紡織漿料發(fā)展綜述

黃陽陽, 夏 云, 孫晨曉

(1. 蘇州市職業(yè)大學(xué) 絲綢應(yīng)用技術(shù)研究所，江蘇 蘇州 215104；2. 蘇州絲綢中等專業(yè)學(xué)校 紡織服裝部，江蘇 蘇州 215200；3. 國(guó)家絲綢及服裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江蘇 蘇州 215104)

研究與技術(shù)

紡織漿料發(fā)展綜述

黃陽陽1, 夏 云2, 孫晨曉3

(1. 蘇州市職業(yè)大學(xué) 絲綢應(yīng)用技術(shù)研究所，江蘇 蘇州 215104；2. 蘇州絲綢中等專業(yè)學(xué)校 紡織服裝部，江蘇 蘇州 215200；3. 國(guó)家絲綢及服裝產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，江蘇 蘇州 215104)

概括了紡織漿料近年來的研究進(jìn)展，并介紹了淀粉、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸三類漿料的研究進(jìn)展。其中改性淀粉的種類不斷豐富，性能不斷完善，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大；針對(duì)PVA漿料不易降解的問題，改善其降解性能的研究較多，但目前還未取得實(shí)質(zhì)性突破。與此同時(shí)，其代替產(chǎn)品的研究不斷深入，正越來越多地取代PVA漿料；聚丙烯酸類漿料的綜合性能較好，對(duì)聚丙烯酸類漿料進(jìn)行改性研究，及將其與改性淀粉等其他漿料復(fù)合使用的趨勢(shì)不斷顯現(xiàn)。最后，對(duì)紡織漿料的發(fā)展趨勢(shì)做出了展望。

紡織漿料；改性淀粉；聚乙烯醇；聚丙烯酸；進(jìn)展

在織造的過程中，經(jīng)紗要承受多次拉伸、彎曲和摩擦作用，為了減少織造時(shí)經(jīng)紗的起毛和斷頭，無捻、低捻的化學(xué)纖維和混紡紗作經(jīng)紗時(shí)都需要上漿。上漿選用的漿料需要滿足一定的要求：1)對(duì)纖維不起化學(xué)作用，不損傷紗線原有的性能；2)對(duì)纖維有較強(qiáng)的黏著力和成膜性；3)有適當(dāng)?shù)酿ざ群蜐B透性；4)性能穩(wěn)定不易變質(zhì)；5)成膜性較好，漿膜應(yīng)柔軟，不發(fā)黏，不易產(chǎn)生靜電；6)精練時(shí)易于退漿，并對(duì)染色、印花等后處理無不良影響；7)選用的漿料應(yīng)來源廣、成本低，調(diào)漿、上漿簡(jiǎn)單方便。在傳統(tǒng)的生產(chǎn)實(shí)踐中，常用的漿料包括淀粉、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸。隨著研究的不斷深入，許多上漿效果良好的新型漿料不斷被開發(fā)出來[1]，現(xiàn)對(duì)漿料的發(fā)展情況作具體分析。

1 漿 料

1.1 淀粉及改性淀粉漿料

淀粉是一種來源廣泛、資源豐富的天然大分子，主要包括小麥淀粉、玉米淀粉、大豆淀粉和木薯淀粉等。淀粉優(yōu)良的上漿性能主要源自其與親水的天然和再生纖維素纖維之間良好的黏附性，以及具有一定的成膜性[2]，因此常作為棉和再生纖維素纖維等經(jīng)紗的主漿料。加之淀粉漿料優(yōu)異的生物相容性、環(huán)保性能及低廉的成本，其在紡織行業(yè)也得到了較為廣泛的應(yīng)用。

淀粉可分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，由于兩者分子結(jié)構(gòu)和分子聚集態(tài)存在差異，應(yīng)用性能也有著不同的特點(diǎn)，因此實(shí)際應(yīng)用時(shí)迫切需要了解兩者的比例對(duì)漿液性能的具體影響。相關(guān)研究表明[3-8]：1)當(dāng)漿料中直鏈淀粉含量高時(shí)，漿液表現(xiàn)出黏度低、黏度熱穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)在于漿液對(duì)紗線的浸透能力較強(qiáng)，所形成的漿膜斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)率及耐屈曲次數(shù)等機(jī)械性能較高，且漿膜堅(jiān)韌有彈性，缺點(diǎn)在于直鏈淀粉不易糊化，且糊化后易凝膠，抗老化性能較差。2)當(dāng)?shù)矸壑兄ф湹矸酆扛邥r(shí)，漿液表現(xiàn)出黏度高、黏附力強(qiáng)、不易老化的特點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)在于漿料對(duì)紗線被覆性能優(yōu)良，缺點(diǎn)在于漿液的黏度熱穩(wěn)定性較低，且漿膜脆硬。

在淀粉漿料的使用過程中，傳統(tǒng)的淀粉具有冷水不溶性，糊液熱、酸堿、剪切不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，因此，眾多的學(xué)者研究改性淀粉，以此來突破傳統(tǒng)淀粉在使用中的局限性[9]，主要包括以下幾種：

1.1.1 接枝改性淀粉

接枝改性淀粉是通過淀粉大分子與某些化學(xué)單體的接枝共聚反應(yīng)，在淀粉的大分子鏈上引入具有某些特殊性能的高分子聚合物，接枝改性后的淀粉部分性能得到改善，目前淀粉接枝改性的方法主要分為物理和化學(xué)兩種。

化學(xué)引發(fā)法中較為常見的是將淀粉與鈰(IV)離子反應(yīng)，在引發(fā)的反應(yīng)中，Ce4首先與淀粉反應(yīng)生成絡(luò)合物，再氧化還原反應(yīng)將Ce4+還原成Ce3+，同時(shí)淀粉分子中一個(gè)氫原子氧化產(chǎn)生初級(jí)自由基，進(jìn)而引發(fā)單體共聚反應(yīng)[10-11]。由于鈰鹽的價(jià)格昂貴，進(jìn)而研究使用鈰鹽-過硫酸鹽復(fù)合引發(fā)體系，實(shí)現(xiàn)了Ce4+-Ce3+-Ce4+的多次循環(huán)使用，降低了生產(chǎn)成本。除用鈰鹽作為引發(fā)劑外，Mostafa K M[12]研究在高錳酸鉀與不同酸組成的復(fù)合氧化還原體系條件下，將丙烯酸接枝到淀粉。此外，Mostafa K M的研究將過度金屬離子作為引發(fā)劑，研究表明在過度金屬離子中Mn(Ⅶ)的接枝引發(fā)能力最強(qiáng)。

物理引發(fā)法是將淀粉置于高能射線Co60的γ射線的照射下，淀粉骨架上會(huì)產(chǎn)生自由基。照射過程可以是淀粉與單體的混合物同時(shí)受到輻照，也可以是先將淀粉進(jìn)行預(yù)輻照，再與單體進(jìn)行接枝。祝忠秋等[13]采用Fe2+—H2O2氧化還原體系，引發(fā)淀粉與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的接枝共聚，制備出淀粉-g-聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。研究表明，淀粉-g-聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨對(duì)纖維的黏附力強(qiáng)，漿膜性能好，水溶時(shí)間短，退漿性能良好。

1.1.2 氧化淀粉

氧化淀粉可由淀粉在酸、堿和中性介質(zhì)中與氧化劑氧化反應(yīng)制得，淀粉大分子在氧化過程中會(huì)發(fā)生苷鍵斷裂，降低了淀粉的聚合度和凝沉作用，進(jìn)而提高漿液的穩(wěn)定性、黏合性和成膜性，也提高了與纖維素纖維之間的親和力[9]。較為常用的氧化劑為次氯酸鈉，學(xué)者們也對(duì)其他氧化劑進(jìn)行了研究。

黃小根等[14]將淀粉與NaOH粉末(占淀粉總量的3%)均勻混合，活化30 min后升至一定溫度，然后緩慢加入一定量的雙氧水和去離子水，反應(yīng)一段時(shí)間后，再降到室溫，加入鹽酸中和后用去離子水沖篩，最后在60 ℃下烘干得到氧化淀粉。用制得的氧化淀粉漿料對(duì)14.6 tex純棉上漿后，發(fā)現(xiàn)紗線毛羽降低率、增強(qiáng)率、耐磨率等各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)異，滿足紗線上漿要求。黃河柳等[15]對(duì)GS氧化交聯(lián)變性淀粉漿料的性能進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示其水溶性良好、漿液黏度值穩(wěn)定、成膜完整、漿膜的吸濕性較小、耐屈曲性良好、斷裂強(qiáng)力較大。王桂林等[16]以玉米氧化淀粉為原料，采用干法制備了高濃低黏環(huán)保型氧化淀粉。其反應(yīng)條件為：過氧化氫用量為淀粉質(zhì)量的5%，反應(yīng)溫度為25 ℃，反應(yīng)時(shí)間為3 h，反應(yīng)pH值為6.5時(shí)，制備的氧化淀粉的黏度為15.1 mPa·s，黏度熱穩(wěn)定性為90.1%。該氧化淀粉在漿料制造、紡織上漿及退漿過程中均無三廢排放，是一種良好的高濃低黏環(huán)保型紡織漿料。楊明杰等[17]通過在氧化淀粉中添加山梨醇作為增塑劑，改善淀粉漿料漿膜硬而脆、柔軟性差等不足。當(dāng)用山梨醇添加量為9%改性的氧化淀粉對(duì)14.6 tex棉紗線上漿后，紗線的耐磨性和增強(qiáng)率有所提高，山梨醇的加入改善了氧化淀粉對(duì)棉紗的上漿性能。

1.1.3 磷酸酯淀粉

磷酸酯淀粉是通過在一定條件下由淀粉與磷酸鹽發(fā)生酯化反應(yīng)，將磷酸酯基團(tuán)引入淀粉形成的衍生物。學(xué)者們對(duì)玉米淀粉、土豆淀粉及甘薯淀粉等磷酸酯化的研究較多，也有對(duì)磷酸酯淀粉進(jìn)一步改性的研究。

為提高磷酸酯淀粉的上漿性能，陳亞萍等[18]用低取代度的磷酸酯淀粉與交聯(lián)劑反應(yīng)，在pH8，反應(yīng)溫度50 ℃，交聯(lián)劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.2%的條件下，獲得交聯(lián)磷酸酯淀粉漿料。研究表明，該交聯(lián)磷酸酯淀粉上漿效果較磷酸酯漿料的上漿效果好。

1.1.4 交聯(lián)淀粉

交聯(lián)淀粉是將淀粉與具有多個(gè)活性官能團(tuán)的化學(xué)試劑反應(yīng)，使得淀粉大分子的羥基間發(fā)生醚化或酯化鍵交聯(lián)而形成的淀粉衍生物。

鄭浩等[19]以木薯淀粉為原料，無毒的三偏磷酸鈉為交聯(lián)劑，制備交聯(lián)淀粉。研究表明，隨著交聯(lián)度的增大，漿料的黏度熱穩(wěn)定性提高，漿膜斷裂強(qiáng)度增加，斷裂伸長(zhǎng)率下降，磨耗降低。但交聯(lián)達(dá)到一定程度后，漿液的黏度變大，對(duì)纖維的黏附性下降，漿膜水溶性明顯降低，對(duì)退漿帶來不利影響。該交聯(lián)淀粉在棉紗線和滌/棉混紡紗線上的實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明，漿液的黏度熱穩(wěn)定性符合上漿要求，交聯(lián)淀粉與纖維間的黏附性能提升明顯，且交聯(lián)淀粉漿料的BOD/COD值和生物降解性未發(fā)生明顯變化，環(huán)保性能良好。韓瓊潔等[20]用CL交聯(lián)劑對(duì)木薯淀粉進(jìn)行處理，交聯(lián)改性后木薯淀粉的部分結(jié)晶區(qū)構(gòu)象出現(xiàn)了非晶化，木薯淀粉的結(jié)晶度下降了16.94%，交聯(lián)后淀粉黏度最高可達(dá)125.1 mPa·s，且黏度熱穩(wěn)定性提高明顯。

1.1.5 醚化淀粉

醚化淀粉是由淀粉與環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷或氯乙酸發(fā)生醚化反應(yīng)生成的淀粉衍生物[9]。尹振華等[21-22]以紅薯渣為原料，乙醇為溶劑，氫氧化鈉為堿化劑，氯乙酸為醚化劑，反應(yīng)生成紅薯渣羧甲基醚化物，并制備漿膜。研究表明，隨著H2O2用量增加，漿膜顏色變淺，漿液黏度下降，所用篩網(wǎng)目數(shù)越大，漿液黏度越小，漿膜的斷裂強(qiáng)度下降、伸長(zhǎng)率增加。Zhang Hao等[23]以天然玉米淀粉為原料，以NaOH為催化劑、氯乙酸為醚化劑，利用微波輔助合成了羧甲基玉米淀粉。通過改變陽離子醚化劑的加入量，制備了取代度從0.034到0.070的羧甲基玉米淀粉。與天然玉米淀粉漿料相比，微波法合成羧甲基玉米淀粉漿料的上漿和退漿性能明顯改善，某些性能指標(biāo)甚至接近PVA漿料。

1.1.6 酯化淀粉

酯化淀粉是利用淀粉大分子中含有羥基較多的特點(diǎn)，通過與化學(xué)試劑進(jìn)行酯化反應(yīng)生成的酯類淀粉衍生物[24]。改性后淀粉大分子上的羥基被酯鍵取代，分子間氫鍵的作用力減弱，因此酯化淀粉表現(xiàn)出具有熱塑性、疏水性等優(yōu)點(diǎn)。

將十二烯基琥珀酸酐(DDSA)與原淀粉在堿催化條件下進(jìn)行酯化反應(yīng)，生成淀粉-十二烯基琥珀酸淀粉酯(SSAS)，反應(yīng)方程式如圖1所示[24-28]：

圖1 十二烯基琥珀酸淀粉酯的合成Fig.1 Synthesis of starch sodium dodecenyl succinate

研究表明，淀粉-十二烯基琥珀酸淀粉酯漿料在取代度接近0.021時(shí)，對(duì)聚酯纖維表現(xiàn)出較強(qiáng)的黏附性，且性能優(yōu)于聚酯纖維常用的上漿漿料。

周丹等[29]以玉米淀粉為原料，以醋酸酐為酯化劑，在一定的條件下，反應(yīng)生成醋酸酯淀粉。研究表明，當(dāng)醋酸酯淀粉取代度為0.021 5時(shí)，漿液的黏度穩(wěn)定性好，漿膜成膜完整、性能良好。閆懷義等[30]比較了醋酸酯支鏈淀粉與醋酸酯淀粉等漿料性能的差異，結(jié)果表明，醋酸酯支鏈淀粉具有黏度低、黏度熱穩(wěn)定性高、糊化溫度低、取代度高和透明度高等特點(diǎn)，特別是對(duì)純棉紗和滌/棉混紡紗線的斷裂增強(qiáng)效果明顯，是比醋酸酯淀粉性能更優(yōu)的紡織漿料。李偉等[31]以磺基丁二酸為酯化劑，在一定條件下反應(yīng)生成磺基丁二酸酯化淀粉，當(dāng)磺基丁二酸的取代度為0.036時(shí)，合成的磺基丁二酸酯化淀粉在50～65 ℃條件下，與羊毛纖維的黏附力可達(dá)16.97 N，顯著改善了淀粉對(duì)羊毛纖維的黏附性。

1.1.7 其他的改性淀粉

以乙醇作為反應(yīng)介質(zhì)，將乙醇與淀粉均勻混合后，先后加入NaOH進(jìn)行堿化反應(yīng)，加入環(huán)氧丙烷進(jìn)行羥丙基化反應(yīng)，最后加入H2O2反應(yīng)，經(jīng)過中和、洗滌、抽濾、烘干和粉碎過程得到氧化羥丙基淀粉。在一定范圍內(nèi)，隨著H2O2用量的增加，漿液黏度下降、熱穩(wěn)定性增加，漿膜的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率均有所提高，氧化羥丙基淀粉表現(xiàn)出高濃低黏的特性[32-34]。王淼[35]以玉米淀粉為原料，先加入高碘酸鈉、硫酸、氫氧化鈉和消泡劑制備出雙醛淀粉，再加入尿素進(jìn)行保溫縮合，最后再加入硼砂，制得尿素-雙醛淀粉。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，尿素-雙醛淀粉漿液的熱穩(wěn)定性、黏附力、水溶性及漿膜性能均較玉米淀粉有所提高。

1.2 聚乙烯醇漿料

聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol，簡(jiǎn)稱PVA)，是目前發(fā)現(xiàn)的高分子聚合物中唯一具有水活性的，分子式為(C2H4O)n，其分子主鏈為碳鏈，每一個(gè)重復(fù)單元上含有一個(gè)羥基，實(shí)際應(yīng)用的聚乙烯醇n值多在500～5 000，相對(duì)分子質(zhì)量大約在20 000～200 000。由于羥基尺寸小，極性強(qiáng)，容易形成氫鍵，因此PVA表現(xiàn)出良好的水溶性、成膜性、黏結(jié)力和乳化性，且平滑性、軟著性、滲透性和儲(chǔ)存性好，是一種較為“理想”的纖維漿料[36]。

PVA漿料優(yōu)點(diǎn)主要包括：1)對(duì)天然纖維和一般的合成纖維都具有較好的黏附性，且黏度穩(wěn)定；2)成膜性非常好，漿膜強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)大、耐磨性好，漿膜整體機(jī)械性能比較“堅(jiān)韌”；3)與其他種類漿料的相容性較好。與此同時(shí)，PVA也存在著以下缺點(diǎn)：1)漿紗并絞頭增加、紗線毛羽多；2)PVA的COD值較高、BOD值低；3)生物降解性能較差，退漿廢液容易對(duì)環(huán)境造成污染[37]。為此，學(xué)者們嘗試尋找一些方法來彌補(bǔ)PVA存在的不足。

1.2.1 研究促進(jìn)廢水中PVA降解的方法

雖然PVA漿料由于種種的優(yōu)越性而應(yīng)用于上漿工藝中，是一種性能優(yōu)良的漿料，但是退漿廢液中含有的PVA不易降解，帶來了環(huán)保上的難題。因此，尋找一種方法降解廢水中的PVA，顯得尤為迫切。從目前的研究來看，學(xué)者們提出了加熱降解法、氧化降解法、催化劑降解法、紫外光照射降解法等一系列方法，來促進(jìn)廢水中PVA的降解。

1)加熱降解法，就是通過給含有PVA的廢水進(jìn)行加熱，加快PVA的降解，但PVA的聚合度越高，降解所需加熱的時(shí)間就越長(zhǎng)，在處理的時(shí)間和成本上皆存在現(xiàn)實(shí)困難。2)氧化降解法，通常是在加熱過程中加入H2O2作為輔助，利用H2O2在加熱情況下產(chǎn)生大量的—OH自由基來破壞PVA的分子結(jié)構(gòu)，從而加速PVA的降解，但是這種方法需要使用大量的H2O2，成本較高。3)催化劑降解法，是在廢液中加入催化劑(如TiO2等)來催化PVA的降解，這種方法在廢水中PVA含量高的情況下，需要大量的催化劑，成本昂貴。4)紫外光照射降解法，是指通過在反應(yīng)體系中加入TiO2，利用TiO2受紫外光激發(fā)產(chǎn)生的“電子-空穴對(duì)”、吸附在TiO2表面上的溶解氧、水分子等與PVA分子發(fā)生一系列反應(yīng)，從而起到降解PVA的作用[38-39]。在選用環(huán)保降解方法的時(shí)候，應(yīng)該考慮到生產(chǎn)中的操作是否簡(jiǎn)便，能耗、成本等綜合因素。綜上，目前的環(huán)保降解方法并不是很理想，還有待進(jìn)一步研究。

1.2.2 研究PVA漿料的替代品

針對(duì)PVA漿料在實(shí)際應(yīng)用中存在的弊端，在考慮各種漿料組分之間配伍性的前提下，學(xué)者們不斷嘗試開發(fā)新的高性能漿料組分，替代和降低配方中PVA的比例，甚至完全取代PVA漿料。

近年來，各種高性能改性淀粉漿料不斷被開發(fā)出來，其用量也呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)。曾勇等[40]介紹了CD-DF868漿料的上漿性能及使用效果，研究表明這種漿料漿膜性能良好，對(duì)棉紗的黏附性強(qiáng)，且表現(xiàn)出良好的環(huán)保性能，上漿成本較低。實(shí)踐證明這種漿料可以在一定程度上取代PVA在棉紗上的上漿，對(duì)于新型纖維素纖維也有良好的上漿效果。史博生[41]試驗(yàn)了EmsizeCP漿料的性能，研究表明EmsizeCP漿料的絕大部分性能接近甚至優(yōu)于PVA，僅漿膜耐磨性一項(xiàng)略差于PVA，但是EmsizeCP與其他漿料改性劑一起煮漿時(shí)性能會(huì)受到很大影響，在棉紗上漿中能部分取代或有條件地完全取代PVA。程曉星[42]探討了P22漿料在高比例滌棉品種中的應(yīng)用效果，研究表明P22對(duì)滌綸具有良好黏附性和上漿穩(wěn)定性，對(duì)滌棉和純滌毛羽貼伏良好，通過提高漿料配方中P22比例，其性能還可進(jìn)一步提升。提高P22比例會(huì)出現(xiàn)漿膜磨耗增加的情況，但增加的磨耗并不大，對(duì)織機(jī)效率影響不大，因此其可在高比例滌棉品種上漿中一定程度上取代PVA。孫殿強(qiáng)[43]等采用CD-DF33搭配CD-PW100助劑完全取代PVA對(duì)細(xì)支高密牛仔布進(jìn)行上漿，使織機(jī)效率提高5%，漿料成本降低20%以上。

Jin Xiao等[44]制備了硅烷偶聯(lián)劑改性的納米二氧化硅粒子和納米二氧化硅/聚苯乙烯微球，并將微球加入到SX-5型PVA漿料中形成改性漿料。由于合成的改性納米微球具有小尺寸效應(yīng)、高流動(dòng)性和高表面能，并能起到一定的交聯(lián)作用，增強(qiáng)了SX-5改性漿料在紗線上的黏附力，可以在一定程度上降低PVA的用量；Zhao Yi等[45]將豆粕用三乙醇胺和NaOH溶液處理后，高速均質(zhì)機(jī)攪拌后離心分離，萃取離心液中的可溶物并將調(diào)整pH值至中性后，制備出一種低成本且可生物降解的豆粕萃取劑漿料。豆粕萃取劑漿料的漿膜性能、黏附性能、上漿退漿效率和生物降解性能，均優(yōu)于傳統(tǒng)的大豆蛋白分離制得的漿料，是一種非常有潛力的能取代PVA的清潔漿料。

1.3 聚丙烯酸類漿料

聚丙烯酸類漿料是由多種丙烯酸類單體聚合而成的高分子化合物，包括丙烯酸類單體的均聚物、共聚物和共混物。聚丙烯酸類漿料具有黏著力強(qiáng)、成膜性好、漿膜強(qiáng)伸度好、水溶性好、與淀粉漿液混溶性好的特點(diǎn)，且生物降解性能較PVA好，易水溶、可回收，具有良好的環(huán)保性能，常用于錦綸長(zhǎng)絲、滌綸長(zhǎng)絲、醋酯纖維和滌/棉混紡紗等的上漿，是很有發(fā)展前途的漿料之一[46]。

聚丙烯酸類漿料由單體聚合而成，通過改變共聚單體的組分和比例，還可以調(diào)節(jié)漿膜的玻璃化溫度和柔韌性。而變性淀粉源自天然，可再生、可降解，但淀粉分子鏈柔順性差，玻璃化溫度高，漿膜比較硬脆。因此，在實(shí)際應(yīng)用中常將聚丙烯酸類漿料與變性淀粉配合上漿，實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)，目前在棉紡織上漿中已經(jīng)部分取代了PVA。

常用的聚丙烯酸類漿料可分為三類：1)聚丙烯酸鹽類，主要由丙烯酸(鹽)、丙烯腈和丙烯酰胺共聚而成，其與天然纖維的親和力好，但由于吸濕性大導(dǎo)致再黏嚴(yán)重，因此常用作輔助漿料；2)聚丙烯酰胺漿料，主要為丙烯酰胺單體的均聚物，其與親水性纖維黏附性較好，與其他漿料也有著較好的混溶性，常與淀粉或PVA配合用于高支高密天然纖維和滌/棉混紡紗線的上漿；3)以聚丙烯酸酯為主體的復(fù)合漿料，與疏水性纖維有良好的黏附性，漿膜比較柔順，強(qiáng)度較低，但變形能力大，有利于減少漿紗毛羽，提高漿紗耐磨性[47-48]。

韓世洪等[49]從聚丙烯酸類漿料的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開始，對(duì)聚丙烯酸類單體的性能和特點(diǎn)進(jìn)行研究，選配了丙烯酰胺、丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸為聚合單體，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為50%、46%、2%、2%，聚合得到粒子直徑為4.9 μm的新型聚丙烯酸漿料。結(jié)合棉纖維的特殊微觀結(jié)構(gòu)，粒子直徑在5 μm以內(nèi)時(shí)，應(yīng)利于對(duì)經(jīng)紗的滲透和黏附，也利于對(duì)棉紗線的上漿[50]。盧素娥[51]采用乳液聚合方法，以丙烯酸丁酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯腈為單體，合成了新型的聚丙烯酸漿料。用其替代經(jīng)驗(yàn)配方PVA∶淀粉=70︰30中不同比例的PVA漿料，并試驗(yàn)了不同組分比例混合漿料的性能。研究表明，所合成的新型丙烯酸漿料具有黏度低、漿液穩(wěn)定性好、吸濕性小、水溶性好的特點(diǎn)，當(dāng)用其取代PVA的比例小于30%時(shí)，所得的漿紗能滿足增強(qiáng)減伸的要求，毛羽數(shù)量少，耐磨性好。沈艷琴[52]介紹了一種用腈綸廢絲為原料，采用堿法水解的方法制備聚丙烯酸類漿料，研究表明這種漿料具有良好的黏度熱穩(wěn)定性，且對(duì)滌棉混紡紗具有較好的黏附性，漿紗耐磨性好，毛羽伏貼。

1.3.1 改性聚丙烯酸漿料

聚丙烯酸漿料是一種性能優(yōu)良的漿料，為了進(jìn)一步提高其使用性能，學(xué)者們對(duì)其進(jìn)行改性研究，其中大多采用將納米粒子與聚丙烯酸進(jìn)行復(fù)合，制備出的聚丙烯酸-納米粒子復(fù)合漿料部分性能得到改善。但納米粒子在使用過程中易產(chǎn)生“團(tuán)聚”，極大地影響復(fù)合漿料性能的改善和發(fā)揮，為此科研工作者進(jìn)行了相關(guān)的探索和研究。

Zhang J J等[53]先將甲基丙烯酸-3-三甲氧基硅烷(MPS)接枝到無機(jī)納米ZnO表面，再通過細(xì)乳液聚合的方法使苯乙烯(St)與改性ZnO表面的MPS反應(yīng)，從而制得以納米ZnO為核，St和MPS為殼的核-殼結(jié)構(gòu)的改性納米ZnO雜化粒子。基于這種方法和思路，葛璐等[54]以苯乙烯為單體，十六烷基三甲基溴化銨為乳化劑，環(huán)己烷為助穩(wěn)定劑，通過細(xì)乳液聚合制得納米SiO2/PSt粒子。這種粒子的粒徑比較小，用這種粒子對(duì)聚丙烯漿料進(jìn)行改性，改性后漿液的黏度基本沒有變化，其上漿率、斷裂強(qiáng)力和耐磨性均有提高。張?chǎng)窝郲55]用分散的納米TiO2水溶液和多種丙烯酸類單體合成納米改性聚丙烯酸類漿料，改性后的聚丙烯酸類漿料在漿紗毛羽貼伏效果、紗線的黏附力和漿紗耐磨性等方面均較未改性的聚丙烯酸漿料有改善。鮑茹媛等[56]將丙烯酸/丙烯酸乙酯單體與烯丙基醚化淀粉接枝，合成丙烯酸-丙烯酸乙酯-烯丙基醚化淀粉共聚物。當(dāng)丙烯酸/丙烯酸乙酯單體比例為3︰7時(shí)，合成的漿料水溶性較好，用于滌/棉混紡紗的上漿后，混紡紗線的經(jīng)紗斷裂強(qiáng)力提高了33.56%，耐磨次數(shù)從72次提高到了128次。張魯燕等[57]將乙烯基單體丙烯酸接枝到天然羽毛蛋白的分子鏈上，制備出在水中分散性良好的羽毛蛋白-丙烯酸接枝共聚物漿料。用接枝率為29.72%的羽毛蛋白-丙烯酸接枝共聚物對(duì)純棉經(jīng)紗進(jìn)行上漿，上漿后紗線的斷裂強(qiáng)力提高了24.56%，耐磨次數(shù)提高了4倍，并顯著降低了毛羽數(shù)量。王百慧等[58]將丙烯酸類單體接枝到明膠蛋白，再通過乳液聚合的方法進(jìn)行陽離子改性，形成陽離子明膠蛋白衍生物漿料。質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%和5%的陽離子明膠蛋白衍生物漿料，在95 ℃煮漿30 min條件下，分別適用于對(duì)14.6 tex純棉紗和滌/棉(65/35)13 tex混紡紗的上漿，上漿效果可以完全或部分替代PVA漿料。

2 展 望

隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高及織造技術(shù)的日益成熟，從20世紀(jì)90年代開始，人們已經(jīng)意識(shí)到PVA漿料是一種生物降解性差的漿料，上漿的坯布退漿后的廢水中含有大量的PVA，容易給環(huán)境帶來嚴(yán)重的危害，是一種不“清潔”的漿料，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)明文禁止使用PVA漿料。因此，今后漿料的研究與發(fā)展應(yīng)圍繞著綠色環(huán)保漿料的研究、開發(fā)及使用。

在目前的生產(chǎn)實(shí)踐中，應(yīng)大力開發(fā)高性能的改性淀粉漿料，使用高性能的改性淀粉漿料上漿后，紗線的黏結(jié)性能、耐磨性完全可以超過PVA漿料，同時(shí)也表現(xiàn)出很好的生物降解性，今后有望成為PVA漿料的替代品之一。此外，聚丙烯酸類漿料與改性淀粉漿料在一定程度上存在互補(bǔ)特性，應(yīng)加大對(duì)兩者復(fù)合漿料性能的研究，爭(zhēng)取盡快在更多品種紗線上替代PVA漿料的使用。

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Research progress and properties of textile sizing agent

HUANG Yangyang1, XIA Yun2, SUN Chenxiao3

(1.Suzhou Vocational University Institute of Applied Technology of Silk, Suzhou 215104, China; 2. Depatment of Textile and Apparel, Suzhou Silk Specialized Secondary School, Suzhou 215200, China; 3.China National Silk and Clothing Quality Supervision Testing Center, Suzhou 215104, China)

This paper introduces the research progress of textile sizing agent in recent years as well as three types of sizing agent, including starch, PVA, and polyacrylic acid. The range of modified start becomes wider and wider, its performance has been constantly perfected, and it is applied more and more widely; researches on improvement of the degradation property of PVA have been made, but no substantial breakthrough has been made. At the same time, researches on substitute of PVA have been constantly deepened, and there are more and more substitutes of PVA becoming available; the comprehensive performance of polyacrylic acid sizing agent is good, and research on modification of polyacrylic acid sizing agent and putting it and other sizing agents, such as modified starch, into use together is becoming a main trend. At last, the development trend of textile sizing agent is estimated.

textile sizing agent; modified starches; polyvinyl alcohol; polyacrylic acid; progress

10.3969/j.issn.1001-7003.2017.07.006

2016-09-29;

2017-05-26

蘇州市職業(yè)大學(xué)校級(jí)課題項(xiàng)目(SVU2015QN10)

黃陽陽(1987-)，男，助理實(shí)驗(yàn)師，碩士，主要從事紡織品功能整理。

TS103.846

A

1001-7003(2017)07-0029-09 引用頁碼: 071106