聚酯漿料與淀粉混合漿的性能測試及配伍研究

摘 要：為了提升滌綸的上漿效果，降低企業(yè)漿紗成本，采用水性聚酯漿料與淀粉以不同配比進行配伍使用。測試漿液體系黏度、黏附力、斷裂伸長率及漿膜的水溶速率等指標(biāo)，對漿液性能及漿膜性能進行比較、分析，對漿紗外觀形態(tài)進行觀察。結(jié)果表明：當(dāng)水性聚酯漿料與淀粉使用配比為40∶60時，漿液性能與純水性聚酯漿料接近，上漿效果優(yōu)良；漿膜吸濕率、水溶速率低，有利于漿紗加速退漿，提高生產(chǎn)效率；同時漿紗外觀服貼，結(jié)構(gòu)緊密，有利于滌綸上漿。

關(guān)鍵詞：水溶性聚酯漿料；酸解淀粉；黏度；黏附力；水溶性；外觀形態(tài)

中圖分類號：TS103.84

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X（2018）04-0080-03

Abstract：In order to enhance the sizing effect of polyester and reduce the sizing cost for production enterprises， the water-soluble polyester sizing and starch were used in different proportion. The viscosity， adhesion force and elongation at break of the slurry system as well as water solubility rate of the serosa were tested respectively. The slurry properties and serosal performance were compared and analyzed. And the appearance of the sizing was observed by scanning electron microscopy. The results showed that when the ratio of water-soluble polyester sizing and starch was 40∶60， the slurry performance was close to that of pure water-soluble polyester sizing， and the sizing effect was good. The moisture absorption rate and water soluble rate were low， which is favorable to accelerate desizing and improve production efficiency. The smooth appearance and dense structure of sizing are conducive to polyester sizing.

Key words：water-soluble polyester sizing； acidolysis starch； viscosity； adhesion force； water solubility； appearance

聚酯纖維主要品種為聚對苯二甲酸乙二酯纖維，在中國的商品名稱為滌綸。由于具有優(yōu)良的抗皺免燙性和熱穩(wěn)定性，被廣泛使用在服裝面料、床上用品、裝飾用品及工業(yè)領(lǐng)域[1]。目前三大主漿料：PVA、變性淀粉、聚丙烯酸類漿料，雖然在經(jīng)紗上漿中被廣泛使用，但用來對滌綸進行上漿效果并不理想，均出現(xiàn)黏附性能差的問題，尤其是PVA，不易生物降解，對環(huán)境污染較大，越來越多的國家已開始禁止使用[2]。

水性聚酯漿料是采用苯二甲酸和乙二醇為原料，通過與苯二甲酸磺酸鹽共聚而形成的聚酯高分子化合物，由于與滌綸分子結(jié)構(gòu)相近，對滌綸具有優(yōu)良的黏附性，并且水溶性好，黏度穩(wěn)定，上漿效果優(yōu)異。在漿料使用過程中，水性聚酯漿料的使用成本較高，因此在實際生產(chǎn)中，需要將聚酯漿料與淀粉配伍使用。本文主要對水性聚酯漿料與淀粉混合漿的性能進行探討，以期尋找到二者之間適宜的配比。

1 實 驗

1.1 實驗藥品與儀器

水性聚酯漿料（濟南新時代化工有限公司）；酸解淀粉（德州華夏變性淀粉有限公司）；T-500型電子天平（常熟市雙杰電子儀器廠）；旋轉(zhuǎn)式黏度計NDJ-1（上海精純儀器設(shè)備有限公司）；DW-2-90W恒速強力電動攪拌器（上海科升儀器有限公司）；電子單紗強力儀HD021N（南通宏大實驗儀器有限公司）；掃描電鏡Verios 460（美國FEI公司）。

1.2 實驗方法

1.2.1 混合漿料配制

常溫條件下，在燒杯內(nèi)放入適量水，開啟恒速強力電動攪拌器，先投入酸解淀粉不斷進行攪拌，10 min后再投入一定比例的聚酯漿料，配置成一定濃度的混合漿料，攪拌充分后加蓋放入95 ℃恒溫水浴鍋中調(diào)溫30 min，使?jié){液溫度升至95 ℃待用。

1.2.2 漿液黏度和黏度熱穩(wěn)定性測試

將不同配比的混合漿料分別配制成含固量為3%的漿液700 mL[3]，在恒溫水浴中不斷加熱，使混合漿液溫度升高至95 ℃后每隔30 min測試1次黏度，共測6次，其中60 min時所測黏度值即為漿液的穩(wěn)定黏度，后5次黏度值的級差與60 min時的黏度值比值則為黏度熱穩(wěn)定性。

1.2.3 漿液黏附力測試

黏附力測試采用粗紗浸漿法[5]。將不同配比的混合漿配置成質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的漿液1 500 mL，加蓋后放入95 ℃恒溫水浴鍋中調(diào)溫30 min，將T/C 14 tex紗輕繞在鋁合金框架上浸入混合漿中，充分浸潤5 min后取出，自然晾干后在織物強力機上進行測試，所測紗線斷裂強力的平均值即為黏附力。

1.2.4 漿膜的水溶性和吸濕率測試

將不同比例的混合漿漿膜裁成100 mm×20 mm的條狀[6]，在長度方向中間處作一直線，將處理后的漿膜浸入80 ℃水中開始計時，當(dāng)水平面與漿膜中間記號線重合時終止計時[7]，所測時間的平均值即為漿膜的水溶速率。

將不同比例混合漿漿膜裁成直徑約70 mm的圓形試樣，放在105～110 ℃烘箱中烘至恒重后稱重，調(diào)溫調(diào)濕箱內(nèi)的溫度為25 ℃，相對濕度為75%，將試樣放入調(diào)溫調(diào)濕箱內(nèi)24 h后取出稱重，吸濕前后的重量差與漿膜干燥重量的比值即為吸濕率[8]。

1.2.5 漿紗外觀形態(tài)

用掃描電鏡觀察漿紗外觀形態(tài)。

2 結(jié)果與討論

2.1 漿液黏度和黏度熱穩(wěn)定性分析

漿液黏度和黏度熱穩(wěn)定性實驗結(jié)果見表1。在表1中，隨著水性聚酯漿料所占比例逐漸增大，混合漿的黏度逐漸降低，黏度熱穩(wěn)定性也趨于穩(wěn)定，更加有利于紗線上漿。當(dāng)配比為35∶65時，黏度熱穩(wěn)定性達到85%以上；當(dāng)配比為40∶60時，混合漿黏度降低較為明顯，此時黏度熱穩(wěn)定性達到90.62%，之后雖然隨著聚酯含量的增加黏度還在繼續(xù)降低，但降低幅度較小。

盡管混合漿總體的黏度和黏度熱穩(wěn)定性都較水性聚酯漿料水平低，但水性聚酯漿料在生產(chǎn)中使用成本較高[4]，從經(jīng)濟角度來說不易單獨用作漿料。通過表1的黏度和黏度熱穩(wěn)定性結(jié)果分析，當(dāng)水性聚酯漿料與淀粉按40∶60的配比使用時，可以滿足上漿過程中對漿液的黏度和黏度熱穩(wěn)定性要求。

2.2 漿液黏附力分析

漿液黏附力實驗結(jié)果見表2。從表2可以看出，混合漿料對T/C14 tex紗漿紗后的斷裂強力和斷裂伸長率均與水性聚酯漿料漿紗效果接近，當(dāng)兩者配伍混合比為40∶60時，斷裂強力效果提升較為明顯，此時的斷裂伸長率也與聚酯漿料漿紗的斷裂伸長率接近。而當(dāng)配比為45∶55時，斷裂強力增速緩慢；當(dāng)配比為50∶50時，斷裂強力和斷裂伸長率開始下降。表明混合漿的斷裂強力和斷裂伸長率并未隨著其中水性聚酯漿料的占比加大而持續(xù)提升，而是呈先增大后減小的趨勢。

2.3 漿膜水溶性和吸濕率分析

水溶速率與吸濕率實驗結(jié)果見表3。從表3可以看出，不同配比混合漿使用時，隨著聚酯漿料占比的增加，水溶速率也在逐漸提高，吸濕率逐漸降低[9]。吸濕率降低，可以改善生產(chǎn)中漿膜的吸濕再黏問題；水溶速率降低，則有利于漿紗加速退漿，提高生產(chǎn)效率。當(dāng)混合漿配比為30∶70時，漿膜的水溶速率改善明顯，之后隨著聚酯的增加，水溶速率在進一步提高，當(dāng)混合比為40∶60時，水溶速率達到1.2 h，之后盡管聚酯在混合漿中的占比仍在增加，但水溶速率變化幅度卻較小。

2.4 漿紗外觀形態(tài)分析

綜合以上的分析，聚酯漿料與淀粉混合使用時，當(dāng)配比為40∶60時，漿液性能及漿膜性能都較好。為了對其漿紗效果有更為細致的了解，采用水性聚酯漿料與淀粉混合比為40∶60的混合漿對T/C 65/35 13 tex紗進行上漿，并對漿紗的外觀形態(tài)進行掃描電鏡觀察[10]，同時與T/C 13 tex原紗外觀進行了對比，結(jié)果見圖1。

對比圖1中的（a）、（b）可以明顯看出，滌棉原紗結(jié)構(gòu)較為松散，毛羽較多，經(jīng)水性聚酯與淀粉以40∶60比例混合上漿后，漿紗毛羽服貼，結(jié)構(gòu)緊密，外觀改善較為明顯。

3 結(jié) 論

水性聚酯漿料由于與滌綸分子結(jié)構(gòu)較為接近，因此對滌綸具有優(yōu)良的黏附性，上漿效果優(yōu)異，漿料水溶性好，易退漿。但水性聚酯漿料使用成本較高，生產(chǎn)中需要與淀粉配伍使用。使用過程中，隨著聚酯漿料配比的增加，漿液的黏度、黏度熱穩(wěn)定性、斷裂強力等都有改善，當(dāng)水性聚酯漿料與淀粉配比為40∶60時，所測各項指標(biāo)均適宜上漿。通過對漿紗外觀進行掃描電鏡分析，經(jīng)水性聚酯與淀粉以40∶60比例混合上漿后，漿紗毛羽服貼，結(jié)構(gòu)緊密，漿紗效果優(yōu)良。

參考文獻：

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