無PVA人棉紗漿紗工藝研究

李舒婕，武海良，沈艷琴

（西安工程大學 紡織與材料學院，陜西 西安710048）

0 引 言

人棉紗強力低，不耐磨，在織造工序中易造成斷頭多的現象，影響織造效率和坯布質量［1］.因此選擇合理的漿紗工藝，增強人棉紗的強力，提高漿膜的耐磨性能，是解決人棉紗上漿的關鍵.目前所使用的漿料主要有淀粉、PVA、聚丙烯酸類漿料等3類［2－4］.淀粉來源廣泛，價格低廉，對天然纖維黏附性好，且對環境污染較小.PVA是一種優良的漿料，但其對環境污染大，不易生物降解，退漿后的污水容易對環境造成污染，現在已經提倡不用或少用PVA［5］.

本文針對人棉紗的特點進行漿紗工藝研究.制定了兩組無PVA漿料配方，通過對漿液、漿膜及漿紗性能進行對比測試及分析，獲得適合人棉紗漿紗的漿料配方，從而提高其紗線性能.

1 實 驗

1.1 材料及儀器

1.1.1 材料 14.6tex人棉原紗，DS變性淀粉（無味，白色粉末），K－2000變性淀粉（無味，白色粉末），DY－616變性淀粉（無味，白色粉末），聚丙烯酸（固體白色小顆粒）.

1.1.2 儀器 NDJ－79型旋轉式黏度計，YG171B－1型紗線毛羽測試儀，HD021N電子單紗強力儀，HD026PC電子織物強力儀，Y731型紗線耐磨儀，ASS3000型全自動單紗漿紗機.

1.2 實驗配方

漿料配方見表1.

1.3 測試

1.3.1 漿液黏度及熱穩定性測試 調制700mL濃度為6%的漿液，恒溫水浴加熱到95℃，保溫30min，測試黏度值，在以后的3h內，每30min測定1次，用秒表記錄黏度值，保溫1h時的黏度值即為漿液的黏度值，后5次測試的黏度值的極差與第2次值的比為漿液黏度波動率［6］.

表1 漿料配方 %

1.3.2 漿膜制備 根據漿料配方一、配方二各調制濃度為6%的漿液100mL.調漿升溫至95℃，保溫30min，待冷卻至50℃左右時，慢慢倒在玻璃板上，并用玻璃棒輕輕來回移動，使漿液鋪滿在玻璃板上.自然干燥成膜后，仔細把漿膜從玻璃板上剝下，即為實驗用的漿膜.

1.3.3 漿膜強力及伸長率 將制得的漿膜放在恒溫恒濕箱中24h后將漿膜剪成長110mm、寬5mm的條形試樣，在設置好實驗參數（試樣夾持距離100mm，下降速度100mm／min）的宏大HD021N型電子單紗強力儀上進行測試.每種配方均測10次，取其平均值.

1.3.4 漿膜水溶性 將漿膜剪成長50mm，寬10mm的長條，在長度方向的中間處劃一條線作為標記.用已知質量的夾子分別夾住漿膜條的上下兩端，然后將漿膜浸入80℃的水中，待漿膜中間的劃線與水平面重合時開始計時，實驗過程中始終保持劃線與水平面重合，直至浸在水中的一半漿膜斷裂時結束，秒表顯示的時間即為此次實驗漿膜的水溶時間.每種配方的漿膜各測試10次，求其平均值［7］.

1.3.5 漿膜吸濕性 取漿膜并放在105～110℃的烘箱中，烘至恒重后將其放入調溫調濕箱里，使其吸濕平衡后（約24h），取出，稱其質量，代入式（1）計算：

其中 G為漿膜的吸濕率（%）；Mj為漿膜吸濕后的質量（g）；M0為漿膜干燥的質量（g）.

1.4 上漿工藝

分別調制濃度為10%的配方一、配方二漿液各700mL，將煮好并經過測試的漿液倒入預熱好的ASS3000型小樣漿紗機中準備上漿.

注：以上所表示的漿液黏度是在（80±5）℃條件下用3號孔的YT821型可調式漏斗測得（該漏斗所測得水的黏度為4.3s），同時，使用精密試紙測得pH值，用酒精式溫度計測得漿槽溫度.

1.5 原紗及漿紗性能測試

1.5.1 漿紗毛羽測試 漿紗毛羽降低率是衡量漿紗質量的重要指標，實驗采用YG171B－1型紗線毛羽測試儀進行測試.漿紗后紗線耐磨性的提高能力是判斷漿紗質量是否改善的依據，漿紗磨至斷裂的次數與原紗磨至斷裂次數之差，與原紗耐磨次數的比值稱為漿紗耐磨率.

1.5.2 漿紗耐磨性 通過耐磨性測試可以了解漿膜的耐磨情況，從而掌握和分析漿液和紗線的黏附力及漿紗的內在情況，實驗使用Y731型抱合力機進行測試.

1.5.3 漿紗伸長率與減伸率 上漿后單紗斷裂強度與原紗強度的比值稱為漿紗增強率.經上漿后，紗線原有的彈性和伸長可能會受到一定的影響而降低，上漿后紗線斷裂伸長率的降低值對原紗的斷裂伸長率的百分比稱為減伸率.斷裂強度和伸長率測試均使用南通宏大HD021N型電子單紗強力儀進行測試，每組測試30次，取平均值.

1.5.4 漿紗退漿率 經紗上漿率是表示紗線上漿量的大小，是指經紗上漿后粘附于經紗上的漿料干重對經紗干重的百分比.本文采用氫氧化鈉退漿法［8］.

表2 人棉紗線上漿工藝參數

2 結果與討論

2.1 漿液黏度

表3 漿液黏度及黏度熱穩定性

本文使用YT821型漏斗式黏度計測試漿料的黏度及黏度穩定性，測試結果見表3.從表3可以看出，兩種配方的黏度熱穩定性都達到90%以上，配方二的穩定性較配方一好，有利于經紗上漿的均勻性.

2.2 漿膜性能

2.2.1 漿膜外觀 圖1（a），（b）為兩種配方在同一操作條件下的漿膜外觀.

通過手感目測，可知配方二所制得的漿膜更完整柔韌，而配方一所制得的漿膜手感脆硬，成膜性差.

2.2.2 漿膜其他性能 分別測試兩種配方漿膜的厚度、斷裂強力、伸長率和水溶速率，結果見表4.從表4可以看出，配方二漿膜斷裂強度高于配方一，水溶速率也較配方一快，更加利于退漿.

圖1 兩種配方的漿膜外觀圖

2.3 漿紗性能

分別用兩種配方的漿料對14.6tex的人棉紗進行上漿.圖2為分別用兩種配方漿料上漿后，在光學顯微鏡下觀察所得的紗線表面形態.分別測試原紗及經上漿后紗線的毛羽、強力、伸長、耐磨次數及退漿率，計算出毛羽降低率、增強率、增磨率及減伸率，結果見表5.

表4 漿膜性能

表5 漿紗性能

圖2 紗線表面形態

由表5可看出，14.6tex人棉紗經過上漿后，配方二上漿后紗線的毛羽降低率達86.50%，相對于配方一較好；配方二上漿后紗線的增強率為7.64%，好于配方一；從增磨率看，配方一上漿后紗線的增磨率為1 117.90%，而配方二上漿后紗線的增磨率為2 154.30%，顯然配方二的增磨率更高.

3 結 論

（1）兩種漿料的黏度熱穩定性均在90%以上，均表現為良好的黏度熱穩定性.

（2）加入DS變性淀粉的漿料配方所制得的漿膜成膜性一般，手感脆硬，部分碎裂，不完整.而加入K2000的漿料配方所制得的漿膜則相對完整，成膜性良好，且漿膜斷裂強度高，水溶速率快，有利于退漿.

（3）14.6tex人棉紗經過上漿后，加入K2000的漿料配方上漿后紗線的毛羽降低率、增強率、增磨率等各項性能指標相對較好，達到了上漿效果.實驗結果表明，不用PVA，采用K－2000為主漿料，加入適量的DY－616、聚丙烯酸及蠟片等漿料，可滿足14.6tex人棉紗上漿.

［1］于偉東.紡織材料學［M］.北京：中國紡織出版社，2010：23－25.

［2］武海良，沈艷琴，王耀，等.基于微波場的漿紗用土豆淀粉接枝共聚合成［J］.紡織學報，2003，24（2）：68－70.

［3］湯一辰，沈艷琴，武海良.原淀粉與PR－Su的配伍性研究［J］.西安工程大學學報，2013，27（4）：430－434.

［4］趙金龍，沈蘭萍，舒大武.木棉／棉混紡紗漿料配方研究［J］.西安工程大學學報，2013，27（1）：21－27.

［5］李斐斐，武海良，沈艷琴.粘膠／天絲混紡紗漿紗工藝研究［J］.上海紡織科技，2012（10）：12－14.

［6］范雪榮，榮瑞萍，紀惠軍.紡織漿料檢測技術［M］.北京：中國紡織出版社，2007：51－59..

［7］中國棉紡織行業協會漿料生產應用部.常用紡織漿料質量與檢驗［Z］.無錫：無錫輕工大學，1997：64－67.

［8］李麗君，崔鴻鈞.機織技術實驗教程［M］.上海：東華大學出版社，2009：96－99.