环保浆料应用分析盐城纺织职业技术学院瞿才新提要：本文从保护环境角度出发，通过分析淀粉( 变性淀粉) 、P V A 和丙烯酸三大类浆料的性质及纯棉纱、涤棉混纺纱的上浆要求，比较了几种环保浆料的上浆性能指标，介绍了几种环保浆料在纯棉纱和涤棉混纺纱上浆取代P V A 的应用情况。指出：开发高性能的环保浆料十分必要，目前环保浆料国产化程度低，进口浆料价格高，制约了环保浆料的应用。就现有生产化水平而言，立足变性淀粉和丙烯酸类浆料，研究高效的添加剂取代P V A 上浆不失为一种有效途径。关键词：棉纱t 涤棉纱；应用；环保浆料，上浆；性能；评价浆纱是织造工程的重要工序，俗话说：“浆好纱等于织好布的一半”。浆纱工序从工艺上讲要使经纱增加强力，提高耐磨性能，从经济上讲要降低浆纱成本，提高生产效率t 从环境保护上讲，要避免污染环境，保证人体健康。中国环境标志产品对生态纺织品的技术要求是：l 、产品不经过氯漂白；2 、产品不得采用防霉蛀和阻燃整理；3 、产品不得添加五氯苯酚和四氯苯酚l4 、产品中不得有霉味，汽油味及有毒的芳香胺气味；5 、产品不得使用偶氮染料l6 、产品中甲醛、可提取重金属含量、浸液P H 值、色牢度及杀虫剂残留量等指标应符合O K 。一T e x S t a n d a r dl0 0 标准。因此应采用环保浆料上浆。环保浆料生产的产品就能通过我国的生态纺织品H J B Z3 0 2 0 0 0标准，具体来说，环保浆料除了满足上浆的工艺条件外还能满足：( 1 ) 在成份中应该不含环境标志中列出的不应有的物质( 2 ) 在上浆时不应有有害挥发物；( 3 ) 退浆后溶液应有较多的生物降解性坯布不应含甲醛等有害物质。浆纱污染环境的根源在浆料，途径在三个方面：一是浆纱过程中废水污染；二是退浆带来的废液污染；三是面料上的污染残留物引起的服装再污染。1 浆料目前，在纺织用浆料市场上唱主角的仍然是淀粉、P V A 和丙烯酸类三大浆料。淀粉对亲水性的天然纤维有较好的粘附性，也有一定的成膜能力，淀粉的资源丰富，价格低廉，但上浆性能不能令人十分满意，常需用各种助剂加以弥补。应用物理、化学或生物方法使淀粉变性或与其它浆料混合使用，可提高其上浆效果。淀粉容易被生物分解，退浆废液处理方便。因此在各种浆料中，淀粉及变性淀粉仍占最大比例，在生产变性淀粉时，不使用含甲醛甲醇作助剂，控制重金属的含量，控制P H 值在6 7 范围，就可看作环保浆料。P V A 浆料具有优良的成膜性、粘附性及与其它浆料相容性的特点，一般说是细支棉纱及涤棉混纺纱较为理想的浆料，但由于其退浆污染问题，成为环保纺织的大忌。我国在二十世纪7 0 年代上浆开始大量使用P V A 至2 0 0 0 年，用于经纱上浆的P V A 高达6 7 万吨，退浆后大部分印染污水排放6 1到江河、农田，严重破坏生态平衡，影响人体健康，因此，用环保浆料取代P V A 上浆刻不容缓。丙烯酸类浆料是丙烯酸类单体的均聚物，共聚物或共 昆物的总称。以丙烯酸酯为主体的合成浆料是丙烯酸类浆料中最重要的一种，它与疏水性合成纤维有优良的粘附力，浆膜柔顺，强度较低，但变形能力大，存在吸湿再粘性，上浆时有利于减少浆纱毛羽，提高纱的耐磨性。由于P v A 浆料的缺陷，目前，研究与开发丙烯酸类浆料势在必行。丙烯酸浆料主要有三大类：聚丙烯酸盐，聚丙烯酰胺和聚丙烯酸甲酯。2 浆料的选择与配合合理选择浆料并适当配合，是浆纱成败的关键，选择浆料的前提是遵循“相似互溶原理”，主要依据纤维种类、纱线粗细、织物结构和织物紧度等。配方时，必须做到二点：是浆料配合的种类越少越好，：二是各成份之间不应发生化学反应。纯棉纱上浆，一般采用淀粉或变性淀粉为主浆料就可满足上浆要求，而对于纯棉特细纱，由于浆纱增强率有较高要求，目前普遍使用P V A 与变性淀粉一起作为主浆料，如考虑P V A 浆带来的环保后遗症，那就要研究如何取代P V A 了。人造棉纱上浆，主要考虑适当增加强力及耐磨性能，减少弹性损失，一般采用氧化淀粉，褐藻酸钠或C M C 为主浆料。涤纶纤维吸湿性差，上浆困难，一般采用P V A 或丙烯酸类浆料，对于涤纶与天然纤维混纺纱，目前多用P V A 、丙烯酸类化学浆或与淀粉混合浆，研究为避免污染而不用P V A 的环保浆料，目前仍是一个有难度的课题。3 环保浆料的性能3 I 、环保浆料的性能解决浆纱的环保问题，一是开发环保浆料，二是研究合适的添加剂，使淀粉或变性淀粉等清洁浆料发挥出最佳效能。目前，国内外浆料制造商在环保浆料的开发上取得了一些进展，以转基因淀粉和聚丙烯酸酯类为主，其中较著名的如荷兰艾维贝公司的A S P 淀粉，德国伊埃斯公司的E 19 、E 2 0和C P 浆料。东华大学的c T A 浆料等，对细支纯棉纱和涤棉混纺纱有比较好的上浆效果，各种环保浆料的主要性能见表l。表1 ：各种浆料的浆纱性能项目C PP e n l e x 9 0A S P醋酸酯淀粉纯棉纱粘着力( N )6 5 2 66 2 8 87 8 95 5 1涤棉纱粘着力( N )1 2 2 7 01 0 4 11 0 8 310 1 6浆膜断裂强度( N m m2 )2 6 7 22 6 0 52 4 8 53 0 3 9浆膜断裂伸长率( )2 3 82 。9 1 9。2 9 l3 0 7浆膜磨耗( m g m2 )0 4 5 40 9 41 3 52 7 13 2 环保浆料的性能比较、一衡量种浆料能否用来对某一种纤维上浆，主要看浆料能否具有足够的粘着力，粘附力是表现浆料性能的一个重要指标，也是上浆质量的主要标志，粘尉率的太小与浆料本身的内聚力和浆料与纤维之间的粘着力有关，良好的粘附力能使经纱秘毛羽内贴伏，强力提高，耐磨性增加。浆纱强度的提高，主要是由于浆液浸透子纱线内部，使纤维之间粘合，阻止纤维受拉时相对滑移，而浆膜本身强力发挥的作用是较少的，经纱在织机上受到的主要是拉伸变形，这就要求浆膜既6 2要有良好的弹性，也要求浆膜的拉伸曲线尽可能与纱线的拉伸曲线相近。耐磨性能是浆料粘附力及强伸度的综合表现，也是浆纱的一个主要指标，在织造过程中，被覆于经纱表面的浆膜是摩擦力的主要承受者。综上所述，浆纱性能5 个方面的指标的权重根据其影响力的大小分别取：0 2 5 、0 2 5 、0 1 、0 2 、0 2 。3 2 1 浆料主要浆纱性能指标换算将表1 数据进行归一整理得表2表2 ：浆料浆纱性能指标归一表项目C PP e n l e x 90A S P醋酸酯淀粉纯棉纱粘着力O 2 50 2 40 3 00 2 l涤棉纱粘着力0 2 80 2 40 2 50 2 3浆膜断裂强度0 2 5O 2 40 2 3O 2 8浆膜断裂伸长率0 2 l0 2 60 2 60 2 7浆膜磨耗0 3 0O 2 80 2 50 173 2 。2 建立模糊评价矩阵I ，0 。R = 0L 三0 2 40 2 40 2 40 2 60 2 80 3 0O 2 50 2 3O 2 60 2 53 2 3 计算综合性能指标R + = ( 0 2 5 、0 2 5 、0 1 、0 2 、O 2 ) + R = ( 0 2 5 、0 2 4 、0 2 5 、0 2 3 )C P 、P e n l e x 9 0 、A S P 及醋酸酯淀粉浆料浆纱，综合性能指标分别为：0 2 5 、0 2 4 、0 2 5 、0 2 3 ，四者之间比较接近，C P 及A S P 浆料稍好一些，如各项指标权重选择不同，再加上实验测试条件变化，结果仍会有些波动。4 环保浆料的应用分析目前，采用环保浆料取代P V A 上浆的主要是涤纶混纺纱织物上浆和细支高密纯棉织物的上浆两大类品种，尤其以涤纶混纺纱织物采用环保浆料上浆的难度更大些。4 1 涤棉混纺纱采用环保浆料上浆涤棉混纺纱经纱中含涤纶纤维成分。以T C 6 5 3 5 为例，通常的配方中，P V A 浆料使用比例高达7 0 左右，高比例P V A 对涤棉混纺纱增强耐磨起了很重要的作用，但P V A 浆易结皮，干分绞困难，难以降解带来环保问题，已被不少国家禁止使用，如何取代P V A 完成对涤棉混纺纱的上浆，已有不少成功的例子。4 1 1 用C P 浆料取代P V A 对涤棉纱上浆在生产1 1 9 41 3 t e x 1 3 t e x5 2 3 5 根l O 厘米2 8 3 5 根1 0 厘米T C 6 5 3 5 夫绸织物上浆时，有企业采用德国伊埃斯公司生产的C P 浆料取代P V A 上浆。浆料配方为：酯化淀粉2 5 k gC P7 5 k g6 3、I-I，fIJl3877222210OOOO干重9 3 5 k g调浆体积7 6 0 L计算含固量1 2 3 浆纱工艺为：浆料粘度7 s上浆率1 4 6 8 回潮率2 6 9 经纱增强率1 2 9 l 减伸率1 9 5 4 。织机效率9 9 从生产情况看，采用C P 浆料取代P V A 上浆，织机运转情况良好，生产效率高，但上浆成本有较大辐度提高。4 1 2 用C T - A 浆料取代P V A 对涤棉纱上浆在生产l3 t e x 1 3 t e x4 3 3 根1 0 厘米2 9 9 根1 0 厘米T C 6 5 3 5 细布时，采用C T A 浆料取代P V A 上浆，由于聚丙烯酸酯浆料C T A 中大量存在酯基，与涤纶纤维作用较强，由于内部氢键较少，内聚力不会像P V A 那样太强，干分绞方便。上浆配方及工艺如下：C T A6 0 醋酸酯淀粉4 0 油剂适量粘度5 6 s上浆率13 2 断裂强度2 9 6 c N断裂伸长6 5 耐磨1 0 1 3 次 经纱断头率0 12 根台h织造效率9 5 2 4 1 3 用E 一19 浆料取代P V A 上浆E 一1 9 是一种转基因马铃薯酯化上浆，它的大分子链上除引入酯基团外，还引入其它基团，提高浆膜的屈曲强度和弹性，且退浆方便，是一种环保浆料。ll9 4l3 t e x 1 3t e x5 2 3 5 根1 0 厘米2 8 3 5 根l O 厘米T C6 5 3 5 府绸织物时，上浆配方及工艺如下：E l99 0 丙烯酸浆料1 0 油酯适量浆液温度8 5 粘度7 6 s含固率1 2 6 4增强率减伸率织造断头织造效率从实际效果看，用E 一1 9 酯化浆料替代P V A ，既弥补P V A 上浆易结皮，干分绞困难的弊病，又提高浆纱质量，保证了织造效率。4 2 纯棉纱采用环保浆料上浆随着变性淀粉粘度稳定性的提高，粘度降低，为增加浆液含固量和采用高压上浆提供了条件，特别是一部分变性淀粉的粘附力显著提高，使其成膜性，浆纱耐磨性，浆膜柔韧性，耐屈曲性，弹性等均有较大程度的改善。目前，国内大部分品种的变性淀粉生产技术比较成熟，相对于C T A ，E l9 ，E 一2 0 ，A S P ，G M 8 - 6 0 ，C P 等新型浆料而言，价格也易被织造厂接收，因此，对于纯棉纱织物而言，应重点研究如何用好变性淀粉。但在生产细支高密或高紧度纯棉织物时，用变性淀粉上浆就有些力不从心了，过去使用P V A ，如考虑环保因素，也存在如何取代P V A 的问题了。4 2 1 用E 一1 9 浆料取代P V A某厂生产1 6 01 9 t e x 3 6 t e x5 0 4 根1 0 里米2 3 6 根1 0 厘米纯棉纱卡时，由于该品种密度高，紧度大，经向紧度达10 0 6 ，织造对浆纱要求较高，过去采用P V A 上浆，但效果仍不太理想，采用E l9 浆料其上浆配合及工艺如下：醋酸酯淀粉3 7 5 k gE 一1 95 0 k g丙烯酸1