PVA/水溶性聚酯混合漿液的漿膜性能探討

張晨陽 沈艷琴 武海良

摘要：研究了不同相對濕度下，PVA1799與水溶性聚酯混合漿膜的吸放濕規律，分析了共混比對混合漿膜吸放濕性能的影響，探討了回潮率與混合漿膜物理力學性能的關系。結果表明，PVA1799/水溶性聚酯漿料65/35在相對濕度為56%，吸濕平衡回潮率為2.9%時，漿膜綜合性能較理想；PVA1799/水溶性聚酯漿料80/20在相對濕度為56%，吸濕平衡回潮率為1.1%時，漿膜綜合性能較理想。指出PVA含量高是低濕度下紗線完成可織性的基礎。

關鍵詞：回潮率；PVA1799/水溶性聚酯；吸放濕規律；漿膜性能

中圖分類號：TS115.2文獻標志碼：A文章編號：1009-265X（2018）03-0080-04Discussion on Film Property for Blended Size of PVA/Water Soluble Polyester

ZHANG Chenyang， SHEN Yanqin， WU Hailiang

（School of Textile and Materials， Xian Polytechnic University， Xian 710048， China）Abstract：The rules of moisture absorption and desorption for blended film of PVA1799/watersoluble polyester were studied under different relative humidity， and the influences of blending ratio on absorption and desorption property of blended film were analyzed. The relation between moisture regain and physical and mechanical properties of blended film was discussed. The test results show that comprehensive properties of blended film are ideal when relative humidity and equilibrium moisture regain of PVA1799/water soluble polyester size 65/36 is 56% and 2.9% respectively. Comprehensive properties of blended film are ideal when relative humidity and equilibrium moisture regain of PVA1799/water soluble polyester size 80/20 is 56% and 1.1% respectively. It is pointed out that high content of PVA is fundamental to yarn weavability under low humidity.

Key words：moisture regain； PVA1799/water soluble polyester； principles of moisture absorption and desorption； property of film

通信作者：沈艷琴，Email：shenyanqin1208@126.com目前，在經紗上漿所用的漿料中，高分子合成漿料聚乙烯醇（PVA）以其漿膜強韌、耐磨性好等優點仍然占主導地位。但煮漿時間長，漿液易結皮，且退漿困難仍然是PVA的主要缺點，并且PVA漿膜在任何環境程度下都呈現高的內聚力，而這一高的強力在漿紗實際生產工藝中會帶來漿紗干分絞困難的現象，嚴重影響了漿紗質量，表現為漿紗毛羽伏貼性差，不利于紗線在織機上的耐磨性。這就是紡織漿紗工藝中不能單獨使用PVA的原因。因此，漿紗工作者在調制漿液、設計漿紗工藝時都將PVA與其他漿料混合使用。而近年來對聚酯漿料縮聚單體的研究過程中，人們相繼開發出各種性能改進的新型聚酯漿料。這類漿料的吸濕性和水溶性適中，且再粘性小，不會在鋼筘上產生落漿，上漿率相比于其他漿料大為降低，并易于退漿，退漿廢液易生物降解，且漿液表面張力低，有很好的滲透性[1]。因此，本文引入水溶性聚酯漿料與PVA漿料進行混合，其目的是用來降低PVA高的內聚力，改善漿紗工藝中的干分絞狀況。本文通過探討不同濕度下PVA1799與水溶性聚酯共混比對其吸濕放濕規律的影響，研究了回潮率與其漿膜物理力學性能的關系，為低濕度下實現可織提供一定的參考。

1實驗

1.1實驗材料及儀器

1.1.1材料

PVA1799（固體份：≥99%，甘肅蘭維新材料有限公司），水溶性聚酯（固體份：（80±2）%，佛山市灣夏新材料科技有限公司）。

1.1.2實驗儀器

宏大HD021N型電子單紗強力儀（南通宏大實驗儀器有限公司），HWS250型恒溫恒濕箱（上海精宏實驗設備有限公司），烘箱（上海躍進醫療器械廠）。

1.2實驗方法

1.2.1漿膜的吸濕放濕規律實驗方法

制備漿膜[2]，依據GB/T 9995—1997《紡織材料含水率和回潮率的測定》和GB/T 6529—2008《紡織品調濕和試驗用標準大氣》采用烘箱干燥法測試漿膜的吸濕放濕曲線[3]。試樣在80 ℃烘箱內烘燥至質量不變，記下初始質量。在溫度為28 ℃，相對濕度分別為78%，74%，70%，65%，60%，56%，50%的條件下，對漿膜進行吸濕，每隔15 min測試一次漿膜回潮率，直至漿膜達到吸濕平衡，得到漿膜在不同回潮率下隨時間變化的吸濕曲線，計算回潮率。試樣在相對濕度78%，溫度28 ℃的恒溫恒濕箱內放置24 h，使試樣充分吸濕平衡，記下初始質量，然后在相對濕度56%，溫度28 ℃的條件下，每隔15 min測試一次漿膜回潮率，直至漿膜達到放濕平衡，得到漿膜在該相對濕度下平衡回潮率隨時間變化的放濕曲線，計算回潮率。

1.2.2漿膜的力學性能測試

測試漿膜的力學性能[4]，其中漿膜斷裂強度計算公式如下：

漿膜斷裂強度（cN/mm2）=

漿膜平均斷裂強力（cN）漿膜平均厚度（mm）×5 mm

2結果與討論

2.1成膜情況

PVA/水溶性聚酯65/35混合漿液的成膜情況如圖1所示；PVA/水溶性聚酯80/20混合漿液的成膜情況如圖2所示。

由圖1可以看出，PVA/水溶性聚酯65/35混合漿膜呈白色半透明狀，而且漿液成膜性較好，但手感較硬。由圖2可以看出，PVA/水溶性聚酯80/20混合漿膜成膜呈白色半透明狀，而且光滑完整，手感柔軟。這是因為PVA1799的大分子鏈柔性較高，從宏觀上來看，隨著PVA1799含量的增加，改善了共混漿膜的柔性。

2.2吸濕平衡回潮率與相對濕度的關系

溫度28 ℃，不同相對濕度下的PVA/水溶性聚酯混合漿膜的吸濕平衡回潮率與濕度的關系曲線如圖3所示。

由圖3可以看出，隨著環境相對濕度的提高，兩種共混漿膜的平衡回潮率都在增大，說明共混漿膜對相對濕度的變化較敏感。而且，在任何濕度下，PVA/水溶性聚酯65/35共混漿膜的吸濕平衡回潮率都高于PVA/水溶性聚酯80/20共混漿膜的吸濕平衡回潮率，說明隨著水溶性聚酯漿料的增多，共混漿膜的吸濕平衡回潮率增大，這是因為隨著水溶性聚酯比例的增加，阻礙了PVA大分子上羥基的氫鍵締合作用，使得更多的羥基能夠吸收水分而不是形成氫鍵。從宏觀上看，水溶性聚酯比例的增加減小了PVA漿膜的內聚力，增加了混合膜的吸水性，表現為混合膜的吸濕平衡回潮率增加。這一結果是研究漿膜回潮率與漿膜性能關系的基礎，同時為紡織企業合理選擇漿料配方提供了理論性參考。

2.3漿膜吸濕放濕的回潮率時間曲線

溫度28 ℃，相對濕度56%時，65/35 PVA/水溶性聚酯混合漿膜的吸濕平衡回潮率與放濕平衡回潮率對比曲線如圖4所示。

由圖4可以看出，相對濕度56%時，混合膜的放濕平衡回潮率大于吸濕平衡回潮率，這種現象說明了混合膜存在著吸濕滯后性的特點。因此，如果將車間的環境相對濕度設置的較低，漿紗將表現為放濕，漿膜的回潮率達到平衡以后就高于吸濕平衡回潮率，如此，漿膜回潮率過大，這必然會導致漿紗出現粘并進而分絞困難的問題，所以通常情況下，漿紗在織造車間要保持吸濕狀態，這就是織造車間相對濕度設置較高的原因。圖4混合膜的吸濕放濕規律對比

2.4混合膜的力學性能

2.4.1PVA/水溶性聚酯65/35混合漿膜力學性能

標準大氣壓下，溫度28 ℃時，不同相對濕度下PVA/水溶性聚酯65/35混合漿膜的力學性能如表1所示。

由表1可以看出，濕度對混合膜的力學性能有著顯著的影響。隨著相對濕度的升高，混合膜的吸濕平衡回潮率逐漸增加，這是因為環境相對濕度增加，空氣中水分子濃度大，水與混合膜分子親附的幾率高，因此水分子能夠更多的占據混合膜的結晶區和無定形區，當相對濕度為70%時，與混合膜的濕度梯度增加，水汽壓有足夠的驅動力來破壞無定形區，導致平衡回潮率顯著增加。相反，隨著相對濕度的降低，漿膜的斷裂強度呈現先增大后減小的趨勢，在相對濕度為56%時混合膜的斷裂強度達到最大，該斷裂強度足以保證漿紗低濕度織造時的斷裂強力；而且高濕度下，漿膜的斷裂伸長率過大，這很容易導致經紗先于漿膜斷裂從而達不到理想的上漿效果。低濕度下的漿膜斷裂伸長率雖然遠遠低于高濕度下的伸長率，但這一伸長率剛好為經紗織造提供了合適的條件。因此目前生產采用高濕度織造是不合適的，這樣增加了空調負荷的同時又不能充分發揮漿膜的性能[5]。

2.4.2PVA/水溶性聚酯80/20混合漿膜力學性能

標準大氣壓下，溫度28 ℃時，不同濕度下PVA/水溶性聚酯80/20混合漿膜的力學性能如表2所示。

綜合表1、表2可知，在溫度28 ℃，相對濕度分別為50%、56%、60%、70%、74%及78%時，PVA/水溶性聚酯80/20混合漿膜的斷裂強度和伸長率都優于PVA/水溶性聚酯65/35混合漿膜的相應性能，這是因為隨著PVA含量的增加，混合膜的內聚力升高的原因。隨著相對濕度逐漸降低到56%，混合漿膜斷裂強度逐漸升高，且伸長率下降到適度范圍，使其能夠克服自身的不良優勢。這一性能表明混合膜能夠在低濕度條件下應用。

3結論

a）PVA/水溶性聚酯混合漿膜的共混比為65/35和80/20的情況下，均成膜光滑完整。

b）環境相對濕度高，PVA/水溶性聚酯共混比為65/35和80/20其漿膜吸濕平衡回潮率大，相對來說，二者共混比為65/35時，漿膜吸濕平衡回潮率更高。

c）在溫度為28 ℃時，PVA/水溶性聚酯漿料65/35在相對濕度為56%，吸濕平衡回潮率為2.9%時，漿膜綜合性能較理想；PVA/水溶性聚酯漿料80/20在相對濕度為56%，吸濕平衡回潮率為1.1%時，漿膜綜合性能較理想。

d）溫度為28 ℃時，相對濕度分別為50%、56%、60%、70%、74%、78%時，PVA/水溶性聚酯80/20混合漿膜的斷裂強度和伸長率都優于PVA/水溶性聚酯65/35混合膜的相應性能。

總體而言，PVA/水溶性聚酯漿料65/35、PVA/水溶性聚酯漿料80/20在低相對濕度下，漿膜綜合性能好于高相對濕度下相應性能，這一結果為研究低濕度下的漿料配方提供了一定的參考。

參考文獻：

[1] 單民瑜，吳長春.水溶性聚酯漿料與PVA的性能比較[J].棉紡織技術，2008，36（8）：504-506.

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[3] 連文偉，張勁，李明福，等.菠蘿豁膠纖維吸濕性能研究[J].熱帶作物學報，2013，34（12）：2424-2429.

[4] DEMERLIS C C，SCHONEKER D R.Review of the oral toxicity of polyvinyl alcohol（PVA）[J].Food and Chemical Technology，2003，41：319-326.

[5] 姚一軍，沈艷琴，周丹，等.漿膜回潮率與漿膜性能的關系[J].紡織高校基礎科學學報，2015，28（4）：484-488.