環保型滌綸POY油劑TK-3518A的性能與應用

朱建成，沈亞芬，朱 鋒，陳小琴，宋云飛

(桐鄉市恒隆化工有限公司，浙江 桐鄉 314500)

在滌綸預取向絲-假捻變形絲( POY-DTY )加工過程中，需要使用 POY 油劑對絲條進行保護，以保證紡絲過程的順利進行。POY 油劑是由多種功能性物質經過復配而成[1]。目前我國大部分的POY油劑仍然依賴進口，為解決這一技術難題，桐鄉市恒隆化工有限公司依托母公司桐昆集團的優勢，在原有TK-1128T、TK-2178滌綸高速紡POY油劑的基礎上不斷進行優化，成功研發出滌綸高速紡POY油劑TK-3518A，該油劑由不同規格的聚醚、少量的特殊封端聚醚和微量添加劑組成，具有使用安全環保特點。

作者對TK-3518A POY油劑的基本性能和應用性能進行了研究，并與進口同類油劑進行比較，結果表明該油劑與進口同類油劑的性能相當，且在滌綸POY-DTY工藝的生產應用中取得了滿意的結果。

1 實驗

1.1 試樣

TK-3518A POY油劑：由不同規格的聚醚、少量的特殊封端聚醚和微量添加劑組成，桐鄉市恒隆化工公司產；F-3658 POY油劑：日本竹本公司產；L-165 POY油劑：德國雙S公司產。

1.2 儀器與設備

SFY-3000微量水分測定儀：淄博庫倫儀器有限公司制；FE20K酸度計：瑞士梅特勒-托利多集團制；SYD-265H石油產品運動黏度儀：上海昌吉地質儀器有限公司制；BZY-201表面張力儀：上海方瑞儀器有限公司制；MQC+核磁共振分析儀：英國牛津儀器公司制；XCF-1A纖維摩擦系數測試儀：上海新纖儀器有限公司制；FMX-003紅外線靜電測試儀：東莞市海輝防靜電科技有限公司制；YG023B-Ⅲ全自動單紗強力機：常州新紡檢測儀器設備有限公司制； SG635全自動長絲熱應力測試儀：常州市雙固頓達機電科技有限公司制；4.5級灰卡：上海市紡織工業監督所制。

1.3 實驗方法

1.3.1 油劑的基本性能測試

有效成分(X)：按照GB/T 11275—2007《表面活性劑 含水量的測定》測定油劑中的含水量(w)，按如下公式計算X。

X=(1-w)×100%

(1)

pH值(質量分數1%水溶液)：按國標GB/T 6368—2008《表面活性劑水溶液pH值的測定 電位法》進行測試。

黏度：使用石油產品運動黏度儀，按照GB/T 265—88《石油產品運動粘度測定法和動力粘度計算法》進行測試。

表面張力：按照GB/T 22237—2008《表面活性劑 表面張力的測定》進行測試。

乳液穩定性(質量分數15%)：配置質量分數為15%的水溶液，在35 ℃恒溫水浴中放置72 h，不分層即為穩定。

潤濕性能：按照GB/T 11983—2008《表面活性劑 潤濕力的測定 浸沒法》進行測試。

1.3.2 油劑的應用性能測試

上油率：按照GB/T 6504—2017《化學纖維 含油率試驗方法》進行測試。

摩擦因數：采用XCF-1A纖維摩擦系數測試儀對上油后的滌綸POY進行纖維與金屬(F/M)、纖維與纖維(F/F)的摩擦因數的測試。

靜電量：采用FMX-003紅外線靜電測試儀進行測試。

過尾率(G)：按公式(2)進行計算。

(2)

式中：Ge為過尾斷絲只數；GT為絲總只數。

染色M率：用4.5級灰卡對纖維進行比色。染色M率為染色均勻度大于等于4.5級的纖維與所有染色的纖維總數之比。

2 結果與討論

2.1 油劑的基本性能

由表1可以看出，TK-3518A POY油劑與日本竹本公司的F-3658 POY油劑和德國雙S公司的L-165 POY油劑的基本性能相當。

表1 POY油劑的基本性能指標Tab.1 Comparison of physical properties of POY spinning finishes

2.2 油劑的界面性能

滌綸POY的快速均勻上油是確保后紡高速加捻工藝生產的前提條件，選擇合適的表面活性劑能降低油劑的表面張力。提高油劑的滲透性能以達到POY油劑在纖維上的快速滲透、潤濕、擴散、鋪展。良好的界面特性是保證纖維均勻上油的重要條件[2]。滌綸高速紡絲油劑在滲透性、滲透速度上比常規紡絲油劑的要求要高很多[3]。良好潤濕性能的油劑能很好地吸附在纖維表面,上油均勻且迅速潤濕纖維,同時形成一層良好的保護膜,減少白粉的產生[4]。由表2可以看出，TK-3518A POY油劑的表面張力與潤濕性能均與進口油劑相當。

表2 POY油劑的表面張力與潤濕性能Tab.2 Surface tension and wettability of POY spinning finishes

2.3 油劑的上油性能

在相同乳液濃度，相同油壓泵型號和運轉頻率的條件下，對3種不同油劑進行上油試驗，其結果如表3所示。

表3 POY油劑的上油率Tab.3 Oil pick-up of POY spinning finishes

由表3可以看出，相同條件下上油，TK-3518A POY油劑的上油率略高于另外兩種油劑，說明TK-3518A POY油劑的上油性能略優于進口油劑。

2.4 油劑的摩擦性能和抗靜電性能

油劑的摩擦性能是油劑后道使用非常關鍵的性能指標之一，TK-3518A POY油劑采用自制的不同規格的聚醚、少量的特殊封端聚醚和微量添加劑組成，很好地調節絲路各個環節的摩擦因數及靜電性能。改變環氧乙烷-環氧丙烷無規聚醚(EPO) 鏈末端基結構可以得到一系列功能性聚醚。含有烷基封端的雙烷基聚醚的紡絲油劑可以充分降低各種摩擦作用力,增加油劑在纖維表面的油膜強度,防止或減少毛絲、斷頭的產生[5]。由表4可以看出，TK-3518A POY油劑的摩擦因數和抗靜電性能均達到進口油劑產品的水平。

2.5 油劑的應用性能

2.5.1 POY油劑在滌綸POY紡絲中的應用情況

將3種POY油劑配成質量分數為10.5%的乳液，在滌綸圓孔260 dtex/48 f POY和扁平135 dtex/144 f POY的生產中進行應用試驗。其中，滌綸圓孔260 dtex/48 f POY在熔體紡TMT-ORCA-Ⅱ418R/12型卷繞機上進行，紡絲速度3 150 m/min，側吹風冷卻，POY油劑乳液質量分數10.5%；滌綸扁平135 dtex/144 f POY的生產在熔體紡TMT-ORCA-Ⅱ418R/12型卷繞機上進行，紡絲速度2 850 m/min，環吹風冷卻。POY油劑應用結果見表5。

表5 滌綸POY的物理性能及優等率Tab.5 Physical properties and top-quality rate of polyester POY

由表5可看出，TK-3518A POY油劑在兩種規格的滌綸POY生產中應用情況良好，其優等品率均達到了99%，與進口油劑質量水平相當。

2.5.2 POY油劑在滌綸POY-DTY工藝中的生產應用情況

將2.5.1滌綸POY分別進行加彈生產，其中圓孔260 dtex/48 f在TMT-ATF-1500F/V型加彈機上進行加彈生產，速度為980 m/min，扁平135 dtex/144 f在TMT-ATF-1500F/T型加彈機上進行加彈生產，速度為870 m/min，所得滌綸DTY的物理性能及優等品率等如表6所示。由表6可看出，應用TK-3518A POY油劑生產的滌綸POY經后加彈制得的圓孔165 dtex/48 f、扁平82.5 dtex/144 f的滌綸DTY的物理性能與應用進口油劑所得的DTY的性能相當，且兩種DTY的G大于等于96.5%、染色M率大于等于99.3%、優等品率大于等于97.0%，均稍高于應用進口油劑生產的DTY。

表6 滌綸 DTY的物理性能及生產情況Tab.6 Physical properties and production situation of polyester DTY

3 結論

a.TK-3518A POY油劑由不同規格的聚醚、少量的特殊封端聚醚和微量添加劑組成，具有使用安全環保的特點。

b.TK-3518A POY油劑的物理性能與與日本竹本公司的F-3658 POY油劑和德國雙S公司的L-165 POY油劑的基本性能相當，上油性能略優于進口油劑。

c.TK-3518A POY油劑在桐昆集團熔體直紡的POY生產線上已經全面取代進口油劑使用，POY-DTY后加彈從國產的普通M型機和V型機到TMT高溫短熱箱全自動絡筒機型，均表現良好的后加工性能，可以完全替代同類進口油劑使用。