由于的确是应用了纳米材料,所以无机浆料 (助剂)应称之无机纳米浆料(助剂)。达不到纳 米级的无机材料添加在浆料中充其量是一种填 料,不会对浆液、浆膜的性能起多大影响作用,使 用不当将会适得其反。例如无机材料沉淀于调浆 桶底部,易阻塞管道,且浆膜不光洁、发脆,即使是 达到亚微米级的无机材料仍会影响浆膜的韧性。 只有纳米级的无机材料犹如“活性物质”才会改 变浆料、浆液、浆膜的众多性能。但并非所有无机 纳米材料都适用,只有具有特定活性基团的无机 材料才可选用,而且具有三维以上空间结构的才 更有效。无机物的一部分活性基团与淀粉中的羟 基结合,也与浆液中的其他浆料例如PVA、丙烯 酸类浆料中的羟基、酰胺基、羧基相结合。因而形 成以无机物为联结点,由多元浆料成分相联结的 网络状,这种网络状联结使各种浆料性能得到互 补。无机物的另一部分活性基团再与纤维中的羟 基结合,进一步提高桨液对纤维的粘附力。
无机纳米材料对以淀粉浆为主体的浆液、浆 膜改性是多方面的:
(1)促进了浆液中各浆料之间的相溶性,形 成网络状浆膜,浆膜有韧性、耐曲折、耐磨性好。
(2)网络状浆膜提高了浆料整体对纤维的粘 附力,这种提高有加和性。
(3)因纳米材料是小分子,可不受阻碍地深 人到各浆料分子结构以及纱线结构中,所以浆液 的渗透性好,尤其适合于细号高密织物上浆。另 一方面,纳米材料具有突出的表面效应,比表面积 大,表面能低,使这种浆料成膜性优良,浆膜的被 覆性良好。
(4)浆膜光滑,摩擦因数低,可以少用或不用 油脂。浆液粘度低、流动性好、有抗凝胶性。
由于无机纳米浆料(助剂)具有以上突出的 改性作用,无疑可以用它配以变性淀粉,只用少量 PVA、甚至不用PVA,加适量丙烯酸类浆料对纯 棉、涤棉高密织物进行上浆,实践说明成效显著, 具体情况如下。
CJ 14. 6/14. 6 472/276 160 原配方:PVA 30 kg,变性淀粉70 kg,丙烯酸类浆料10 kg,油脂4 kg;新配方:变性淀粉100 kg,丙烯酸类浆料10 kg,油脂4 kg,无机浆料KHM~01 2.5 kg。采用原 配方上浆率11. 5% ,增强率53. 4%,减伸率 19. 2%,织造效率80. 5%;采用新配方上浆率 11.0%,增强率46.9% ,减伸率18.6%,织造效率 90.1% ,浆料成本下降183元/桶。
T/C 65/35 13_ 1/13. 1 433/299 119 原配方: PVA 50 kg,变性淀粉37. 5 kg,丙烯酸类浆料6 kg,油脂2 kg,抗静电剂1 kg;新配方:PVA12. 5 kg,多功能变性淀粉80 kg,DH-PVA 6 kg,油脂2 kg,抗静电剂1 kg,无机浆料DH-FN 2.5 kg。采用 原配方上浆率丨3. 9% ,增强率14. 85% ,减伸率 43. 06% ,织机效率90, 1% ;采用新配方上浆率 12. 5% ,增强率16.46%,减伸率11. 11%,织机效 率92.5%,浆料成本下降145.2元/桶。
T/C 90/10 13_ 1/13. 1 378/283. 5 160 原配 方:PVA 50 kg,玉米淀粉25 kg,改性剂1.5 kg,丙 烯酸类浆料 12. 5 kg,CD-50 3.5 kg,油脂 1.25 kg, 抗静电剂1 kg;新配方:PVA 12.5 kg,多功能变性 淀粉70 kg,无机浆料DH-FN 2.5 kg,丙烯酸类浆 料 12.5 kg,CD-50 3.5 kg,油脂 1.25 kg,抗静电剂
1.5kg。采用原配方上桨率13. 6%,织机效率 84. 9%;采用新配方上浆率13. 8%,织机效率 91. 5% ,浆料成本下降133元/桶。
棉妨规技术
Cotton Textile Technology
3无机浆料使用注意事项
在推广应用中也许会传来胶粉与无机纳米浆 料并不如推广宣传的那样有效,甚至有试验效果 不甚理想的信息,这里主要是浆料自身的问题,要 看是已经定型的产品,还是正在试验尚未定型的 产品。因为现在尚无一个专门机构来界定什么变 性淀粉可以胶粉冠名,无机纳米浆料(助剂)更有 一代、二代之分。
固体无机纳米材料不能直接制浆,因为纳米 材料的粒径只有十几纳米至几十纳米,比表面积 非常大,1 g纳米材料,比表面积可达到200 m2 ~ 500 m2,表面能极高。直接分散到水中很易团聚 粒径变大,失去活性。进入水中之前已团聚的大 粒径材料,在水中也要借助专用分散介质的离散 作用,依靠长时间的高速剪切力作用使大粒径解 体,分散成纳米尺寸,为稳定起见再加人稳定剂, 因此,无机纳米浆料是一个多组分的乳液体系。 即使如此,时间稍长,纳米粒子还会沉降团聚。因 此,生产这种浆料的厂家应提醒纺织厂,使用前要 用高速剪切搅拌机剪切30 min,使团聚的粒子分 散,分散愈细,纳米材料的活性也愈高,这是第一 代产品的特征。针对第一代产品的缺点,现在技 术上已有了新的进步。在配制无机纳米浆料时加 人活性缓释剂以屏蔽一部分纳米材料上的活性基 团,减少团聚作用。.
在煮浆过程中被屏蔽的那部分活性基团,由 活性缓释剂中的活性基团代之发挥作用,因而不 但整体活性不下降,还增加了浆膜的柔韧性,这种 无机纳米浆料可称之为第二代产品。有的产品在 存放过程中也会产生增稠现象,这是浆液触变性 表现,只需一般搅拌即可。前两年无机纳米浆料 (助剂)基本上都是用固体纳米材料来制备,现在 已可以直接制备无机纳米溶胶体,解决了存放稳 定性问题,且可保证纳米粒径,成本大幅度下降, 使用更方便。
4结束语
无机纳米浆料的更新换代说明无论是胶粉还 是无机纳米浆料,性能还会不断完善和提高,纺织 厂的应用也会随着对浆料认识与实践的深入最终 取得较好的效果。
无论是胶粉还是无机纳米浆料,都是针对淀 粉进行改性,使淀粉的性能有了质的飞跃,淀粉是 自然界可再生的高分子化合物,原料来源广泛,价 格低廉,经改性能大量代替PVA、或不用PVA,降 低浆料成本,打开了浆料厂与纺织厂双赢的新局 面。
 
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