【集萃網(wǎng)觀察】1前言
連續(xù)紡絲過(guò)程是粘膠纖維生產(chǎn)方式上的重大技術(shù)進(jìn)步,上漿是這一生產(chǎn)過(guò)程的重要環(huán)節(jié),上漿好壞對(duì)纖維毛絲、耐磨強(qiáng)度、增強(qiáng)及減伸等指標(biāo)產(chǎn)生重要影響。根據(jù)纖維品種、支數(shù)來(lái)選配漿料力求達(dá)到高效能、低成本,使纖維上漿后毛絲少、耐磨好、強(qiáng)力增加、伸長(zhǎng)穩(wěn)定,是漿料應(yīng)用的關(guān)鍵。
纖維毛絲與紡絲工藝有關(guān)、與各工序的工藝參數(shù)有關(guān)、與各工序的設(shè)備狀態(tài)更有密切關(guān)系。特別在絲束卷繞成型過(guò)程,磨擦?xí)茐睦w維間的抱合,產(chǎn)生新的毛絲。連續(xù)紡絲上漿的主要目的之一,就是要降低絲束毛絲。
漿料的主要使用領(lǐng)域是纖維紗線的制造過(guò)程。隨著無(wú)梭織機(jī)的增加和市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的更高要求,對(duì)漿料的選擇和研究是擺在我國(guó)紡織工業(yè)戰(zhàn)線上的一個(gè)重要問(wèn)題。連續(xù)紡用漿料只是紡織漿料的很少一部分。目前,國(guó)內(nèi)外漿料發(fā)展情況大致相同,已形成變性淀粉,PVA及丙烯酸為主的三大類漿料的格局。連續(xù)紡絲用漿料量所占比例不足3%。在所有各類漿料中,變性淀粉占主要比例,PVA次之。丙烯酸類漿料國(guó)內(nèi)用量逐年增加,現(xiàn)已經(jīng)超過(guò)10%(包括其它輔助漿料),國(guó)外丙烯酸漿料的用量為12%,已超過(guò)淀粉漿料的二分之一。
2漿料的種類
漿料是一種古老的紡織原料,傳統(tǒng)的織布工藝既采用原淀粉對(duì)經(jīng)線處理,以增強(qiáng)耐磨性能。紡織漿料是這一類處理劑的總稱。粘膠連續(xù)紡平行絲由于纖維之間沒(méi)有捻度,需要借助漿料(油劑)使纖維相互之間抱合。連續(xù)紡用漿料是紡織漿料的一種,是和紡絲油劑配伍使用的,又稱謂集束劑、抱合劑等。漿料在絲條周圍形成一層具有足夠強(qiáng)度、粘結(jié)牢度和彈性且可潤(rùn)滑的漿膜,以防止絲條在運(yùn)動(dòng)和卷繞過(guò)程被損傷,形成毛絲、造成斷頭。對(duì)纖維廠來(lái)說(shuō),漿料的抱合能力決定著纖維生產(chǎn)的穩(wěn)定性。
2.1變性淀粉
我國(guó)80年代初研究開(kāi)發(fā)應(yīng)用變性淀粉至今已取得很大發(fā)展,主要用玉米、馬鈴薯、木薯等生產(chǎn)氧化淀粉、酸介淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、交聯(lián)淀粉、復(fù)合變性淀粉及接技淀粉等形成系列變性淀粉產(chǎn)品。變性淀粉漿料的使用對(duì)象以合成纖維紗織為主,在粘膠連續(xù)紡絲上作為集束抱合劑使用還很少。
變性淀粉因其具有特殊的理化性質(zhì),在經(jīng)紗上漿時(shí),采用變性淀粉與化學(xué)漿料的混合漿液上漿,即可節(jié)省成本,又可降低對(duì)環(huán)境的污染。變性淀粉漿粘度穩(wěn)定,上漿后漿膜光滑堅(jiān)韌,滲透性、被覆性好,漿液不結(jié)皮,漿斑、并線、疵點(diǎn)少。變性淀粉不但用于滌/棉混紡纖維的漿料,而且還可用做粘膠纖維。目前我國(guó)變性淀粉的品種少、規(guī)模小、質(zhì)量不穩(wěn)定,因此需進(jìn)一步提高上漿性能,如漿膜的屈曲性,耐磨性、粘附性等,以及生產(chǎn)工藝清潔化。
國(guó)外對(duì)變性淀粉的開(kāi)發(fā)應(yīng)用很成熟。其中酸性玉米變性淀粉約占75%,今后還會(huì)增加,美國(guó)生產(chǎn)的玉米淀粉技術(shù)成熟質(zhì)量好、應(yīng)用廣。馬鈴薯變性淀粉在歐洲廣泛應(yīng)用并與丙烯酸漿料混配完全取代PVA作為漿料使用。美國(guó)大量從歐洲進(jìn)口馬鈴薯淀粉作上漿用。
2.1.1酸解淀粉
又稱氧化淀粉和糊精等,主要用酸、氧化劑或加熱方法使淀粉大分子聚介達(dá)到降低粘度、增加流動(dòng)性的目的,在紡織上漿中廣為應(yīng)用,尤其在滌棉織物經(jīng)紗上漿中與PVA混合時(shí)可取代30%PVA。
2.1.2醚化淀粉(CMS.HPS)
又稱酸化淀粉(醋酸脂、磷酸脂)、交聯(lián)淀粉和陽(yáng)離子淀粉等,主要是在淀粉大分子羥基上引入一個(gè)基母或低分子物使淀粉大分子間相互作用力減弱,改善與合成纖維的相溶性和漿膜的柔韌性。適于疏水性合成纖維上漿,其中醋酸脂淀粉最好。
醋酸脂淀粉發(fā)展?jié)摿艽,在淀粉大分子鏈上引入醋酸根基團(tuán)具有疏水性,與合成纖維物有良好的粘附力,與PVA混用比例30-50%,也可與丙烯酸漿料混合使用。醋酸脂淀粉作主漿料時(shí)混合比在50%以上有良好的貼附毛羽的效能,適于噴氣織機(jī)的織造要求。
磷酸脂變性淀粉是用玉米淀粉進(jìn)行變性加工而成的,即在原淀粉中加入磷酸鹽經(jīng)化學(xué)及物理處理。磷酸脂變性淀粉是磷酸淀粉的衍生物,含有一定量的酯基,具有疏水性,對(duì)親水性及疏水性纖維紗線均有良好的親合性,廣泛用于天然纖維、粘膠連續(xù)紡纖維、合成纖維織物經(jīng)紗上漿。
變性淀粉大分子結(jié)構(gòu)中含有一定數(shù)量疏水性基團(tuán),滌綸纖維大分子也含有結(jié)構(gòu)相似的脂基,按照相溶原理漿料與合成纖維有很好的親合性、粘附性。適于滌綸及疏水性纖維紗線的上漿。由于疏水性脂基的存在,淀粉大分子間的氫鍵結(jié)合力減弱,增加其水溶性,有利于調(diào)漿及退漿,提高印染加工的質(zhì)量。變性淀粉在高溫煮沸時(shí)漿液粘度不變、流動(dòng)性好、滲透性與其它漿料和助劑相溶性也好。酯基的存在使?jié){料大分子內(nèi)部有增塑作用,降低漿料玻璃化溫度,使?jié){膜柔順性好。這種漿料結(jié)構(gòu)中引入一定數(shù)量的氫基脂,具有吸濕及柔軟作用,減少漿料和織造中落漿、粘輥,改善生產(chǎn)環(huán)境。
這種變性漿料可做主漿料單獨(dú)使用也可與PVA混合使用,減少PVA用量。國(guó)內(nèi)滌棉混紡纖維大都用PVA或PVA與CMC的混合漿上漿,PVA和CMC價(jià)格昂貴, PVC難熬漿,約需二小時(shí),且對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。如果采用變性淀粉取代其中30%-70%的PVC,漿料成本將會(huì)大大下降,而且可節(jié)省能耗,減少對(duì)環(huán)境的污染。
2.1.3接枝淀粉
在淀粉大分子鏈上引入有一定聚合度的高分子化合物改變淀粉性能使其有親水性,與纖維有優(yōu)良的粘附性。接枝淀粉是新一代的變性淀粉漿料,它的特性指標(biāo)是:接枝率和接枝效率。作為紡織漿料使用,接枝率不需要太高值。進(jìn)一步研究性接技淀粉的性能改進(jìn),可全部取消PVA漿料,而與丙烯酸漿料形成無(wú)污染復(fù)合漿料,價(jià)格與性能為紡織廠所接受,是細(xì)支高密織物的綠色漿料,也可以作為粘膠連續(xù)紡上漿的主漿料。
2.2聚乙烯醇(PVA)
PVA最早有日本開(kāi)發(fā)。PVA作為漿料用各種纖維均有良好的粘附性,漿液粘度穩(wěn)定,漿膜堅(jiān)韌、耐磨性、抗屈曲度都很好。常期用于滌棉混紡紗、純棉細(xì)支高密織物的上漿,同時(shí)也是粘膠連續(xù)紡用漿料。但PVA生物降介性低,不能被生物降解成無(wú)害的低分子物,因此會(huì)惡化生態(tài)環(huán)境,而且分解物含有毒物質(zhì)(HAP)。用PVA上漿,其退漿較困難,尤其是用傳統(tǒng)的堿退漿方法更難退凈。PVA退漿最好是用氧化劑方法(例如:雙氧水),因氧化劑對(duì)PVA還有一些分解作用,有利于退漿。而堿只會(huì)惡化PVA的水溶性。而且PVA上漿后的成品布上仍容易被檢出微量PVA的。PVA退漿印染廢液含有生物耗氧BOD及化學(xué)耗氧COD等物質(zhì),因此國(guó)際上對(duì)PVA漿料有異議,已被一些國(guó)家列為“禁用漿料”或“不潔漿料”,我國(guó)近幾年也提出了“不用或少用PVA”的口號(hào)。美國(guó)有完備的PVA回收體系,因此仍把PVA與玉米變性淀粉作為主漿料。日本開(kāi)發(fā)應(yīng)用改性PVA漿料,并對(duì)退漿液采取微細(xì)過(guò)濾處理。西歐以立法形式禁止進(jìn)口用PVA作漿料的坯布,也不允許本地區(qū)用PVA作漿料。
我國(guó)使用PVA漿料對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量及漿紗技術(shù)起了重要作用,從紡織企業(yè)經(jīng)濟(jì)技術(shù)角度考慮完全不用PVA暫時(shí)有一定的難度,其中還存在著人們對(duì)PVA長(zhǎng)期依賴的習(xí)慣。因此,開(kāi)發(fā)生物降解性能好的低聚合度PVA應(yīng)為繼續(xù)使用PVA的重要方向。作為粘膠連續(xù)紡漿料,由于我國(guó)引進(jìn)連續(xù)紡絲后,最早使用的漿料就是PVA,今天也已經(jīng)形成了對(duì)PVA長(zhǎng)期依賴的習(xí)慣。使用的這類代表產(chǎn)品是意大利生產(chǎn)的SOROMIN EB VIF-615,其外觀為白色固體顆粒,溶于水后和VIF-630油劑一起混合配制成無(wú)色透明的液體使用。和SOROMIN VIF-615同類形的其他PVA漿料還有VIF-617、639等。
2.3丙烯酸類漿料
丙烯酸類漿料在我國(guó)的發(fā)展經(jīng)歷了70年代甲酯漿、酰胺漿;80年代腈綸廢絲水解漿,丙烯酸(鹽)漿;進(jìn)入90年代出現(xiàn)了多元共聚,性質(zhì)各異的共聚漿料。今天丙烯酸類漿料仍然是許多紡織漿料生產(chǎn)企業(yè)研究的主導(dǎo)產(chǎn)品。傳統(tǒng)的丙烯酸類漿料含固量低,一般為20%以下;親水性的基團(tuán)多(甲酯除外),以酸、鹽、酰胺為主,易吸濕;粘度較大,操作不方便;粘著性能欠缺,未達(dá)最優(yōu)化;而甲酯漿由于其設(shè)計(jì)的玻璃化溫度較低,易造成再粘。
進(jìn)入90年代后,多元共聚的研究出現(xiàn)空前的繁榮景象,含固量上基本達(dá)25%以上,個(gè)別產(chǎn)品引入了較多的酯基,如BASF公司生產(chǎn)的CB漿料就是以聚丙烯睛為原料經(jīng)不完全水解反應(yīng)制得的,是有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸及其胺鹽所組成的共聚物。國(guó)產(chǎn)QL—89漿料則優(yōu)選丙烯酸甲酯、乙酯等五種以上性能互補(bǔ)的單體聚合而成。吸濕性、對(duì)纖維粘著力有了提高,粘度下降了許多,玻璃化溫度設(shè)計(jì)有所上升,較好地配合了紡織新品種的生產(chǎn),新型設(shè)備的應(yīng)用,與國(guó)外產(chǎn)品的差距不斷縮小,并達(dá)到基本性能無(wú)明顯差別,產(chǎn)品穩(wěn)定性,一致性明顯提高。
2.3.1丙烯酸漿料的特性
對(duì)粘膠纖維連續(xù)紡生產(chǎn)來(lái)說(shuō),主要是聚丙烯酸鹽及其共聚物或聚丙烯酰胺漿料,如BASF公司生產(chǎn)的Size-CB。丙烯酸漿料成膜粘附性好,漿膜強(qiáng)度增加、彈性及耐磨性增加。在歐洲CB漿料最早作為PVA的替代品使用,CB漿膜較軟,退漿后的成品布手感較好。聚丙烯酸酯漿料的分解周期短,對(duì)環(huán)境基本無(wú)污染或污染很小,所以其應(yīng)用前景十分廣闊。其他如Rhodia公司的Bevaloid-2713、3225和BASF公司的Size-CE、CB、CO以及STOCKHAUSEN公司的MIROX-7570等幾種漿料,都屬于丙烯酸酯類。需要指出的是不同型號(hào)的漿料分子量不同,通過(guò)粘度的變化來(lái)改變其易退性。
2.3.1.1漿膜吸溫性
傳統(tǒng)的丙烯酸類漿料存在高吸濕的缺點(diǎn),在生產(chǎn)過(guò)程中漿膜吸濕變軟,強(qiáng)度和粘附性下降,甚至出現(xiàn)纖維粘結(jié),尤其在加捻后濕熱定型時(shí),造成退繞困難,織造開(kāi)口不清。通過(guò)選用硬質(zhì)單體,多組分共聚,產(chǎn)品的玻璃化溫度得以提高,吸濕性大為降低,如國(guó)產(chǎn)QL—89漿料漿膜在相對(duì)濕度70%的吸濕率只有7.48%,很好的克服了使用過(guò)程吸濕粘結(jié)現(xiàn)象。
2.3.1.2混溶性
纖維抱合和織造漿紗所用的漿料種類可能不同,因此相容性十分重要。對(duì)漿料的相溶性要求是:將不同漿料按不同比例混合均勻,靜止24小時(shí)后不能分層。QL—89或Size-CB與PVA和磷酸酯淀粉以不同配比進(jìn)行混合溶解,將煮好的混合漿放置24小時(shí)后觀察,均無(wú)分層和沉淀,可見(jiàn)其混溶性較好。PVA和淀粉由于其結(jié)構(gòu)不同,充當(dāng)了結(jié)構(gòu)上的橋梁作用,使PVA與QL—89和淀粉形成統(tǒng)一整體,有利上漿均勻。
2.3.1.3良好的粘著力
紡織纖維隨著科技的發(fā)展顯多樣化,根據(jù)相似相容的原則,丙烯酸類漿料由于單體的種類繁多,通過(guò)一定的選擇組合,可以組成對(duì)某一類纖維最具良好粘著性的漿料。漿料對(duì)纖維的粘附具有選擇性,要求滲透能力強(qiáng),對(duì)導(dǎo)輥和轉(zhuǎn)鼓不粘附,能保持纖維束的圓形截面,漿料的結(jié)皮現(xiàn)象影響生產(chǎn)的穩(wěn)定性和連續(xù)性,要求粘附損耗小于0.5%。
2.3.1.4優(yōu)良的成膜性和柔韌性
淀粉的玻璃化溫度很高,PVA的玻璃化溫度也較高,其漿膜均以“硬”“堅(jiān)”為特點(diǎn),而不同組合下的丙烯酸類漿料,可以達(dá)到硬、柔、軟不同的特點(diǎn)。因此,通過(guò)適當(dāng)?shù)慕M合完全可以達(dá)到上漿要求的適當(dāng)?shù)娜犴g性。由于丙烯酸類漿料多為多種單體共聚而成,親水基團(tuán)與疏水基因有適當(dāng)?shù)谋壤,整個(gè)分子中不相似性較強(qiáng)。因而在混合漿中可以起“橋梁”的作用(乳化作用),增加了和漿的混溶性,改善了漿膜的性能。
2.3.1.5水溶性
固體漿料在23-25℃的水中溶解度大于250g/l,液體漿料配制成4%的水溶液攪拌均勻所需時(shí)間不超過(guò)6分鐘。丙烯酸漿料可以在低溫下溶解和漿,而且不結(jié)皮,不分層,使用簡(jiǎn)單節(jié)省。
2.3.2丙烯酸漿料分類
根據(jù)分子量和側(cè)鏈上所帶官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)情況,丙烯酸類漿料分酸鹽類、酰胺類和酯類三種類型:①丙烯酸鹽類對(duì)親水性纖維的粘附性好,但吸濕大、且吸濕后再粘性重。低比例與變性淀粉漿混用有良好的上漿性能。是連續(xù)紡生產(chǎn)用的首選漿料。②丙烯酸酰胺類(PAAM)吸濕大、再粘性重,對(duì)親水性纖維的粘附性好,含固量25%,是單體均聚物,質(zhì)量易控制。也可制成固體狀。③丙烯酸脂類是丙烯酸類的高科技品種,是以丙烯酸脂類為單體的共聚物,單體為兩個(gè)或三個(gè)。對(duì)疏水性合成纖維粘附性好,吸濕再粘性比前兩種有改進(jìn),目前生產(chǎn)有低再粘性丙烯酸脂及噴水織機(jī)專用漿料。
丙烯酸漿料形態(tài)有液體和固體。細(xì)旦纖維上漿用丙烯酸漿料和變性淀粉混配完全取代PVA是可能的。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)丙烯酸脂漿料產(chǎn)品性能優(yōu)良并形成了丙烯酸漿料的系列,今后其漿料性能會(huì)更加完善,在紡織企業(yè)中應(yīng)用比例進(jìn)一步增加,在少用或不用PVA問(wèn)題上將與變性淀粉一起發(fā)揮更大的作用。
2.3.3丙烯酸類漿料的展望
丙烯酸類漿料有廣闊的發(fā)展空間,因?yàn)椤吧儆煤筒挥肞VA”仍是一種趨勢(shì),而且更新一代漿料仍未問(wèn)世,即聚乙烯醇、丙烯酸類漿料的替代品未見(jiàn)成型。就丙烯酸類漿料本身而言,還沒(méi)有達(dá)到優(yōu)化的盡頭,還有發(fā)展空間。
2.3.3.1功能化、精細(xì)化、系列化趨勢(shì)
丙烯酸類漿料由于其單體種類,配比方案,合成方法較多可以生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)各異、性能多變的產(chǎn)品,而紡織纖維的種類也較多,性能也不一樣,針對(duì)不同的纖維種類、不同織造要求,不同的設(shè)備、不同的工藝,丙烯酸類漿料完全可以通過(guò)優(yōu)化使匹配性能達(dá)到最佳方案,該類漿料應(yīng)當(dāng)是系列化的。
2.3.3.2含固量、有效成分不斷提高
經(jīng)過(guò)近幾年的發(fā)展,國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的含固量有了很大的提高,液體的有些已接近50%,固體的形態(tài)也開(kāi)始出現(xiàn)。今后幾年內(nèi)含固量會(huì)有一個(gè)總體的提高,固體形態(tài)由于其方便操作與運(yùn)輸會(huì)有大的發(fā)展,液體形態(tài)由于其某些特殊功能,形成固態(tài)后不一定能夠保持,還會(huì)存在較長(zhǎng)一段時(shí)間。有效成分是指丙烯酸類成分的含量,該項(xiàng)指標(biāo)過(guò)去較為忽略,在今后的質(zhì)檢中會(huì)成為新的控制指標(biāo)。
2.3.3.3與其他類物質(zhì)的共聚、接枝會(huì)形成新功能
丙烯酸類漿料應(yīng)用的主要目的是替代PVA的使用, 在性能上和價(jià)格上達(dá)到紡織廠要求的效果, 這個(gè)目標(biāo)可以通過(guò)與具有特殊性能的其他類可聚化合物或價(jià)格低廉的其他類化合物(如:淀粉等)通過(guò)共聚和接枝而達(dá)到。
3漿料的使用要求
我們也希望通過(guò)上漿來(lái)改進(jìn)絲束的強(qiáng)伸度。改善纖維質(zhì)量,應(yīng)從三個(gè)方面考慮:①要有好的設(shè)備及運(yùn)行狀態(tài),特別是對(duì)細(xì)支品種來(lái)說(shuō),更為重要。②要有合理的漿料選擇和正確的配方,要考慮纖維的使用加工方式和生產(chǎn)品種。③選擇上漿工藝。上漿率并不是越高越好,它有一個(gè)適宜百分率。不同的生產(chǎn)廠家,不同型號(hào)的漿料,性質(zhì)差別較大,至于固體與液體如果合成的配方不一樣,則性能上也是不一樣的,使用固體時(shí)應(yīng)考慮其水溶性狀況,尤其要考慮其含其他填充劑的狀況。
3.1對(duì)水質(zhì)的要求
上漿用的水質(zhì)一般是脫鹽水,關(guān)鍵是水的硬度,若硬度太低(軟水),由于表面張力較低,漿液容易起泡,造成輕漿等等疵點(diǎn);若硬度過(guò)高(硬水),即含有較多的無(wú)機(jī)鹽類,而這些無(wú)機(jī)鹽一般都是二價(jià)或三價(jià)鹽(例如:鈣鹽、鎂鹽、鐵鹽或鋁鹽等)。它們很易與漿液中的粘著劑(某些變性淀粉漿料、丙烯酸類漿料)和油類助劑、表面活性劑等等生成不溶性沉淀,它會(huì)導(dǎo)致纖維上生成漿斑、銹斑等疵點(diǎn),同時(shí)也會(huì)嚴(yán)重?fù)p害漿料的粘附性和粘度的穩(wěn)定性,從而降低上漿效果。因此,要用中等硬度的、沒(méi)有懸浮物的軟水。
3.2對(duì)輔料的要求
漿料配方中輔助料的使用目的是為了彌補(bǔ)粘著劑的上漿性能的不足,若粘著劑已能滿足上漿要求應(yīng)盡量少用或不用。其原因是大多數(shù)輔助料也會(huì)使主體漿料的粘著性能和漿膜的機(jī)械強(qiáng)度有損傷。
常用的輔助料主要為:水溶性蠟(合成蠟、乳化蠟)、防腐劑、浸透劑、潤(rùn)濕劑或消靜電劑等等的表面活性劑。水溶性蠟主要是起柔軟、增塑作用,其用量主要根據(jù)纖維的品種和 所用的粘著劑性能,對(duì)以PVA為主體漿料時(shí):0%—4%(對(duì)粘著劑重量%);對(duì)以丙烯酸類漿料為主體時(shí):0%—2%(對(duì)粘著劑重量%);對(duì)以變性淀粉漿料為主體時(shí)蠟的用量要更大些。防腐劑主要起保鮮作用,抑制微生物滋生,盡量少用或不用,如果纖維要貯存很長(zhǎng)時(shí)間,也需要少量用一點(diǎn);對(duì)于漿料的保鮮,也有必要使用。有沒(méi)有必要用浸透劑、潤(rùn)濕劑或消靜電劑等等,則要看所使用油劑的成分與性能。
3.3 pH值對(duì)漿料的影響
漿料中的pH值對(duì)上漿性能的影響視漿料種類而有所不同。粘膠纖維上漿要求漿液偏堿性,因?yàn)閜H值小于7,會(huì)損傷纖維的機(jī)械性能。對(duì)淀粉漿和變性淀粉漿料來(lái)說(shuō),由于它們的大分子結(jié)構(gòu)是由葡萄糖基環(huán)以甙鍵相聯(lián),遇酸性,甙鍵很易斷裂,因此,必須在偏堿性的環(huán)境下,以保證用漿時(shí)間內(nèi)粘度穩(wěn)定。對(duì)PVA漿來(lái)說(shuō),pH值對(duì)PVA的粘度影響較少,但pH值太高(即堿性高)也會(huì)出現(xiàn)粘度升高的現(xiàn)象,同時(shí)使醇解度提高,再溶性惡化,導(dǎo)致退漿更困難。因此,不同纖維品種、不同工藝條件,應(yīng)考率纖維的上漿量。對(duì)丙烯酸類漿料來(lái)說(shuō),偏酸性影響不大;若是偏堿性,則容易出現(xiàn)增稠現(xiàn)象(即粘度升高)。這是因?yàn)閴A對(duì)丙烯酸類漿料有擴(kuò)展分子空間和交聯(lián)作用之故。
4關(guān)于綠色環(huán)保漿料
從漿料制造的原料,到漿料生產(chǎn)過(guò)程、漿料產(chǎn)品中所含成份、上漿使用過(guò)程、退漿污水的處理,一直到成品布上所含殘留漿料的成份,都應(yīng)是符合環(huán)境保護(hù)的要求。也就是說(shuō),該漿料在生產(chǎn)、使用中對(duì)生態(tài)環(huán)境少污染或不污染;在生產(chǎn)、使用漿料過(guò)程中及最終產(chǎn)品要有利于人體健康,不危及人類的生命安全;在生產(chǎn)、使用漿料過(guò)程中要節(jié)省能源、水源;少用或不用不可再生資源,最大限度利用再生資源?傊G色環(huán)保漿料的基本要求主要是其原料(玉米、木薯、土豆等)在生長(zhǎng)過(guò)程中未受殺蟲(chóng)劑、除草劑殘留污染,盡量使用可回收、可降解原料,在生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境、人體不造成有害影響。
漿料對(duì)環(huán)境造成污染的途徑有:首先是淀粉在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生含有大量纖維及部分游離脂、蛋白、淀粉等的廢水,在變性處理時(shí),會(huì)有殘留藥劑、及大量鹽份排出;漿料在使用過(guò)程中會(huì)清洗調(diào)漿桶,對(duì)剩漿因不易保存只能排放,其廢水如不經(jīng)處理也將造成污染;紡織品在織造完畢后,還必須將織物上的漿料退掉,清洗下來(lái)的廢水也必須經(jīng)處理后才能排放。
推廣綠色環(huán)保漿料的途徑:①盡量取代PVA漿料,如利用對(duì)淀粉改性,使其提高漿膜柔韌性、粘著性、滲透性、耐磨性,部分替代PVA。②盡量回收PVA,在生產(chǎn)高支、高密織物或細(xì)旦纖維時(shí),PVA是首選漿料,因此發(fā)達(dá)國(guó)家正在采取用膜分離技朮來(lái)回收退漿中的PVA,以便重復(fù)使用,減少對(duì)環(huán)境的污染。③開(kāi)發(fā)使用丙烯酸類漿料,一般認(rèn)為丙烯酸類漿料屬環(huán)保漿料,但要調(diào)整丙烯酸類單體品種、比例制成能滿足上漿要求且污染較小的漿料。④改變生產(chǎn)工藝,盡量減少漿料用量及廢水排放。
PVA退漿廢水的處理很難,長(zhǎng)期積累會(huì)導(dǎo)致破壞生態(tài),形成環(huán)境污染。PVA漿料由于它的難以“生物降解”,因此被視為“非環(huán)保漿料”。在歐美一些國(guó)家已被視為不潔漿料;而在少數(shù)幾個(gè)國(guó)家中,已被列為“禁用漿料”。紡織漿料的環(huán)境問(wèn)題,并不是引入有毒物質(zhì)造成污染,而是形成廢水后的有機(jī)物大分子,難降解,破壞生態(tài)平衡。與PVA比較,丙烯酸類漿料具有更易降解的優(yōu)勢(shì):丙烯酸類漿料的多元聚合的特點(diǎn),形成膜結(jié)構(gòu)后不易形成規(guī)則的致密結(jié)構(gòu),聚集狀態(tài)的不均勻性有利于生物及化學(xué)降解,降解速度快;丙烯酸類漿料以酸、酯為主,屬于富氧結(jié)構(gòu),有利于富氧降解;丙烯酸類漿料的應(yīng)用一般帶動(dòng)淀粉用量增加,淀粉是極易降解的物質(zhì)。事實(shí)上,有的變性淀粉漿料或丙烯酸類漿料中,含有害、有毒物質(zhì)還不在少數(shù)。到目前為止,真正毫無(wú)污染的綠色漿料尚未問(wèn)世,研制開(kāi)發(fā)綠色漿料任重而道遠(yuǎn)。
5漿料應(yīng)用的方向
我國(guó)加入世貿(mào)組織后,出口到歐洲的紡織品受環(huán)境保護(hù)等技術(shù)壁壘的限制,其中主要因素是我國(guó)紡織生產(chǎn)中漿料及印染后整理化學(xué)制品非綠色加工。我國(guó)漿料對(duì)PVA的依賴還在增加的趨勢(shì),更影響紡織品對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家的出口及市場(chǎng)占有率,因此,必須對(duì)綠色紡織品的生產(chǎn)過(guò)程中采用綠色的漿料助劑等給于高度重視,尤其要加快轉(zhuǎn)變我國(guó)上漿工藝中對(duì)PVA的依賴,在少用及不用PVA作漿料的問(wèn)題上作出努力。
5.1漿料的回收
纖維或經(jīng)線的上漿是一個(gè)過(guò)渡工藝,織造結(jié)束后漿料就沒(méi)有作用了,在印染整理時(shí)漿料需要退掉。因此漿料的污染主要環(huán)節(jié)就是退漿廢水,通過(guò)回收漿料的微細(xì)過(guò)濾系統(tǒng)及完善的印染廢液、退漿廢液的處理系統(tǒng),使經(jīng)過(guò)微細(xì)過(guò)濾及化工處理的水,可以進(jìn)行再循環(huán)使用,而過(guò)濾出的PVA可以在上漿工藝中再利用或改在造紙、建筑等行業(yè)應(yīng)用。日本還設(shè)想以一種降解霉菌來(lái)處理PVA,以提高PVA生物降解性能的方法,達(dá)到繼續(xù)使用PVA的目的。
5.2漿料的改性
發(fā)展PVA改性漿料,生產(chǎn)低聚合度的PVA,用于紡織漿料,提高其生物降解性能。日本是PVA的發(fā)源地,PVA較早地應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域,在PVA改性問(wèn)題上聚合度已發(fā)展到18個(gè)系列,目前日本推出了低聚合度的PVA,500、900、1100,日本認(rèn)為PVA漿料尚在應(yīng)用的條件下,一方面要選用聚合度為1000左右,醇解度為90-97%的PVA作漿料。另一方面,應(yīng)用高低聚合度的PVA混配使用,以提高漿液性能,使?jié){料性能大為改善。在變性淀粉中,大力研究與開(kāi)發(fā)脂化淀粉,像國(guó)內(nèi)外已投入市場(chǎng)的磷酸脂變性淀粉、接枝淀粉等具有很好的實(shí)用價(jià)值及經(jīng)濟(jì)可行性。一方面要繼續(xù)提高聚丙烯酸漿料可上漿性能,加以改進(jìn),另一方面開(kāi)發(fā)新的脂化變性淀粉,兩者配伍使用。
5.3漿料的多元合成
馬鈴薯變性淀粉與聚丙烯酸多元合成制漿,可以完全取代PVA。即經(jīng)濟(jì)、效果又好,上馬又快。聚丙烯酸漿料比PVA的生物降解性能好,主要是丙烯酸酯類的漿料,對(duì)疏水性合成纖維粘附性好,吸濕再粘性已大有改進(jìn),我國(guó)聚丙烯酸漿料已發(fā)展很成熟,有些產(chǎn)品已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為不用PVA作漿料開(kāi)創(chuàng)了好的基礎(chǔ)。西歐以立法形式抵制使用PVA漿料,或禁止PVA漿料加工的坯布進(jìn)入西歐。
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