不同淀粉對(duì)竹纖維上漿性能的研究

王坤，周迎春

(1.湖南工程學(xué)院紡織服裝學(xué)院，湖南湘潭411100; 2.東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海201620)

竹纖維是從竹類中提取出來(lái)的一種再生植物纖維，是繼棉、麻、毛、絲之后人類應(yīng)用的的第五大天然纖維[1]。它以瓷竹、毛竹等竹子為原料，經(jīng)過(guò)特殊的高科技工藝處理，把竹子中的纖維素提取出來(lái)，再經(jīng)制膠、紡絲等工序制造而成的再生纖維素纖維。東南亞和歐美國(guó)家稱其為“中國(guó)纖維”、“會(huì)呼吸的纖維”。竹纖維具有較高的強(qiáng)力和良好的透氣性能，其手感柔軟，染色性、耐磨性、懸垂性及吸放濕性能優(yōu)良[2]，尤其是獨(dú)特的抑菌、抗菌、防紫外線等功能，使竹纖維被廣泛應(yīng)用于服裝內(nèi)衣面料、床上用品、衛(wèi)生用品及各種防臭鞋襪和其他生活用品。同時(shí)，竹纖維是一種易于生物降解的纖維，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，得到了市場(chǎng)認(rèn)可和迅速發(fā)展。

竹纖維上漿漿料中的XR-ST變性淀粉在歐美一些國(guó)家對(duì)轉(zhuǎn)基因淀粉的變性產(chǎn)物和兩性淀粉有研究和使用。歐洲主要開發(fā)和研究的是酯化、醚化的馬鈴薯淀粉，這類XR-ST變性淀粉由于在淀粉大分子結(jié)構(gòu)中引入了酯基和醚化基團(tuán)(因醚化劑種類而異)，淀粉的糊化溫度降低，甚至冷水可溶，漿液在低溫下不凝凍，有利于調(diào)漿和低溫上漿。在美國(guó)則是酯化、醚化、氧化的玉米為主。國(guó)外在XR-ST變性淀粉的開發(fā)和利用上著眼于高性能及取代PVA的功效。我國(guó)在竹纖維漿料中XR-ST變性淀粉的研究和開發(fā)方面與國(guó)外的差距并不大，已具備生產(chǎn)各種XR-ST變性淀粉和不同變性深度產(chǎn)品的能力[3]。用于竹纖維經(jīng)紗上漿的XR-ST變性淀粉不僅有氧化淀粉、酸解淀粉、交聯(lián)淀粉還有各種酯化淀粉、醚化淀粉、CD-DF868接枝淀粉以及采用幾種變性方法制得的雙變性或多XR-ST變性淀粉[4]。PVA漿料的濃度較低但粘度很高,漿紗的漿膜具有較大的強(qiáng)力，從而增加漿紗在織造過(guò)程的耐磨性，漿液穩(wěn)定粘度使紗線上漿均勻，對(duì)天然纖維和多數(shù)合成纖維有較好的上漿效果[5]。但PVA含量過(guò)高時(shí)，漿紗干分絞困難,在織造和生產(chǎn)的時(shí)候斷頭增多,漿紗的毛羽增加。因?yàn)樯蠞{的特性導(dǎo)致退漿困難,同時(shí)廢漿對(duì)環(huán)境的污染很大,增加了污水處理的成本。雖然現(xiàn)在用量很大，但正逐漸被性能優(yōu)良的XR-ST變性淀粉和環(huán)保的聚丙烯酸類漿料所替代。

本論文采用XR-STXR-ST變性淀粉和CD-DF868CD-DF868接枝淀粉為粘著劑，通過(guò)改變調(diào)漿和上漿的工藝參數(shù)，獲得最佳的上漿性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

表1 實(shí)驗(yàn)材料

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

實(shí)驗(yàn)調(diào)漿設(shè)備：

電磁爐、調(diào)漿鍋、攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)、燒杯、量筒、電子天平、烘箱、溫度計(jì)、玻璃攪拌棒、容量瓶等。

實(shí)驗(yàn)上漿設(shè)備：

GA393型單紗染漿一體機(jī)

1.3 實(shí)驗(yàn)安排

相關(guān)因素：含固率、煮漿時(shí)間、上漿車速將含固率、煮漿時(shí)間、上漿車速分別設(shè)為X、Y、Z三個(gè)因素，其水平則分別為X1、X2、X3，Y1、Y2、Y3，Z1、Z2、Z3。試驗(yàn)方案如下表所示：

表2 二漿料上漿實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù)表

表3 漿料配方

表4 正交法實(shí)驗(yàn)安排

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 CD-DF868接枝淀粉對(duì)毛羽降低率的影響

表5 CD-DF868接枝淀粉漿料毛羽降低率的分析表

由表5可知，KX3>KX2>KX1，含固率8%為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。KY3>KY2>KY1，煮漿時(shí)間40分鐘為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。KY1>KY2>KY3，上漿車速35m/min為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。CD-DF868接枝淀粉漿料含固率對(duì)毛羽降低率的影響最大，上漿車速因素為第二，煮漿時(shí)間對(duì)毛羽降低率的影響最小。

2.2 CD-DF868接枝淀粉對(duì)漿紗增強(qiáng)率影響

表6 CD-DF868接枝淀粉漿料對(duì)漿紗增強(qiáng)率分析表

由表6數(shù)據(jù)分析可知，KX3>KX2>KX1，8%含固率為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。KY3>KY2>KY1，40分鐘煮漿時(shí)間為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。KY1>KY2>KY3，35m/min上漿車速為實(shí)驗(yàn)優(yōu)水平。

2.3 CD-DF868接枝淀粉對(duì)漿紗減伸率的影響

表7 CD-DF868接枝淀粉漿料對(duì)漿紗減伸率分析表

由表7數(shù)據(jù)分析可知，KX1

2.4 XR-ST變性淀粉對(duì)毛羽降低率的影響

表8 XR-ST變性淀粉漿料毛羽降低率的分析表

由表8可知，KX3>KX2>KX1，含固率8%為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。KY3>KY2>KY1，煮漿時(shí)間40分鐘為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。KY1>KY2>KY3，上漿車速35m/min為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。XR-ST變性淀粉漿料的含固率對(duì)毛羽降低率的影響最大，煮漿時(shí)間為第二影響因素，上漿車速對(duì)毛羽降低率的影響最低。

2.5 XR-ST變性淀粉對(duì)漿紗增強(qiáng)率影響

表9 XR-ST變性淀粉漿料對(duì)漿紗增強(qiáng)率分析表

由表9數(shù)據(jù)分析可知，KX3>KX2>KX1，8%含固率為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。KY3>KY2>KY1，40分鐘煮漿時(shí)間為實(shí)驗(yàn)的優(yōu)水平。KY1>KY2>KY3，35m/min上漿車速為實(shí)驗(yàn)優(yōu)水平。

2.6 XR-ST變性淀粉漿料對(duì)漿紗減伸率影響

表10 XR-ST變性淀粉漿料減伸率分析表

由表10數(shù)據(jù)可知，KX1

2.7 含固率對(duì)毛羽降低率的影響

圖1 CD-DF868接枝淀粉漿料和XR-ST變性淀粉漿料含固率對(duì)毛羽降低率的影響

由圖1曲線趨勢(shì)可知，CD-DF868接枝淀粉漿料和XR-ST變性淀粉漿料的毛羽降低率隨著含固率的增加而不斷地上升。漿料的含固率上升，粘附在竹纖維紗線上的漿液量上升，在竹纖維紗線的表面形成了較好的漿膜，紗線的毛羽指數(shù)減少，毛羽降低率數(shù)值上升[6]。

2.8 煮漿時(shí)間對(duì)毛羽降低率的影響

圖2 煮漿時(shí)間對(duì)毛羽降低率的影響

由圖2所示，隨著煮漿時(shí)間的不斷提升，CD-DF868接枝淀粉漿料和XR-ST變性淀粉漿料的毛羽降低率也得到了提高。

2.9 漿紗車速對(duì)增強(qiáng)率的影響

由圖3曲線變化可知，CD-DF868接枝淀粉漿料和XR-ST變性淀粉漿料的增強(qiáng)率隨著上漿車速的提增其參數(shù)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。改變上漿車速主要改變了兩方面因素：浸漿時(shí)間和烘干時(shí)間。當(dāng)車速提升，一方面竹纖維紗的浸漿時(shí)間減少，導(dǎo)致浸漿不夠充足，無(wú)法形成較厚的漿膜。另一方面，竹纖維紗的吸漿能力較強(qiáng)的特性，車速的上升必將會(huì)導(dǎo)致烘干時(shí)間的減短不利于紗線上漿液的干燥。故竹纖維紗線增強(qiáng)率的值下降[7]。

圖3 漿紗車速對(duì)增強(qiáng)率的影響

3 結(jié)論

以CD-DF868接枝淀粉漿料和XR-ST變性淀粉漿料作為竹纖維紗的上漿漿料中8%的含固率、煮漿40分鐘、車速35m/min在各自的三水平中對(duì)減低紗線的毛羽指數(shù)效果最好。其中含固率對(duì)毛羽降低率的影響最大。通過(guò)測(cè)試結(jié)果的分析，CD-DF868接枝淀粉漿料更合適作為竹纖維紗的上漿漿料。