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聚丙烯酸类混合浆液增粘现象分析

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聚丙烯酸类混合浆液增粘现象分析

发布时间: 2003/11/1 文章出处: 　

　　从所周知，经纱上浆是织造前准备工程中的一个关键环节。由于浆纱的重要性，人们对浆料的认识和研究越来越深，随着高分子化学和浆纱技术的发展，各种新型浆料应运而生。由于PVA的粘着力不足、难溶、易结皮、分纱困难，人们在浆料配方中加入聚丙烯酸类浆料，以改善浆纱性能。但随着聚丙烯酸类浆料的加入，变性淀粉与聚丙烯酸类浆料混合时出现粘度增大现象，难以达到要求的上浆率和渗透率，影响了生产的正常进行。
　　1 聚丙烯酸类浆料的发展
　　50年代以来我国聚丙烯酸类浆料的发展情况见表1。

表1　聚丙烯酸类浆料发展历程

年代	聚丙烯酸类浆料的应用
50年代	用于锦纶长丝的上浆
60年代	丝绸行业用于合纤无捻丝的上浆
70年代以后	棉纺织行业用于涤棉纱的上浆

　　2　聚丙烯酸类混合浆液的应用
　　随着消费水平的提高，人们对服装越来越讲究，细号高密轻薄型产品越来越受到人们的欢迎。随着产品结构的不断变化，纺织用浆料也发生显著的变化。在浆纱工序中，单纯使用某一种浆料已难以达到实际生产的要求。合理选用浆料混合调浆，使浆料的性能相互取长补短，以求提高质量、降低成本、减少环境污染。
　　随着PVA使用的增加，浆纱工作者发现PVA的缺点越来越明显，而在浆液中加入聚丙烯酸类浆料，可以改善PVA强度大，对涤纶纤维粘附力不足的缺点，以变性淀粉+聚丙烯酸类浆料的混合浆取代传统的PVA+淀粉+聚丙烯酸类浆料的混合浆成为目前纺织厂大量采用的上浆工艺，浆料厂根据纺织厂的需要也相继推出了各种聚丙烯酸类浆料。
　　3 聚丙烯酸类浆料与变性淀粉混溶时的增粘问题
　　聚丙烯酸类浆料与变性淀粉配合不当时，会发生浆液粘度升高现象，即增粘现象。这种现象在许多纺织厂都时有发生。下面举一生产实例，说明聚丙烯酸类浆料对淀粉浆液粘度的影响，有关指标见表2。
　　由表2看出，由于在变性淀粉中加入聚丙烯酸类浆料，浆液的粘度升高，浆液的渗透率下降，纱线的强度降低；浆液的粘度变大，对纱线的被覆增加，浆液粘附在纱线的表面，织造时落浆增加，生产成本增加，但浆纱的质量反而下降，对生产极为不利。

表2　聚丙烯酸类浆料对淀粉浆液粘度的影响

项目	配方1	配方 2
变性淀粉%	100	100
PVA/%	10	10
聚丙烯酸类浆料/%	3	10
高效平滑剂/%		3
2-萘酚/%	0.2	0.2
烧碱	适量	适量
浆槽粘度/s	9(3号孔)	36(3号孔)

注：品种为C 19.7/19.7 268/268

　　4 聚丙烯酸类混合浆液粘度试验
　　为了研究不同种类聚丙烯酸类浆料与各种变性淀粉混合时浆液粘度的变化特性，将不同种类的变性淀粉与不同种类的聚丙烯酸类浆料按一定的浓度混合，测试其粘度特性，结果见表3。
　　从表3中可知：
　　(1)聚丙烯酸类浆料加入到原淀粉、PVA、变性PVA中对混合浆液的粘度的影响较小。
　　(2)聚丙烯酸类浆料对特低粘度的变性淀粉(如表3中的氧化淀粉H)粘度的影响较小，不影响上浆生产的正常进行，因此在需要高上浆率的生产中可选用特低粘度的变性淀粉。
　　(3)聚丙烯酸盐类浆料加入到变性淀粉中对混合浆液粘度的影响明显，混合浆液的粘度突增，但氧化交联淀粉F增粘不多，粘度的增幅很小。
　　(4)以聚丙烯酸酯类为主要成分的聚丙烯酸类浆料加入到变性淀粉中，对混合浆液的粘度影响较小。

表3　聚丙烯酸类混合浆液的粘度难关　单位：mPa·s

序号	单组分浆料名称	单组分浆液粘度	混合浆粘度
序号	单组分浆料名称	单组分浆液粘度	聚丙烯酰胺类	聚丙烯酸盐类	聚丙烯酸酯类
A	原淀粉	34	36	35	35
B	PVA	10	12	13	10
C	变性PVA	11	12	12	11
D	复合变性淀粉	7	13	17	9
E	复合变性淀粉	10	23	21	13
F	氧化交联淀粉	29	37	30	30
C	磷酸酯淀粉	15	27	33	12
H	氧化淀粉	4	5	5	4

　注：(1)混合浆调浆配比为90%单组分浆料+10%聚丙烯酸类浆料；(2)聚丙烯酸类浆料的粘度分别为：聚丙烯酰胺类58mPa·s(3%浓度，25 ℃)、聚丙烯酸盐类33 mPa·s，聚丙烯酸酯类14mPa·s；(3)浆液粘度在浓度为6%，温度为95℃，保温1小时后测定；(4)粘度测定采用NDJ-79型旋转式粘度仪；(5)恒温水浴锅间接加热，以每分1.5℃从室温升至95 ℃。

　　5 原因分析
　　聚丙烯酸类混合浆液产生增粘现象的原因如下：
　　(1)聚合物的混合浆液在煮浆时分子链在共价键、氢键等化学键作用下，发生交联作用，分子间的交联产生网状结构，使聚合物大分子的线团结构体积增大，移动相对困难，从而粘度上升。
　　(2)聚丙烯酸盐类和酰胺类浆料系高分子聚合物，遇水后高分子很快离解成为羧酸基离子，由于共聚物大分子链阴离子中心产生静电排斥效应，引起交联的大分子链卷曲的长链迅速扩张与伸长，呈现可膨胀性而非溶解性，彼此之间较难移动，造成粘度的上升。
　　(3)原淀粉的结晶度较高，达到60%，PVA的分子结构较规整，分子间的作用力较大，变性PVA的分子结构的规整性虽然较PVA的低，但仍很高，由于分子结晶度和分子结构规整性的影响，使它们的分子链很难与别的分子链发生交联作用，网状结构不明显，所以增粘作用较小。氧化交联淀粉可能是因为分子间发生交联反应，也难以形成网状结构，使混合浆液的增粘幅度较低。
　　(4)聚丙烯酸酯类浆料的主要成分是疏水性的，难溶于水，疏水基的影响使增粘效果不明显。
　　6 结语
　　聚丙烯酸类浆料与变性淀粉配合不当时，会发生浆液粘度升高现象，其中聚丙烯酸盐类浆料加入到变性淀粉中对混合浆液粘度的影响明显。对于聚丙烯酸类混合浆浆液特性，还应进一步研究，以利于浆料的开发及在浆纱中的正确应用。

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