纱线上浆,浆纱工艺,浆料配方

第一节 浆料(sizing materials)
浆液性能：化学物理性质的均匀性和稳定性； 对纤维材料的亲和性及浸润性；适宜的粘度。
浆膜性能：对纤维材料的粘附性；强度、耐磨 性、弹性、可弯性；适度的吸湿性，可溶性； 防腐性。
浆料分类：粘着剂、助剂。
粘着剂分类
一、粘着剂(adhesive)
（一）淀粉（starch） （二）变性淀粉 （三）聚乙烯醇PVA （四）丙烯酸系浆料 （五）其它粘着剂
例如涤纶； 部分醇解的PVA对疏水性纤维的粘附性好。
4.PVA的上浆性能
（4）成膜性： 浆膜强度高，弹性好，断裂伸长大，耐磨性好
（5）混溶性： 具有良好的混溶性，混合液稳定，不分层。
4.PVA的上浆性能
（6）浸透性：优于淀粉浆，也属被覆性浆料， 部分醇解PVA优于完全醇解PVA。
（7）其它性质： 吸湿再溶，织造再粘，开口不清； 结皮，造成浆膜撕裂，毛羽增多； 起泡，上浆不匀； 分纱困难，采用湿分绞，浆液加助剂。
2.减摩：浆液在经纱表面被覆（coverage）形 成浆膜（sizing film），贴服毛羽，纱身光滑。
3.保伸：尽量保持纱线的弹性 提高经纱的可织性（weavability）。
上浆工作所起到的积极作用
1.耐磨性改善：abrasion resistance 2.纤维集束性改善，纱线断裂强度提高（breaking
接枝淀粉（grafted starch）
变性原理：将合成低聚物接枝到淀粉大分子上， 根据经纱上浆的要求进行接枝改性设计，可以 使接枝淀粉兼有两者之长。表现出优良的综合 上浆性能。
上浆性能：是最新一代、最有前途的一种变性 淀粉，用于疏水性纤维上浆，可以全部或部分 代替合成浆料。
（三）纤维素衍生物
共聚
4.淀粉在水中膨胀糊化三阶段
吸湿阶段：常温水渗透压力下，少量水分扩散到颗 粒内部，体积略膨胀，粘度无明显变化。
膨胀阶段：t↑，渗透压↑体积膨胀相互挤压粘度增 大。
温度一定时，粒子开始破坏变成半透明的分散液， 粘度最大，开始破坏的现象叫做开始糊化。
糊化阶段：温度升高直链分化、分支链破坏、粘度 下降并趋于稳定状态成完全糊化。
表示：1799 1795 1788 PVA205
3.物理性质
无味、无臭、白色或淡黄色颗粒、粉末、 片状或絮状，比重1.19-1.27。
4.PVA的上浆性能
(1)水溶性(water solubility)： 水 溶 性 与 醇 解 度 有 关 ， dB=85%—88% 最 好 ；
dB=98%,80度开始溶解； 水溶性与聚合度有关，n=500，水溶性好，常
引入化学基团或低分子 接入具有一定聚合度的
化合物
合成物
降低聚合度及粘 度，提高水分散 性，增加使用浓 度。
提高对合纤的粘附性， 增加浆膜柔韧性，提高 水分散性，稳定浆液粘 度
兼有淀粉及接入合成物 的有点，代替全部或大 部分合成浆料。
酸解淀粉（acid hydrolysis starch）
变性原理：加无机酸于淀粉悬浊液，降低淀粉 分子甙健活化能，使大分子断裂，降低聚合度。 必须控制水解程度。
醚化淀粉（etherified starch）
变性原理：淀粉大分子中的羟基被各种试剂 （环氧乙烷）醚化，引入醚化集团。有羧甲基 淀粉、羟乙基淀粉等。
上浆性能：水溶性和亲水性与取代基性能及取 代度有关；淀粉醚浆液粘度稳定，浆膜较柔韧， 低温时不易凝胶，适用于粘胶、羊毛等的低温 上浆；对纤维素纤维有良好的粘附性；混溶性 好
（五）聚乙烯醇（PVA）
1.制成：聚醋酸乙烯(CH2CHOOCCH3)n在甲醇溶液中醇 解而得，用少量烧碱作为接触剂。
2.醇解度（dB）：聚乙酸乙烯酯中，醋酸根被羟基取 代的程度。或聚乙烯醇大分子中，乙烯醇单元占整个 单元的摩尔分数比 完全醇解PVA，(CH2CHOH)n dB〉99% 部分醇解PVA，(CH2CHOH)x(CH2CHOOCH3)y， dB=88% 。 聚和度为x+y
6.喷水织造用浆料
聚丙烯酸酯乳液： 以丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、醋
酸乙烯酯乳液聚合共聚而成 烘燥:水分子逸出 退浆：碱煮练
（五）聚酯浆料
制成：对苯二甲酸、二元醇（乙二酸）等有机 物共聚，含-NH2 -OH -COO-
（一，细腻粉末 粗脂肪 粗蛋白：微生物良好的培殖基，可溶性蛋白质易使浆
液起泡。 灰分 纤维素 水分
2.淀粉的化学结构
分子式 (C6H10O5)n 按大分子形态分：
直链淀粉
支链淀粉
聚合度n 200-4000
600-6000
5.应用
短纤纱，贴附毛羽，减小摩擦，采用聚合度大 的PVA；
长丝，浸透集束作用，采用低聚合度 亲水纤维，完全醇解PVA 疏水纤维，部分醇解PVA
6.PVA的变性
丙烯酰胺共聚变性：“T”型变性PVA 内酯化变性：丙烯酸酯参与共聚再内酯化 接枝共聚：引入低聚和度的丙烯酸类物质 效果不佳，难降解，污染大
良好的水溶性，遇无机离子絮凝沉降 浆液成膜性好，浆膜强度高，伸度低 用于苎麻、棉、粘胶、涤棉织物的经纱上浆
3.丙烯酸酯类多元共聚物
制成：丙烯酸甲酯、乙酯或丁酯、丙烯酸或丙烯酸盐 等单体多元共聚而成。
普通丙烯酸酯：丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙（丁） 酯三元共聚物。
GM-B改性丙烯酸酯：再加入丙烯腈成为四元共聚物。 GM-C改性丙烯酸酯：再加入玻璃化温度高的甲基丙
6.淀粉的上浆性质
①浸透性，呈水分散性糊化成浆，能浸透，欠 佳
②成膜性，聚合度高、强度大、耐摩好、粗而 硬弹性差
③粘附性，用于棉、人棉、富棉上浆，合纤差 ④易退浆，环境污染小 ⑤易腐败
（二）变性淀粉（modified starch）
淀粉的缺点： 调浆时间长，黏度大且稳定性差，属低浓高黏 浆料，浆膜脆硬
以各种天然淀粉为母体，通过化学、物力 或其他方式使天然淀粉的性能发生显著变化而 形成的产品称为变性淀粉。
1.各种变性淀粉的变性方式及变性目的
变性技术 发展阶段 品种
变性方式
变性目的
第一代 —转化淀粉
第二代 —淀粉衍生物
第三代 —接枝淀粉
酸解淀粉 氧化淀粉
交联淀粉、淀粉酯、淀 各种接枝淀粉 粉醚
解聚反应 氧化反应
第三代产品，含固量95%以上，有丙烯酸酯和 丙烯酸盐两类产品
不应以固态产品来衡量丙烯酸类的先进性
6.喷水织造用浆料
聚丙烯酸盐类：CH2CHCOORCH2CHCOONH4 调浆时-COONH4使浆料具有水溶性 烘燥：放出氨气，CH2CHCOORCH2CHCOOH
退浆：碱煮练，CH2CHCOORCH2CHCOONa 性能：有氨臭，粘附力较低，浓度低，烘燥时 脱氨不完全，影响浆膜的耐水性。
温速溶；n=1700，80度以上加热搅拌溶解。
4.PVA的上浆性能
（2）粘度 与聚合度、醇解度、浓度、温度有关： 温度一定，浓度越高，粘度越大； 浓度一定，温度越高，粘度越小； 聚和度越高，粘度越大； 与醇解度的关系：dB=87%，粘度最小。
4.PVA的上浆性能
（3）粘附性 不同dB的PVA对不同纤维的粘附性不同： 完全醇解的PVA对亲水性纤维具有良好粘附性，
织造过程中经纱受力
开口：拉伸、弯曲、摩擦 引纬：与梭子的摩擦 打纬：冲击、与筘齿等的摩擦 单位长度的纱线从织轴上退绕下来直至形成织
物3000—5000次程度不同的反复拉伸、屈曲 和摩擦作用。
浆纱（warping sizing)的目的
1. 增强：浆液浸透（soakage）到经纱内部， 增加纤维之间的抱合力，强力增加。
tenacity） 3.良好的弹性(elasticity)、可弯性(flexibility)及断裂
伸长 4.纱线毛羽贴服，表面光滑 5.具有合适的湿度(humidity) 6.获得增重效果 7.获得部分织物后整理效果
本章主要内容
浆料 浆液的调制和质量控制 经纱上浆 烘燥原理 浆纱的质量控制与检验 上浆工艺 浆纱综合讨论
4）上浆性能
A水溶性：可与任何比例的水互溶。 B成膜性：弹性好、柔韧、强度低、耐磨差、
柔而不坚，吸湿再粘严重 C粘附性：对疏水纤维粘附好。 D温度敏感、冬季易发硬、需加柔软剂，夏季
不加，雨天吸湿性大 。 E遇重金属盐类生成沉淀，使用软水。
2. 聚丙烯酰胺浆料
称酰胺浆：80年代开始应用 1）制成：丙烯酰胺共聚而成 2）基本特征：8-10%含固量 3）上浆特性：
（六）丙烯酸系浆料
单体结构： R′CH2CCOOR ， R′和R不同，可得不同单体， 常用：聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、丙烯酸酯类
共聚物、聚丙烯酸及盐
1.聚丙烯酸甲酯PMA
习惯称为甲酯浆 80年代开始应用 1）制成： 2）基本特征：粘稠白色乳状液，有大蒜气味，
总固体率约14%，PH值7.5-8.5，高温、高速搅 拌可溶于水。 3）组分：甲酯(85%)、丙烯酸钠盐(8%)、丙烯 睛(7%)
5.浆液粘度(viscosity)的概念
①定义：浆液流动时的内摩擦力的物理量。 ②单位：动力粘度，泊（P），1P=100cP（厘泊）
1P=0.1Pa.S（帕秒）,1cp=1mPa.S（毫帕秒）。 ③影响因素 （A）浓度增加、粘度增加（B）聚合度增加、分子
量增加、粘度增加（C） 温度增高、粘度下降（D） 搅拌快、粘度下降 ④测定方法：旋转式粘度计(viscosimeter) 恩式粘度计 漏斗式粘度计
主要品种：CMC、HEC、MC 上浆性能： 1）高速搅拌能溶解 2）黏度随温度升高而下降；温度下降又重新回
升；在中性或微碱性时黏度稳定 3）浆膜光滑、柔韧、强度较高；但浆膜手感太
软；浆膜吸湿性好；具有良好的乳化性，混溶 性好
（四）动物胶
用于毛纱、粘胶或醋酯长丝上浆 上浆性能： 1）水溶性：70度以上成水溶液 2）黏度：65-80度、PH值6-8时黏度稳定； 3）对纤维素纤维和蛋白质纤维有良好的黏附性 4）浆膜较粗硬，弹性差 5）30-40度浆液易霉变、腐败
烯酸类单体形成四元共聚物。 合成浆料LY-3N
4. 聚丙烯酸盐多元共聚浆料
产品：
丙烯酸、丙烯酰胺二元共聚物 丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺三元共聚 丙烯酸、丙烯酰胺、醋酸乙烯酯、丙烯腈四元共聚
上浆特性：
含固量25-30%，对亲水性纤维的黏附性较好，用于 棉、粘胶、苎麻、涤棉纱上浆
5.固体聚丙烯酸（酯）浆料
酯化淀粉（esterified starch）
变性原理：淀粉大分子中的羟基被化学活泼性 较强的酯化剂（有机酸或无机酸）酯化的产物。 由醋酸淀粉酯、磷酸淀粉酯、尿素淀粉（氨基 甲酸酯淀粉）等。
上浆性能：疏水性酯基的引入，对合纤的粘附 性、亲和力加强；浆液粘度稳定，流动性好， 不易凝胶，浆膜较柔韧，可用于棉、毛、粘胶、 涤棉混纺纱上浆。
上浆性能：浆液粘度低，流动性好，但粘度稳 定性略有下降；浆膜较脆硬，与原淀粉相似； 对亲水性纤维有很好的粘附性，可代替1030%的合成浆料。
氧化淀粉（oxidized starch）
变性原理：用强氧化剂对淀粉大分子中的甙健 进行氧化断裂，并使其羟基氧化成醛基和羧基。
上将性能：粘度低，流动性好，浸透性强，粘 度稳定性好，不易凝胶，与原淀粉相比，它对 亲水性纤维的粘附性有所提高，形成浆膜比较 坚韧，是棉纱、粘胶纱的良好浆料。
水溶性 冷水分散，溶于热水 热水分散，水中膨胀
特点
低粘度，浆膜弹性好 高粘度，浆膜粘附力大
直链和支链淀粉的化学结构式
直链淀粉
支链淀粉
3.淀粉的化学性质
氧化，用次氯酸钠氧化成氧化淀粉，用于棉、棉/ 富，与PVA混合使用于T/C。
酸化，在无机酸的作用下生成酸化淀粉。 醚化，和环氧乙烷反应生成醚化淀粉。 酯化，和酯化剂反应生成酯化淀粉。 接枝淀粉，侧基上加长链结构，与丙烯酸类接枝
第三章 浆纱
本章内容安排
本章授课时数
本章的目的与 要求
20
授课次数 10
每次授 课时数
2
1、熟悉各种主浆纱的上浆性能和应用。 2、掌握经纱上浆原理和浆纱质量控制。
本章重点
主浆料的性质、化学结构和上浆性能。 浆纱机的上浆理论。
本章难点
主浆料的化学结构与上浆性能的关系。 浆纱上浆机理。 浆纱烘燥机理。