PVA漿料對純棉紗上漿性能的影響研究

石 煜，沈蘭萍，宋 紅，陽 智

(西安工程大學紡織科學與工程學院，陜西西安 710048)

0 引言

經紗在織造過程中，不可避免地受到拉伸、彎曲以及摩擦作用，為避免織造時經紗的起毛與斷頭，同時為保證紗線性能且提高織造效率，必須對紗線進行上漿。而對于純棉紗線而言，通常采用純淀粉漿料，但普遍存在漿膜硬而脆、成膜性差、彈性柔軟性差等缺陷。

PVA即聚乙烯醇，分子式是(C2H4O)n，其分子主鏈為碳鏈，每個重復單元都含有一個小的羥基，極性強且易形成氫鍵。因此，PVA具有良好的水溶性、滲透性。故而對纖維具有較好的黏附性與成膜性，漿膜強度高、耐磨性好，與其他種類的漿料相容性也較好[1]。

為突破純淀粉在上漿工序中的局限性，本文采取了兩種不同漿料的配方，通過對比實驗，分析并探討含有PVA漿料的配方對純棉紗漿紗性能的影響。

1 試驗材料與儀器

1.1 漿料配方的選擇

漿液配方的設計是正確選擇漿料組分、合理制定漿料配比[2]。

為了避免漿膜發生脫落，應選擇對纖維具有良好親和力和粘附性的黏著劑。根據相似相容原理，助劑應該具有相同的基團或相似的極性，因此部分助劑也隨之確定。對純棉纖維上漿時，可以采用淀粉、PVA等黏著劑，因為它們有羥基，具有良好的相容性和親和力[3－5]。

表1 試驗漿料配方

1.2 試驗儀器

表2和表3所示為本實驗所用材料和儀器。

表2 試驗材料及來源

表3 試驗儀器

2 漿膜性能測試

2.1 漿膜的各項物理性能

(1)漿膜厚度

測試漿膜的厚度既是為了檢驗厚度是否均勻，同時也可在對比分析時作為參考。

把漿膜置于厚度儀夾持面中間，測試10次，取平均值。

(2)漿膜吸濕率

漿料的分子結構決定漿膜的吸濕性，當結構中含有親水基團時漿膜便能吸濕，吸濕性的大小與親水基團的親水性強弱和數量有關。

回潮率計算方法見公式(1)。

式中，W—回潮率，%；

W1—試樣濕重，g；

W0—試樣干重，g。

(3)漿膜水溶速率

漿膜的水溶速率可反映漿料的退漿性能，水溶性良好的漿膜有利于退漿。

采用秒表計時，顯示的秒數用于表示漿膜的水溶速率。

(4)漿膜耐屈曲

在織造時紗線除受到拉伸、摩擦等作用外，還會受到反復的屈曲疲勞應力作用。漿膜的耐屈曲性直接影響漿紗的抗疲勞性，即屈曲強度越高，抗疲勞性就越好。漿膜的柔軟程度也可通過漿膜耐屈曲性來反映。

將漿膜剪成長30 mm、寬10 mm的十字條，反復屈曲，直至漿膜條斷裂，記錄屈曲次數。

(5)漿膜斷裂強力和斷裂伸長率

經紗在受到拉伸會產生形變，因此要求漿膜具有良好的強力，以及一定的彈性和伸長。從織造要求來看，漿膜的彈性形變比例高一些，而塑性形變比例低一些為好。

漿膜的斷裂強度用公式(2)計算。

2.2 漿膜性能測試結果

如圖1所示，為漿膜圖片

圖1 漿膜圖片

比較兩者漿膜可以發現，配方一透亮柔軟，配方二的漿膜較配方一的漿膜干硬。

如表4和表5所示，為兩種配方的漿膜性能測試結果。

表4 配方一漿膜性能測試結果

表5 配方二漿膜性能測試結果

從表4和表5中可以看出，配方一的漿膜平均斷裂強力達1191cN、平均斷裂伸長率達5.13、平均耐屈曲次數179次、漿膜斷裂強度達3402.9cN·mm－1，均比配方二的性能好，但配方二的平均水溶速率達1.4s，小于配方一的水溶速率?？梢钥闯雠浞揭坏臐{膜性能整體優于配方二，但配方二的水溶性比配方一好。

3 漿液性能的測試

黏附性指兩個或兩個以上物體接觸時，在界面發生的相互結合的能力。黏附性是漿料的主要性能之一，可以使得上漿時漿料在纖維之間互相粘合，從而增大紗線可承受的機械作用力。另外，漿料的黏附性好壞對上漿效果即漿紗質量和性能有直接的影響[6]。

3.1 黏度與黏度熱穩定性

3.1.1 測試方法

用漿液從漏斗式黏度計中漏完所需的時間(秒數)來衡量漿液黏度，同時計算其黏度波動率與黏度熱穩定性。黏度波動率和黏度熱穩定性的計算公式(3)如下:

黏度熱穩定性＝100－黏度波動率

式中:η1—在95℃保溫1小時測得的黏度值；

max｜η－η1｜—后五次黏度值的極差。

3.1.2 測試結果

表6 黏度和黏度熱穩定性的測試結果

由表6可知，兩種不同漿料配方的漿液熱穩定性良好，且配方二的黏度熱穩定性要高于配方一。

3.2 漿液對純棉粗紗的黏附力測試

3.2.1 測試方法

(1)實驗中的黏附力測試采用粗紗法

①在2000ml的三頸瓶內依次配置1%含固量的漿液 1800ml，置入 95℃的恒溫水浴鍋內煮60min，待漿料完全溶解并且黏度穩定后待用。

②試樣準備:將純棉粗紗輕輕地繞在鋁合金框架上(每次試驗粗紗共20根)。

③將準備好的試樣浸入1500ml的漿液中，同時按下秒表計時，浸漬5min后將框架提出，掛起自然晾干。

④將晾干的試樣在織物強力儀上進行上漿粗紗條的斷裂強力測試。

⑤計算斷裂強力的平均值即為漿液的黏附力

⑥計算粗紗的上漿率和比黏附力值

(2)粗紗上漿率

粗紗上漿率是表示紗線上漿量的大小，是指粗紗上漿后黏附于粗紗上的漿料干重對粗紗干重的百分率，用公式(4)計算。

式中，W1為上漿前經紗干重(g)；W2為上漿后經紗干重(g)；S為上漿率(%)。

(3)比黏附力

比黏附力是衡量漿料對粗紗黏附性能的指標[7]，見公式(5)

式中，F為粗紗的斷裂強力(N)；S為經紗的上漿率(%)；B為比黏附力。

3.2.2 測試結果

表7 純棉粗紗黏附力

從表7中可以可看出，配方一的純棉粗紗平均比黏附力為6.23N/%，配方二的純棉粗紗平均比黏附力為7.23N/%。配方二的比黏附力值要高于配方一的比黏附力值，說明純淀粉的漿料能使純棉粗紗具有更好的黏附性。

3.3 上漿性能對比

表8 上漿性能測試結果

由上表8可知，與純淀粉配方的漿料相比，含有PVA配方的漿料上漿后的紗線斷裂強度與斷裂伸長率、耐磨次數等均有所提高，有害毛羽也有所減少，而回潮率、減伸率、退漿率等變化較小，影響漿紗的效果不明顯。因此，上漿時采用含PVA漿料的配方可以達到提高紗線強力與貼伏毛羽的效果，便利于織造以及后序工序順利進行。

4 結論

通過比較可以看出，純變性淀粉漿液的比黏附力比以PVA和變性淀粉混合的漿料配方的漿液的比黏附力要大，且其漿膜具有較優的水溶速率。但PVA和變性淀粉混合的漿料配方的漿膜具有較高的斷裂強力、斷裂伸長率和斷裂強度，同時配方一也具有較好的耐屈曲和伸長性能。

因此，對于純棉漿紗而言，含有PVA漿料的配方能夠得到較優的時上漿性能，可以增加紗線強力、耐磨性，顯著貼伏毛羽等，改善經紗的綜合性能，有助于提高織造效率。