堿處理對滌綸上漿性能的影響

李海英

（武漢紡織大學(xué) 新型紡織材料綠色加工及其功能化教育部重點實驗室，湖北 武漢 430073）

經(jīng)紗上漿就是使?jié){液適當(dāng)?shù)卣掣皆诩喚€纖維的表面，因此粘附過程是上漿的主要過程。潤濕是獲得良好粘附的必須條件，也是衡量粘附性的先決條件［1］。用氫氧化鈉溶液處理滌綸是常用的改善滌綸纖維表面性能的方法，強(qiáng)堿作用使滌綸纖維表面大分子酯鍵斷裂，并溶于溶液中繼續(xù)水解。本文采用不同濃度的氫氧化鈉溶液對滌綸粗紗條進(jìn)行處理，以探析不同氫氧化鈉溶液濃度對滌綸粗紗條上漿效果的影響，期望最終能改善其上漿率、強(qiáng)力和伸長［2－3］。

1 實驗部分

1.1 材料和儀器

純滌綸粗紗條（襄樊3542紡織總廠）；天然淀粉，NaOH（分析純，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司）。

電子天平（型號BS600H，上海有聲衡器有限公司）；增力電動攪拌器（型號JJ－1，常州紡織儀器廠）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（型號CS101－3E，重慶石達(dá)儀器有限公司）；水浴鍋（型號TDA，北京永光明醫(yī)療儀器廠）；氣動軋車（型號lengcolor，上海朗高紡織設(shè)備有限公司）；萬能材料強(qiáng)力測試儀（型號Instron5566，美國英斯特有限公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 漿料配制

配制濃度為1%的漿料溶液。按重量比例將天然淀粉與水倒入三角燒瓶中，將燒瓶固定在攪拌器上，然后放入到100℃的水浴鍋中進(jìn)行煮漿，待漿料煮好后倒出漿液，為下道工序做好準(zhǔn)備。

1.2.2 堿處理和上漿

將純滌綸粗紗條分別放入不同濃度的氫氧化鈉溶液中常溫處理2min，氫氧化鈉溶液濃度分別為1%、2%、3%、4%和5%；將處理后的純滌綸粗紗條經(jīng)過壓輥軋壓；壓輥壓力0.2MPa，壓輥速度2m／min。隨后將純滌綸粗紗條放置于漿液中浸漬3min，最后將上漿后的純滌綸粗紗條置于100℃烘箱中烘干，待測。

1.3 測試方法

（1）失重率

式中M0——干燥的純滌綸粗紗條重量（g）；M1——經(jīng)NaOH溶液處理后烘干的純滌綸粗紗條重量（g）。

（2）帶液率

式中M0——干燥的純滌綸粗紗條重量（g）；M2——經(jīng)壓輥壓軋后的純滌綸粗紗條重量（g）。

（3）上漿率

式中M0—— 干燥的純滌綸粗紗條的重量（g）；M3—— 上漿后烘干的純滌綸粗紗條重量（g）。

（4）拉伸性能 利用萬能材料強(qiáng)力測試儀對上漿后的純滌綸粗紗條進(jìn)行拉伸性能測試，拉伸隔距50 mm，拉伸速度100mm／min；溫度25±1℃；RH65%±5%；每組試樣6個，取平均值為試樣實驗值。

2 結(jié)果與討論

2.1 純滌綸粗紗條失重率

圖1結(jié)果是純滌綸粗紗條經(jīng)NaOH溶液處理后的失重率情況，均在2%左右。這是由于NaOH溶液濃度與處理溫度均不高造成的。

圖1 NaOH處理純滌綸粗紗條后的失重率

2.2 純滌綸粗紗條帶液率

圖2是純滌綸粗紗條經(jīng)不同濃度NaOH溶液處理后的帶液率變化情況，表明純滌綸粗紗條的帶液率隨著NaOH溶液濃度的提高而上升；而在NaOH溶液濃度為1%時，純滌綸粗紗條的帶液率達(dá)到最低值。

圖2 純滌綸粗紗條帶液率

滌綸纖維經(jīng)NaOH溶液處理后，由于滌綸大分子表面親水基團(tuán)的增加和表面結(jié)構(gòu)的變化使得表面對水分子的接受能力增加，因此親水性和保水率均會有顯著提高，且隨著溶液濃度的升高而上升［4］。

2.3 純滌綸粗紗條上漿率

如圖3所示，純滌綸粗紗條在經(jīng)過NaOH溶液處理后其上漿率是先上升后下降，在NaOH溶液濃度為4%時達(dá)到最大值為37.7%；最低值出現(xiàn)在NaOH溶液濃度為1%時其上漿率為18.4%，且低于未經(jīng)NaOH溶液處理的純滌綸粗紗條上漿率26.9%。純滌綸粗紗條在經(jīng)過NaOH溶液處理后，其表面結(jié)構(gòu)變得粗糙，表面凹穴密布，比表面積增加，因而能夠吸附更多的漿料［5－6］。對比圖2、圖3可看出，兩條曲線呈現(xiàn)出類似的趨勢。由此推斷，純滌綸粗紗條的帶液率與其上漿率有相應(yīng)的關(guān)系。

圖3 純滌綸粗紗條上漿率

2.4 上漿率對拉伸強(qiáng)力的影響

如圖4所示，純滌綸粗紗條的拉伸強(qiáng)力總體上隨著上漿率的增加而升高，且波動微小。其原因有，（1）未經(jīng)上漿的純滌綸粗紗條的拉伸強(qiáng)力非常小，而經(jīng)上漿后漿料將純滌綸粗紗條粘結(jié)在一起，增加了滌綸纖維之間的抱合為，使純滌綸粗紗條具有較大的強(qiáng)力；（2）漿料在純滌綸粗紗條間的滲透情況對強(qiáng)力有影響；（3）純滌綸粗紗條表面形成的漿膜也能夠提供相應(yīng)的強(qiáng)力；（4）NaOH溶液對純滌綸粗紗條的處理，使其表面能夠吸附更多的漿料，但過大的濃度會對純滌綸粗紗條造成破壞致使強(qiáng)力下降。而漿料的多少是保證純滌綸粗紗條強(qiáng)力的主要因素。

2.5 上漿率對拉伸伸長的影響

如圖5所示，純滌綸粗紗條的拉伸伸長總體上隨著上漿率的增加而升高，且有微小的波動。其原因有，（1）上漿后漿料將純滌綸粗紗條表面大分子相互粘結(jié)在一起，增加了滌綸纖維之間的粘附性，使得純滌綸粗紗條伸長上升；（2）純滌綸粗紗條表面形成的漿膜強(qiáng)度高，伸長也會變大；（3）NaOH溶液對純滌綸粗紗條的處理使其表面能夠吸附更多的漿料，因而浸透性增加；但浸透過度會使紗線硬挺失去彈性，伸長下降。而伸長率不勻的增加可能都是由于上漿過程中上漿不勻所致。

圖4 上漿率對純滌綸粗紗條拉伸強(qiáng)力的影響

圖5 上漿率對純滌綸粗紗條拉伸伸長的影響

3 結(jié)論

純滌綸粗紗條經(jīng)NaOH溶液常溫適當(dāng)處理后，可改變滌綸的表面形態(tài)和結(jié)構(gòu)，即產(chǎn)生微坑及降低結(jié)晶度形成孔隙；從而使其吸附更多漿料，增強(qiáng)了纖維之間的抱合。其帶液率、上漿率隨著NaOH溶液濃度的升高而上升；纖維略微有失重現(xiàn)象；而純滌綸粗紗條的強(qiáng)力與伸長隨著上漿率的增加而上升，但并不表現(xiàn)為隨NaOH溶液濃度越高越好。當(dāng)NaOH濃度為4%時純滌綸粗紗條的上漿效果最好，且強(qiáng)力和伸長均較優(yōu)。

［1］ 周永元.漿料化學(xué)與物理［M］.北京：紡織工業(yè)出版社，1985.

［2］ 周 媛.堿減量處理對滌綸織物性能的影響［J］.南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報（綜合版），2010，10（2）：31－32.

［3］ 羅曉紅，許海育.滌綸織物高溫高壓定量減量間的關(guān)系［J］.東華大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，2003，25（5）：47－48.

［4］ 張濟(jì)邦.滌綸纖維堿減量［J］.印染，1994，20（9）：36－41.

［5］ 劉桂春，王文科，孫淑華.聚酯纖維的表面改性與染色［J］.聚酯工業(yè)，1998，11（3）：17－25.

［6］ 鮑高強(qiáng).燒堿在滌綸織物預(yù)處理中的影響因素［J］.內(nèi)蒙古石油化工，1994，29：48－49.