牛仔布浆纱常用浆料与检测_鄂虎_新浪博客

浆纱行业有两句老话“浆纱一分钟布机一个班”,“调浆就是倒浆糊”。精妙地道出了浆纱的重要性和特殊性。前一句话按今天的织布机转速计算可能有些夸张,但足已说明浆纱工序对织造的重要性,以至于每个厂都视浆纱工艺和配方为xx,不敢轻易做改动。后一句话既形象又贴切,形象地说明了浆纱配方工艺与浆料的复杂性;也提醒大家要防止假昌伪劣的产品。因此,纺织厂对所使用的浆料进行必要的检测,对浆纱过程中的工艺参数进行必要的监控是非常重要的。

 

牛仔布浆纱常用浆料

    近年来随着牛仔布行业的飞速发展,牛仔布浆纱使用的浆料也有了空前的发展,各种各样的新型浆料不断涌现,名目繁多。总结下来,按照产品的化学性能分类,较为常用的浆料主要有以下几种:

§原淀粉

§变性淀粉

§聚乙烯醇(PVA)

§炳烯酸类

§柔软剂

§组合浆料

§“浆粉”

 

      原淀粉

用于牛仔布浆纱的原淀粉主要有玉米淀粉和木薯淀粉。玉米淀粉颗粒硬、蛋白质含量高、低温容易凝冻,浆出来的纱手感较硬;木薯淀粉浆液透明、不含蛋白质、但粘度稳定性比玉米淀粉差。原淀粉调浆由于浆液粘度太高,为了不堵塞管道,必需采用半熟浆供应。这样就使得淀粉还没有xx糊化,其性能自然也难以xx发挥。粘度太高还会使得浆液难以渗透,造成表面上浆,落浆落棉较多,容易轻浆起毛。此外,原淀粉粘度的稳定性比较差,浆液粘度在浆槽中变化较大,因此,对浆纱质量有较大影响,但使用原淀粉工艺的配方表面成本低。现在类似这样的配方,已经很少厂家使用。既便使用原淀粉的厂也多数要和变性淀粉一起使用,以改善浆液的性能。

 

原淀粉粘度曲线

 

    从原淀粉的粘度曲线不难看出原淀粉粘度变化趋势,随着时间的延长,粘度会越来越低。

 

原淀粉的检测指标

    原淀粉的主要检测指标有:水份、灰份、白度、细度、PH值、粘度(恩式粘度)等。对于纺织厂来说最重要的指标是PH值和粘度(恩式粘度)。PH值一般应在5-8,若PH值太低粘度稳定性会更差,且不利于长期存放。恩式粘度值太低,淀粉在浆槽中容易老化凝冻。

 

恩式粘度测式方法:

1.         1%淀粉糊液的配制:

准确称取5g无水粉样,放入600ml烧杯内,加蒸馏水250ml,充分搅匀后放入约140-150℃甘油浴中,不断搅拌淀粉液,在3-4分钟内达到100℃保持8分钟然后取出冷却到25℃,移入500 ml的容量瓶中,稀释至刻度,配制成1%的淀粉糊液备用。

2.         操作方法:

    将此糊液通过玻璃瓶棉或120目铜纱过滤,移进恩氏粘度计(糊液在恩氏粘度计内的三个{jd0}为标准,大约250ml),校正溶液温度到25℃,以秒表记其流出200ml容积秒数(反复做工二次或二次以上,二者秒数的差误不得超过0.2秒)。其后以同量蒸馏水同温度容积测得的流速相比,得出的值即为1%淀粉糊液25℃时的粘度。

 

 

      变性淀粉

变性淀粉是通过物理或化学的方法改变原淀粉分子结构,使淀粉分子长链断开或重新结合成织网状,从而使淀粉粘度降低或增高,并提高粘度的稳定性;变性淀粉还可以通过不同的变性工艺在淀粉分子上结上其它的基团,从而改善淀粉的某些物理、化学性能,使其达到技术的要求。纺织上常用的变性淀粉主要有氧化、酸化、交联、酯化、醚化等,不同的变性工艺有不同的浆液特性。例如交联淀粉可以提高淀粉的成膜性和耐磨性;酯化、醚化淀粉可提高淀粉对棉纤维的粘结力,浆液不易结浆皮。纺织用变性淀粉主要是降低淀粉的粘度、提高粘度的热粘度稳定性、增强浆料与纱线的粘结力。目前牛仔行业市场上所谓的变性淀粉大体可分为两大类:一类是通过xx化学反应工艺变性,反应彻底,产品性能稳定,成本较高;另一类型是通过原淀粉加降解剂,在浆桶里发生化学反应,稳定性及性能较差,对浆纱质量有影响,优点是成本低,此类型产品从理论上讲并不是真正意义上的变性淀粉。

 

变性淀粉粘度曲线

 

    上图为标准氧化变性淀粉的Brabender粘度曲线,起始糊化温度较低,峰值较低,煮浆1.5小时后浆液粘度低而稳定,易于纱线渗透。

 

变性淀粉检测指标

变性淀粉的常规检测指标主要有:外观、细度、水份、灰份、PH值、粘度、粘度稳定性及变性淀粉的特性指标。其中变性淀粉的特性指标是评判变性种类的重要指标,但由于其检测方法较为复杂,一般使用厂家大都不测。对使用厂最重要的指标是粘度和热粘度稳定性。

 

 

变性淀粉粘度测定方法

 

§Brabender自动粘度测试仪:可全程自动记录淀粉及变性淀粉的粘度变化过程,一般为科研单位和专业变性淀粉生产厂家的专用粘度仪。

§Brookfield粘度测试仪:国外较变性淀粉厂较常用的淀粉粘度检测仪器。

§NDJ-79型旋转式粘度计:国内纺织行业及变性淀粉行业共同推荐使用的粘度计。

§YT-821型可调式漏斗粘度计:浆纱车间现场调浆及使用时浆槽粘度测试的指定仪器,非常实用。纺织厂大都使用3号孔。

 

NDJ-79型粘度计测定操作

1.         样品及6%含固量的淀粉乳液的准备

称取绝干重量的淀粉样品24.0g,置于500ml三颈烧瓶中,加入蒸馏水或纯度相当的水,使水与所称取的淀粉样品的重量之和为400g。将三颈烧瓶置于超级恒温槽中,装上搅拌器和冷凝器,并且闭密。打开升温装置、搅拌器和冷凝器,加热升温,每分钟温度约上升1.5℃,并不断搅拌,搅拌速度为120r/min。

2.         粘度计的准备

按粘度计所规定的操作方法进行校正调零,按照测量有效量程10——100mPa·s选择第二单元测定器、1#转筒(当测定值超出有效量程范围时,应更换转筒或测定器),并将仪器测定筒与保温装置相连,打开保温装置,将保温装置恒温在95℃待测定。

3.         测定

当三颈烧瓶内的浆液温度达到95℃时开始计时,并在95℃下保温一个小时,从三颈烧瓶中用移液管吸取浆液置于测定器内,测定粘度,读出粘度值。

 

粘度稳定性

粘度热稳定性是通过测定粘度波动率计算得到的,其计算如下式:

粘度热稳定性(%)=100–粘度波动率(%)

粘度的波动率是淀粉样品从升温到95℃保温开始计时,分别在95℃下保温60min、90min、120min、150min、180min测定的粘度值(在95℃下共保温三个小时,测定5次粘度)的极差与95℃保温一个小时测定的粘度的比值,其计算如下式:

 

式中:max |h–h’| —分别在95℃下保温60min、90min、120min、150min、180min 5次测定的粘度值的极差

h1—在95℃保温1h测定的粘度值,mPa·s

分析人员同时或迅速连续进行二次测定,其结果之差的{jd1}值应不超过平均结果的10%。如允许差值超出此限定,应重新测定。

 

测量粘度时应容易出现的问题

  • 制取淀粉糊液应使用蒸馏水,各地的自来水硬度及PH值不同会对粘度结果产生影响
  • 水浴保温往往达不到95℃,会使粘度结果偏高,需要校正
  • 大多数纺织厂图方便,不使用保温荚层,或仅用水浴循环,也会影响测量结果
  • 用漏斗式粘度计时,漏斗应先在糊液中浸泡预热,以减低温差对粘度的影响
  • 冬夏室内温差对粘度结果的影响也不容忽视
  • 旋转粘度测量时量程的变换
  • 漏斗粘度测定值太高时(3号孔超过15秒)测量结果往往不准

 

浆液含固率

浆纱过程中常常需要知道浆液的含固率,一般纺织厂通常习惯用折光计(量糖仪)来测定。折光计是糖厂用来检测糖液浓度的仪器,其使用原理是用蔗糖溶液中物质还原糖的折光率的数值来反应出糖液浓度。对于其它的物质,还原糖的折光率是不同的,因此需要较正。而浆料的成份往往较复杂,用折光计测定的结果,与实际含固率偏差较大,不同厂家的数据可比性不强。因此本人认为浆纱过程xx可以不用折光计。用计算法估算浆液含固率简单、准确、实用。

 

附:浆液含固率计算公式

        淀粉*87%

  + PVA *93%

  + 胶水*25%

--------------

    总重量/调浆体积

 

      聚乙烯醇(PVA)

PVA是浆纱过程中普遍被使用的浆料,由于其粘结力高、耐磨性好,深受工厂的喜爱,几乎变成了解决所有问题的灵丹妙药。实际上,并不是所有品种使用PVA都好,大多数牛仔产品其实xx可以不用PVA。而PVA用的多,对环保及成本都是不利的。目前纺织厂使用的PVA大至有以下几种类型:

§PVA-1799(可乐丽117,合成化工N300)

聚合度:1700--1800

醇解度:99.8--{bfb}

外观:多为絮状或颗粒状,粉末状(粉碎或结晶)溶解性好

粘度:20--32CP(4%、20°C)

PH值:7—10

§PVA-1788(可乐丽217)

聚合度:1700--1800

醇解度:86--90

外观:白色粉末状

粘度:20--26CP(4%、20°C)

PH值:5--7

水溶性:70°C一小时xx溶解

 

聚乙烯醇(PVA)检测

PVA的主要检测指标有水份、醇解度、聚合度、PH值、粘度(mpas)(4%浓度,20℃,NDJ-79旋转粘度计)。由于PVA的特性指标检测太复杂,一般纺织厂都不检测,但可以通过测水份及粘度来控制质量。

 

      炳烯酸类

炳烯酸类浆料浆膜柔软、富有弹性、吸湿性好。可以较好的改善浆膜的性能,弥补淀粉及PVA的不足。炳烯酸类浆料主要是炳烯酸及炳烯酸盐的共聚物。有固体粉状和液体胶水两种类型。固体粉状较知名的产品有英国联合胶体公司VICOL--系列、德国BASF公司Size CO;液体胶水状主要有法国罗地亚公司宝华莱B-4118系列、德国BASF公司Size CE。国内炳烯酸类产品由于市场竞争激烈,价格太低以至于品质有些影响。

 

 

炳烯酸类浆料的检测

炳烯酸类浆料由于生产单体成份较为复杂,一般很难检测,因此对此类浆料纺织厂只能简单的进行检测。水份(固态)、含固量(液态)一般为20-25%、PH值、粘度。

 

丙烯酸浆料使混合浆增粘

大多数丙烯酸浆料同变性淀粉PVA混合调浆时会有增粘现象。粘度出现叠加或爬高,对浆液的粘度造成波动。其中的原因较为复杂,有此是由于--COOH在调浆时受Na、NH等阳离子作用而增粘;也有一此是丙烯酰胺在高温下被碱水解成羧酸盐而粘度大增。因此,使用不同厂家的炳烯酸类产品一定要经过认真试验。

 

      柔软剂

柔软剂的名称很多乳化油、乳化蜡、软油、浆纱膏等都属这一类助剂。乳化油有乳化动物、植物、矿物油,主要作用是使浆过的纱线柔软,一般含固量为30—50%,70℃以上xx溶解,呈乳白色液体,24小时不分层。乳化蜡主要起光滑作用,70℃以上xx溶解,呈乳白色液体,24小时不分层,允许表面有少量飘浮物。也有些产品是将石蜡和动物油脂一起乳化,得到的产品既考虑到柔软性又能使纱线光滑。如罗地亚公司宝华莱B-4168乳化蜡。

柔软剂的使用会减低浆液对纱线的粘附力,由于柔软剂大多数都是用表面活性剂进行乳化的,有些加入了抗静电剂或其它化学品,因此有些产品会对浆液粘度造成影响,表面活性剂会使浆膜内聚力降低而使浆液对经纱的粘附力降低,有些使浆液粘度上升,有些使浆液凝胶、无法使用,有些阴离子、非离子表面活性剂使浆液粘度稍有降低。

柔软剂在纺织厂一般也较难检测,大都只能做含固量,但乳化油及乳化蜡可以在70℃xx溶解化冷却一段时间来观察其稳定性。

 

      组合浆料

组合浆料似乎一直不能被人们重视。可能是由于它的局限性、也可能是由于技术还不够完善。但是由于它具有操作方便、质量稳定、便于管理等特点,一直吸引着有人不断地探索、不断地完善,以至于各个时期都有一些组合浆料出现。

 

      “胶粉”

说到浆料,我们不能不提一提“胶粉”,因为几乎所有的纺织厂浆纱都要用到“胶粉”。以至于给市场造成了一些混乱。现在人们可以称作“胶粉”的产品有聚乙烯醇(PVA)、固体丙烯酸类、聚脂胶粉、固体粘合剂以及其它类型胶粉。名目繁多的“胶粉”,大都无法检测其有效成份,并且价格无相对参照,很容易搞乱市场。因此我觉得我们应该尽可能少用这个名词,而习惯使用能区分产品分类的专业名词。

 

      浆料的发展

浆料的发展总是随着纺织业的发展而不断发展,如织布机车速的提高,新型纤维的使用,新品种的出现等。同时也随着人们对浆纱技术的理解,新型浆料的产生而更趋成熟。低成本、单组份、节能环保将是今后浆料发展的方向。具体可体现在以下三个方面:

1.         浆纱工艺的应用研究:浆纱过程的在线检测,利用当前电子、计算机等新技术如何能快速准确的提供浆纱机上的参数及浆纱性能数据。浆纱基本要素的深入研究,从而搞清楚浆纱过程中所有环节{zj0}状态。近期预湿上浆的应用推广也应引起大家的重视。

2.         浆料新技术的研究:利用基因工程的成果从原材料上改善浆料的性能,已在发达国家开如运用。新型粘合剂的开发。纳米浆料的研究发展。

3.         浆料的环保研究:为适应当前环保的要求,浆料的环保性也被大家广泛关注,少用或不用PVA的提出;新型环保浆料的应用;浆料回收技术的应用;浆料污水处理技术的研究;都将是长期一段时间所要不断探讨的课题。

 

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