高速缝纫线无水硅蜡整理剂研究

摘要

随着缝纫机机速的快速提升，常规涤纶缝纫线因纤维熔融阻碍针眼和断头率增多的问题越来越突出，无法满足高速缝纫的要求。添加后整理润滑油剂是提高缝纫线耐摩擦性能的有效方法，而硅蜡整理剂是目前缝纫线领域公认的有效改善缝纫线品质的后整理剂。硅蜡整理剂具有优异的润滑效果、较低的上油率和较小的渗油量等优点，然而新型的高品质硅蜡整理剂基本依赖进口、价格昂贵。为此，本课题以表面活性剂和有机概念图的相关知识为基础，自主研制了具有良好润滑性且与涤纶基底具有高结合牢度的硅蜡整理剂产品，并深入研究表面活性剂在硅蜡油-油体系中的作用机理以及提高硅蜡膜在涤纶基底上结合作用的内在规律。主要研究工作和结果如下:　　首先，研究了硅油和石蜡的基本理化性能，包括硅油的生理惰性、热屏蔽性能和润滑性能，石蜡的成膜性和润滑性能。通过对不同熔点石蜡与不同粘度硅油的相容度研究制备出在最大相容度下的无水硅蜡乳液二元体系，并研究了二元体系的贮存稳定性以及硅蜡膜与涤纶基底的结合状况。结果表明:在一定范围内，固体石蜡的号数越低，分子量越小，和二甲基硅油的结合点越多，即与二甲基硅油的最大相容度越高;二甲基硅油的粘度越低，分子链越短，单位量二甲基硅油与石蜡的结合量也越大，即与固体石蜡的最大相容度越高;在不加表面活性剂的情况下，硅蜡二元体系在贮存稳定性、成膜性和硅蜡膜与基底的结合牢度等指标均较差，不能达到应用要求。　　继而，通过对无水硅蜡乳液所需各组分的优选，以及各组分配比和乳化工艺的研究，制备出具有优异的贮存稳定性和加热稳定性及低粒度的无水硅蜡乳液，并研究了表面活性剂在体系中的作用机理和模型。结果表明:以R1和R2组成的复合表面活性剂R适用于硅油/石蜡无水乳化体系，其中R2作为主体，它具备一端亲硅油一端亲石蜡的结构，而R1能插入到在硅油/石蜡界面上较紧密排布的R2分子之间，起到提高界面膜强度的作用，即通过R1和IR2的协同作用提高无水硅蜡乳化体系稳定性:优化的高温型硅蜡整理剂配方和制备工艺为:1000CS二甲基硅油89％，46号固体石蜡5.5％，复合乳化剂R5.5％;采用“剂在油中法”进行乳化，乳化温度80℃，乳化速度4000r/min，乳化时间20min;优化的常温型硅蜡整理剂配方和制备工艺为:500CS二甲基硅油90.8％，高粘度液体石蜡3.5％，58号固体石蜡1.2％，复合表面活性剂R4.5％;采用“剂在油中法”进行乳化，乳化分两次进行，第一次乳化剪切速度为4000r/min，乳化温度80℃，乳化时间40min，第二次乳化剪切速度为1500r/min，乳化时间20min，在第二次剪切的同时以水浴降温;在上述配方和工艺下制备的高温型和常温型无水硅蜡乳液的贮存稳定性好，应用效果均明显优于常规硅油整理剂。　　最后，研究了经优化配方和工艺下自制无水硅蜡体系整理缝纫线的性能，包括摩擦系数、纱线毛羽系数和缝纫线色变情况等，并对硅蜡膜与涤纶基底间结合作用的内在规律做了分析探讨。结果表明:在优化工艺下制得的硅蜡整理剂(高温型和常温型)均能显著提高涤纶缝纫线的耐摩擦性能，减少毛羽，降低断头率，综合性能与目标产品性能基本一致。硅蜡多元体系因其低界面张力以及富含酯基、羧基等与涤纶纤维有较好结构相似性的基团，使其能够“植入”于涤纶基底，增加硅蜡膜与基底的接触面积，并提高膜层与纤维间的分子间作用力，进而提高硅蜡膜与涤纶基底的结合牢度。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1课题背景及意义

1．2．1中低速缝纫线后整理剂研究进展

1．2．2高速缝纫线后整理剂研究进展

1．3无水乳化技术的研究现状

1．3．1乳化技术的基本理论和无水乳化特点

1．3．2无水乳化技术研究进展

1．4课题的研究目标和主要研究内容

1．4．1研究目标

1．4．2主要研究内容

第二章硅油／石蜡的基本理化性能及无水硅蜡二元体系的性能研究

2．1引言

2．2实验部分

2．2．1实验材料及试剂

2．2．2实验仪器

2．2．3实验方法

2．3结果与讨论

2．3．1二甲基硅油和石蜡的理化性能研究

2．3．2无水硅蜡二元体系的应用性能研究

第四章硅蜡整理缝纫线的性能及硅蜡膜与基底的结合机理研究

4．1引言

4．2实验部分

4．2．1实验材料与试剂

4．2．2实验仪器

4．2．3实验方法

4．3结果与讨论

4．3．1硅蜡整理缝纫线的性能研究

4．3．2硅蜡膜的性能研究

4．3．3涤纶基底上的硅蜡膜作用机理研究

4．4本章小结

第五章结论与展望

5．1结论

5．2展望

参考文献

附录

致谢