改性田菁胶的制备及在经纱上浆中的应用

摘要

经纱上浆是织造前的一道重要工序。经纱上浆中常用的浆料主要有淀粉、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸类三大类。淀粉类浆料具有资源丰富、价格低廉、环境污染低等优点，但由于其粘附性较差、浆膜硬而脆，在上浆过程中常需要各种辅助浆料加以弥补，或者运用物理、化学的方法使淀粉变性，从而改善淀粉浆料的性能。PVA浆料上浆性能优良，但不易生物降解，使其使用也受到一定的限制。丙烯酸类浆料的粘附性较好，但有较强的吸湿再粘性缺点。为了追求更好的上浆效果，开发新型的绿色天然高分子纺织浆料已成为化学工作者和纺织工作者的一项重要任务。
　　 田菁胶是田菁种子的内胚乳中提取的天然高分子化合物，在水中有良好的分散性和增粘性，同时具有良好的生物降解性，可以弥补合成浆料难以降解的缺点。但田菁胶的主要缺点是价格较高，分子量过大，浆液粘度不稳定，这些缺点限制了其在纺织上浆中的应用。这就迫切要求利用化学改性，降低其浆液的粘度，提高其热稳定性，浆液能更好的渗透到纱线内部，使得浆纱耐磨性提高，增加断裂强力，提高毛羽贴伏率，有利于织机织造，提高织物质量。因此具有生物降解性的田菁胶，可以作为一种新的绿色环保型纺织浆料进行研究开发。基于此，本文制备了几种新型的改性田菁胶浆料，并对它们的上浆性能进行了研究。本文主要研究内容和结果如下。
　　 1.氧化田菁胶的制备及在纯棉上浆中的应用
　　 将田菁胶原粉溶于水体系中，用一定量次氯酸钠溶液氧化，得到氧化田菁胶浆料。然后对浆料性能和上浆后的浆纱性能进行了测试。结果表明，制得的氧化田菁胶浆液透明度较高，热稳定性强，粘度低；氧化田菁胶作为纺织浆料，粘附力明显高于PVA-205和PR-Su，浆膜强度与PVA-205的接近；将其用于棉线上浆得到的浆纱有较大的断裂强度和较小的断裂伸长率，能很好地贴附毛羽并提高纱线的耐磨性；与此同时，退浆液的生化需氧量和化学需氧量(BOD/COD)大于0.45，说明氧化田菁胶的生物降解性能较好。
　　 2.氧化田菁胶接枝聚丙烯酸的合成及在纯棉上浆中的应用
　　 用过硫酸钠作为引发剂，将氧化田菁胶与丙烯酸接枝共聚，合成了氧化田菁胶接枝聚丙烯酸浆料(OSG-g-PAA)。通过研究不同用量的次氯酸钠、丙烯酸、过硫酸钠对上浆性能影响，筛选确定了合适的接枝配比。结果表明，田菁胶的量为2.0g时，合适的接枝配比为：次氯酸钠的用量为6mL(有效氯为0.338g)，丙烯酸的用量为1.0g，过硫酸钠的用量为0.025g。将最佳接枝配比得到的OSG-g-PAA浆料用于纯棉上浆后，其浆纱断裂强力为341cN，高于PR-Su上浆的浆纱强力，接近PVA-205上浆的浆纱强力；浆纱毛羽降低率明显高于PR-Su和PVA-205；浆纱耐磨次数增加了20.7％；对纯棉和涤/棉来说，OSG-g-PAA浆料的粘附力明显均高于OSG、PVA-205和PR-Su；退浆液的BOD5/COD比值为0.543，且氯化物的含量也很低，说明OSG-g-PAA对环境友好。
　　 3.氧化田菁胶接枝聚乙酸乙烯酯的合成及在涤/棉上浆中的应用
　　 以水为分散介质，用过硫酸钠作为引发剂，将氧化田菁胶与乙酸乙烯酯接枝共聚，合成了氧化田菁胶接枝聚乙酸乙烯酯浆料(OSG-g-PVAc)。然后研究了不同用量的次氯酸钠，乙酸乙烯酯，过硫酸钠对上浆性能影响，得出合适的浆料配比。通过浆纱断裂强力、耐磨性能以及毛羽指数三方面考虑，利用单因素和正交实验设计、测试和分析，确定了合适的接枝配比。结果表明，在田菁胶的量为2.0g时，合适的接枝配比为：次氯酸钠2mL(有效氯为0.113g)，乙酸乙烯酯的用量为0.25mL(0.229g)，过硫酸钠的用量为0.015g。最佳配比制得的OSG-g-PVAc浆液粘度稳定性较好，且从OSG-g-PVAc对涤/棉上浆性能来看，浆纱的断裂强力增大，耐磨性提高，同时毛羽贴伏率明显提高。