第三章 浆纱

鱼胶、明胶、骨胶、皮胶 • 甲壳质
蟹壳、虾壳等
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(一) 淀粉
淀粉(starch)作为主粘着剂在浆纱工程中 应用已有很久历史。它具有良好的上浆 性能，并且资源丰富，价格低廉，退浆 废液易处理，也不易造成环境污染。目 前，浆纱生产中广泛使用的淀粉粘着剂 一般为天然淀粉和变性淀粉。
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酸解淀粉----上浆性能
酸解淀粉的外观和原淀粉基本相同。在水 中经加热后，酸解淀粉粒子容易分散，也 容易达到完全糊化状态。由于淀粉粒子膨 胀较小，分子量明显降低，故成浆后浆液 粘度低，流动性好，但粘度稳定性比原淀 粉略有下降。酸解淀粉浆膜较脆硬，与原 淀粉相似。
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粘附力：指两个或两个以上物体接触时， 相互结合的能力。
粘附力测试方法：粗纱法、剥离法
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（5）淀粉浆的成膜性
淀粉浆的浆膜一般比较脆硬，浆膜强度 大，但弹性较差，断裂伸长小。玉蜀黍 淀粉的浆膜机械性能优于小麦淀粉，其 强度较大，弹性也稍好，因此玉蜀黍淀 粉上浆效果比小麦淀粉好。但是，玉蜀 黍淀粉浆膜手感粗糙，上浆率不宜过高。
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氧化淀粉----上浆性能
氧化淀粉外观为色泽洁白的粉末。成浆 后粘度低，流动性好，浸透性强，粘度 稳定性好，不易凝胶。
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氧化淀粉----使用
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。
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酯化淀粉----变性原理
粘度的表示方法(相对粘度)
在度量分散液体的粘度时，也可以使 用相对粘度值ηr，其物理意义是分散 液体的绝对粘度(η)与介质的绝对粘 度(η0)之比
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粘度的测定(实验室)
相对粘度:乌式粘度计 绝对粘度:旋转式粘度计(viscosimeter)
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粘度的测定(生产现场)
第三章 浆纱
第一节 概述 一、浆纱的目的与要求 1、目的 ➢ 提高经纱的可织性 ➢ 降低织机的经纱断头率 ➢ 保证织造顺利进行
* 并轴作用
2020/4/51 Nhomakorabea一、浆纱的目的与要求
2、要求 ➢ 提高纱线的耐磨性—要求部分浆液被覆在纱线外表
烘干后形成浆膜
➢ 降低纱线的毛羽 ➢ 增加纱线的强度—要求部分浆液浸透到纱线内部粘
合纤维
➢ 保护纱线的伸长和弹性。
其中存在两对矛盾： （1）增加强度与提高耐磨性是一对矛盾； （2）增加强度与保护伸长是另一对矛盾。
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二、上浆所起的积极作用
耐磨性改善 纤维集束性改善，纱线断裂强度提高 良好的弹性、可弯性及断裂伸长。 纱线毛羽贴伏、表面光滑 合适的湿度 获得增重效果
全部或大部分合成浆料
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(3)常用变性淀粉
种类
➢ 酸解淀粉 ➢ 氧化淀粉 ➢ 酯化淀粉 ➢ 醚化淀粉 ➢ 交链淀粉 ➢ 接枝淀粉
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酸解淀粉----变性原理
在淀粉悬浊液中加入无机酸溶液，利用酸可 以降低淀粉分子甙键活化能的原理，使淀粉 大分子断裂，聚合度降低，形成酸解淀粉 (acid hydrolysis starch)。酸解反应时应及时 地用碱中和，终止分解反应，控制淀粉的降 解程度，是提高酸解淀粉质量的关键。
在调浆和上浆的生产现场，一般使用黄 铜或不锈钢制成的漏斗式粘度计，试验 时，漏斗下端离浆液液面高约10cm，以 浆液从漏斗式粘度计中漏完所需时间的 秒数来衡量浆液粘度。
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（3）淀粉浆的浸透性
未经分解剂分解作用的淀粉浆粘度很高， 浸透性(penetrating property)极差，不适宜 经纱上浆使用。经分解剂分解作用后，部 分支链淀粉分子链裂解，浆液粘度下降， 浸透性能得以改善。
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1.天然淀粉
天然淀粉(natural starch 以下简称淀粉) 有很多种，纺织生产中常用的为小麦淀 粉(wheat starch)、玉蜀黍淀粉(corn starch)、马铃薯淀粉、米淀粉(rice starch)、木薯淀粉等。
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(1)淀粉的一般性质
淀粉是由许多个α葡萄糖分子通过α型甙 键连接而成的缩聚高分子化合物，它的 分子式为(C6H10O5)n，淀粉有直链(linear chain)淀粉和支链(branched chain)淀粉 两种。
淀粉大分子中的羟基被各种试剂(卤代烃、环 氧乙烷等)醚化，生成的醚键化合物称为醚化 淀粉(etherifeied starch)或淀粉醚。醚化淀粉 除保留原有淀粉化学结构外，还引入了醚化
基团。醚化基团的数量反映了淀粉的醚化程
度，对淀粉醚性质有很大影响。醚化淀粉的
醚化程度亦以取代度表示。用于经纱上浆的 淀粉醚有羧甲基淀粉(CMS)、羟乙基淀粉 (HES)、羧丙基淀粉等。
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酸解淀粉----使用
浆液对亲水性纤维具有很好的粘附性，在 混合浆中可代替10%～30%的合成浆料， 是一种适宜于一般混纺纱上浆的变性淀粉 浆料。
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氧化淀粉----变性原理
氧化淀粉(oxidized starch)是用强氧化剂对 淀粉大分子中甙键进行氧化断裂，并使其羟 基氧化成醛基和羧基所形成的产品。氧化后， 淀粉大分子得到裂解，聚合度下降，并含有 羧基基团，羧基的存在是氧化淀粉的结构特 点。
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(2)变性方式及变性目的
第二代变性淀粉——淀粉衍生物 ➢ 品种:交联淀粉，淀粉酶，淀粉醚，阳离子
淀粉 ➢ 方式:引入化学基团或低分子化合物 ➢ 目的:提高对合纤的粘附性，增加浆膜柔韧
性，提高水分散性，稳定浆液浓度
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(2)变性方式及变性目的
第三代变性淀粉——接枝淀粉 ➢ 品种:各种接枝淀粉 ➢ 方式:接入具有一定聚合度的合成物 ➢ 目的:兼有淀粉及接入合成物的优点，代替
甙键的断裂使淀粉聚合度降低，大分子 降解；羟基具有氧化、醚化及酯化等化 学反应能力，可制得一系列衍生物。
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(2)变性方式及变性目的
第一代变性淀粉——转化淀粉 ➢ 品种:酸解淀粉，糊精，氧化淀粉 ➢ 方式:解聚反应、氧化反应 ➢ 目的:降低聚合度及粘度，提高水分散性，
增加使用浓度（高浓低粘浆）
经分解剂分解后的小麦淀粉和玉蜀黍淀粉 浆液浸透性均较好，适用于细特高密棉织 物的经纱上浆。
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（4）淀粉浆的粘附力
淀粉大分子中含有羟基，因此具有较强的 极性。根据“相似相容”原理，它对含有 相同基团或极性较强的纤维材料有高的粘 附力，如棉、麻、粘胶等亲水性纤维;相反， 对疏水性纤维的粘附力就很差，不能用于 纯合纤的经纱上浆。
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2、变性淀粉
以各种天然淀粉为母体，通过化学、物 理或其它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 (modified starch)。
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(1)变性淀粉的内在元素
淀粉大分子结构中甙键及羟基决定着淀 粉的化学、物理性质，也是各种变性可 能的内在因素。
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)酯化后形成的产物叫 酯化淀粉(esterified starch)或淀粉酯。用于 经纱上浆的主要有醋酸淀粉酯、磷酸淀粉酯、
氨基甲酸酯淀粉(尿素淀粉)和其它淀粉酯。 淀粉酯的酯化程度以取代度(degree of substitution 缩写成DS)表示，取代度是指淀
单轴浆纱机、染浆联合机、分条整浆联合 机。
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三、浆纱的主要质量指标
1、上浆率 定义：上浆后浆纱上的浆料干重对原经纱干重的百分比
计算公式：S=(G1－G2)/G2×100％ 其中： G1－浆纱干重； _G2 －原经纱干重
2、回潮率 定义：浆纱中所含水分的重量对浆纱干重的百分比。
计算公式：W=(G－G1)/G1×100％ 其中： G－浆纱重量；
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三、浆纱工艺过程
确定浆液配方 → 浆液调制 →上浆
➢ 确定浆液配方：根据纱线、织物品种，选择粘着剂和助剂。 ➢ 浆液调制: 将粘着剂、助剂与水按一定比例调制成一定浓
度的浆液。 ➢ 上浆：在浆纱机上使一部分浆液在经纱表面形成被覆和另
一部分浆液向纱线内部形成浸透。
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酯化淀粉----使用
醋酸淀粉酯和磷酸淀粉酯的浆液粘度稳定， 流动性好，不易凝胶，浆膜也较柔韧，可用 于棉、毛、粘胶、涤棉混纺纱上浆。用于毛 纱及粘胶纱上浆时，为防止高温对这类纤维 的损伤而采取的较低温上浆，正是利用了该 浆液凝胶倾向弱的特点。
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醚化淀粉----变性原理
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粘度的表示方法(绝对粘度)
在CGS制中，粘度的单位是泊(P)， 1P=100cP(厘泊)。20℃时，水的粘度为 1.0087cP。
在国际单位制中，粘度单位为帕·秒(Pa·s)。 1P=0.1Pa·s 、1cP=1mPa·s。
泊和帕·秒都是绝对粘度单位。
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粉大分子中每个葡萄糖基环上羟基的氢被取
代的平均数，取代度的数值在0～3之间。
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酯化淀粉----上浆性能
淀粉大分子中带有疏水性酯基后，对疏水 性合成纤维的粘附性、亲和力加强。因此 从原理上说，这类浆料对聚酯纤维混纺或 纯纺纱有较好的上浆效果。与磷酸淀粉酯 相比，醋酸淀粉酯和聚酯纤维的溶度参数 比较接近。因此上浆效果比磷酸淀粉酯为 好，也较为实用。
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醚化淀粉----上浆性能
支链淀粉：大分子由600-6000个缩水 葡萄糖基除以α-1、4甙键外，还有1、6 甙键和少量的1、3甙键联结而成。
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(2) 淀粉浆的粘度
浆液的粘度(viscosity)是描述浆液流动时 的内摩擦力的物理量。粘度是浆液重要的性 质指标之一，它直接影响了浆液对经纱的被 覆和浸透能力。粘度越大，浆液越粘稠，流 动性能就越差。这时，浆液被覆能力加强， 浸透能力削弱。上浆过程中，粘度应保持稳 定，使上浆量和浆液对纱线的浸透与被覆程 度维持不变。
浆纱范围
一般短纤单纱、长丝（复丝）均要上浆， 同时10tex以下的股线也要上浆。
对不上浆纱线的处理 ➢ 干并 ➢ 湿并 ➢ 上薄浆
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浆纱机种类
按原料分：浆纱机（短纤）、浆丝机 按烘燥方式分：热风、烘筒、联合式 按浆槽数量分：单浆槽、双浆槽、多浆槽 按上浆方式分：轴经浆纱机、整浆联合机、
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对浆膜性能的要求 ➢ 浆膜强度高、耐磨性好、有弹性、耐
疲劳性好 ➢ 浆膜有适度的吸湿性，再溶性好 ➢ 具有防腐性
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一、粘着剂
定义 粘着剂(adhesive)是一种具有粘 着力的材料，它是构成浆液的主体 材料(除溶剂水外)，浆液的上浆性 能主要由它决定。
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3、伸长率 定义：上浆后经纱的伸长量对原经纱长度的百分比。
计算公式：B=(L1－L)/L×100％ 其中： L－原纱线的长度； L1－上浆后纱线的长度。
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第二节 浆料
对浆液性能的要求 ➢ 适当的粘度和良好的粘附性 ➢ 物理化学性质要稳定性 ➢ 有良好的成膜性 ➢ 适当的吸湿性 ➢ 调浆简便、退浆容易、无污染
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分类 浆纱用的粘着剂分为:
➢ 天然粘着剂 ➢ 化学粘着剂 ➢ 合成粘着剂
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天然粘着剂(植物性) • 淀粉类
小麦淀粉、玉蜀黍淀粉、米淀粉、甘薯淀粉、 马铃薯淀粉、橡子淀粉、木薯淀粉 • 海藻类 褐藻酸钠 • 胶类 阿拉伯树胶、白芨粉、田仁粉、槐豆粉
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天然粘着剂(动物性) • 动物性胶类
直链淀粉和支链淀粉在上浆工艺中相辅 相成，起到各自的作用。
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直链淀粉
直链淀粉能溶于热水，水溶液不很粘稠， 直链淀粉形成的浆膜具有良好的机械性 能，浆膜坚韧，弹性较好。
直链淀粉：大分子由200-4000个缩水 葡萄糖基以α-1、4甙键联结而成。
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支链淀粉
支链淀粉不溶于水，在热水中膨胀，使 浆液变得极其粘稠，所成薄膜比较脆弱。 淀粉浆的粘度主要由支链淀粉形成，使 纱线能吸附足够的浆液量，保证浆膜一 定的厚度。