聚酯浆料与淀粉混合浆的性能测试及配伍研究

摘 要：为了提升涤纶的上浆效果，降低企业浆纱成本，采用水性聚酯浆料与淀粉以不同配比进行配伍使用。测试浆液体系黏度、黏附力、断裂伸长率及浆膜的水溶速率等指标，对浆液性能及浆膜性能进行比较、分析，对浆纱外观形态进行观察。结果表明：当水性聚酯浆料与淀粉使用配比为40∶60时，浆液性能与纯水性聚酯浆料接近，上浆效果优良；浆膜吸湿率、水溶速率低，有利于浆纱加速退浆，提高生产效率；同时浆纱外观服贴，结构紧密，有利于涤纶上浆。

关键词：水溶性聚酯浆料；酸解淀粉；黏度；黏附力；水溶性；外观形态

中图分类号：TS103.84

文献标志码：A

文章编号：1009-265X（2018）04-0080-03

Abstract：In order to enhance the sizing effect of polyester and reduce the sizing cost for production enterprises， the water-soluble polyester sizing and starch were used in different proportion. The viscosity， adhesion force and elongation at break of the slurry system as well as water solubility rate of the serosa were tested respectively. The slurry properties and serosal performance were compared and analyzed. And the appearance of the sizing was observed by scanning electron microscopy. The results showed that when the ratio of water-soluble polyester sizing and starch was 40∶60， the slurry performance was close to that of pure water-soluble polyester sizing， and the sizing effect was good. The moisture absorption rate and water soluble rate were low， which is favorable to accelerate desizing and improve production efficiency. The smooth appearance and dense structure of sizing are conducive to polyester sizing.

Key words：water-soluble polyester sizing； acidolysis starch； viscosity； adhesion force； water solubility； appearance

聚酯纖维主要品种为聚对苯二甲酸乙二酯纤维，在中国的商品名称为涤纶。由于具有优良的抗皱免烫性和热稳定性，被广泛使用在服装面料、床上用品、装饰用品及工业领域[1]。目前三大主浆料：PVA、变性淀粉、聚丙烯酸类浆料，虽然在经纱上浆中被广泛使用，但用来对涤纶进行上浆效果并不理想，均出现黏附性能差的问题，尤其是PVA，不易生物降解，对环境污染较大，越来越多的国家已开始禁止使用[2]。

水性聚酯浆料是采用苯二甲酸和乙二醇为原料，通过与苯二甲酸磺酸盐共聚而形成的聚酯高分子化合物，由于与涤纶分子结构相近，对涤纶具有优良的黏附性，并且水溶性好，黏度稳定，上浆效果优异。在浆料使用过程中，水性聚酯浆料的使用成本较高，因此在实际生产中，需要将聚酯浆料与淀粉配伍使用。本文主要对水性聚酯浆料与淀粉混合浆的性能进行探讨，以期寻找到二者之间适宜的配比。

1 实 验

1.1 实验药品与仪器

水性聚酯浆料（济南新时代化工有限公司）；酸解淀粉（德州华夏变性淀粉有限公司）；T-500型电子天平（常熟市双杰电子仪器厂）；旋转式黏度计NDJ-1（上海精纯仪器设备有限公司）；DW-2-90W恒速强力电动搅拌器（上海科升仪器有限公司）；电子单纱强力仪HD021N（南通宏大实验仪器有限公司）；扫描电镜Verios 460（美国FEI公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 混合浆料配制

常温条件下，在烧杯内放入适量水，开启恒速强力电动搅拌器，先投入酸解淀粉不断进行搅拌，10 min后再投入一定比例的聚酯浆料，配置成一定浓度的混合浆料，搅拌充分后加盖放入95 ℃恒温水浴锅中调温30 min，使浆液温度升至95 ℃待用。

1.2.2 浆液黏度和黏度热稳定性测试

将不同配比的混合浆料分别配制成含固量为3%的浆液700 mL[3]，在恒温水浴中不断加热，使混合浆液温度升高至95 ℃后每隔30 min测试1次黏度，共测6次，其中60 min时所测黏度值即为浆液的稳定黏度，后5次黏度值的级差与60 min时的黏度值比值则为黏度热稳定性。

1.2.3 浆液黏附力测试

黏附力测试采用粗纱浸浆法[5]。将不同配比的混合浆配置成质量分数1%的浆液1 500 mL，加盖后放入95 ℃恒温水浴锅中调温30 min，将T/C 14 tex纱轻绕在铝合金框架上浸入混合浆中，充分浸润5 min后取出，自然晾干后在织物强力机上进行测试，所测纱线断裂强力的平均值即为黏附力。

1.2.4 浆膜的水溶性和吸湿率测试

将不同比例的混合浆浆膜裁成100 mm×20 mm的条状[6]，在长度方向中间处作一直线，将处理后的浆膜浸入80 ℃水中开始计时，当水平面与浆膜中间记号线重合时终止计时[7]，所测时间的平均值即为浆膜的水溶速率。

将不同比例混合浆浆膜裁成直径约70 mm的圆形试样，放在105～110 ℃烘箱中烘至恒重后称重，调温调湿箱内的温度为25 ℃，相对湿度为75%，将试样放入调温调湿箱内24 h后取出称重，吸湿前后的重量差与浆膜干燥重量的比值即为吸湿率[8]。

1.2.5 浆纱外观形态

用扫描电镜观察浆纱外观形态。

2 结果与讨论

2.1 浆液黏度和黏度热稳定性分析

浆液黏度和黏度热稳定性实验结果见表1。在表1中，随着水性聚酯浆料所占比例逐渐增大，混合浆的黏度逐渐降低，黏度热稳定性也趋于稳定，更加有利于纱线上浆。当配比为35∶65时，黏度热稳定性达到85%以上；当配比为40∶60时，混合浆黏度降低较为明显，此时黏度热稳定性达到90.62%，之后虽然随着聚酯含量的增加黏度还在继续降低，但降低幅度较小。

尽管混合浆总体的黏度和黏度热稳定性都较水性聚酯浆料水平低，但水性聚酯浆料在生产中使用成本较高[4]，从经济角度来说不易单独用作浆料。通过表1的黏度和黏度热稳定性结果分析，当水性聚酯浆料与淀粉按40∶60的配比使用时，可以满足上浆过程中对浆液的黏度和黏度热稳定性要求。

2.2 浆液黏附力分析

浆液黏附力实验结果见表2。从表2可以看出，混合浆料对T/C14 tex纱浆纱后的断裂强力和断裂伸长率均与水性聚酯浆料浆纱效果接近，当两者配伍混合比为40∶60时，断裂强力效果提升较为明显，此时的断裂伸长率也与聚酯浆料浆纱的断裂伸长率接近。而当配比为45∶55时，断裂强力增速缓慢；当配比为50∶50时，断裂强力和断裂伸长率开始下降。表明混合浆的断裂强力和断裂伸长率并未随着其中水性聚酯浆料的占比加大而持续提升，而是呈先增大后减小的趋势。

2.3 浆膜水溶性和吸湿率分析

水溶速率与吸湿率实验结果见表3。从表3可以看出，不同配比混合浆使用时，随着聚酯浆料占比的增加，水溶速率也在逐渐提高，吸湿率逐渐降低[9]。吸湿率降低，可以改善生产中浆膜的吸湿再黏问题；水溶速率降低，则有利于浆纱加速退浆，提高生产效率。当混合浆配比为30∶70时，浆膜的水溶速率改善明显，之后随着聚酯的增加，水溶速率在进一步提高，当混合比为40∶60时，水溶速率达到1.2 h，之后尽管聚酯在混合浆中的占比仍在增加，但水溶速率变化幅度却较小。

2.4 浆纱外观形态分析

综合以上的分析，聚酯浆料与淀粉混合使用时，当配比为40∶60时，浆液性能及浆膜性能都较好。为了对其浆纱效果有更为细致的了解，采用水性聚酯浆料与淀粉混合比为40∶60的混合浆对T/C 65/35 13 tex纱进行上浆，并对浆纱的外观形态进行扫描电镜观察[10]，同时与T/C 13 tex原纱外观进行了对比，结果见图1。

对比图1中的（a）、（b）可以明显看出，涤棉原纱结构较为松散，毛羽较多，经水性聚酯与淀粉以40∶60比例混合上浆后，浆纱毛羽服贴，结构紧密，外观改善较为明显。

3 结 论

水性聚酯浆料由于与涤纶分子结构较为接近，因此对涤纶具有优良的黏附性，上浆效果优异，浆料水溶性好，易退浆。但水性聚酯浆料使用成本较高，生产中需要与淀粉配伍使用。使用过程中，随着聚酯浆料配比的增加，浆液的黏度、黏度热稳定性、断裂强力等都有改善，当水性聚酯浆料与淀粉配比为40∶60时，所测各项指标均适宜上浆。通过对浆纱外观进行扫描电镜分析，经水性聚酯与淀粉以40∶60比例混合上浆后，浆纱毛羽服贴，结构紧密，浆纱效果优良。

参考文献：

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[2] 李曼丽，金恩琪，杨泳慧.生物基纺织浆料发展现状浅析[J].轻纺工业与技术，2015，2（1）：78-80.

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[4] 刘欢，武海良，沈艳琴.TM聚酯浆料的浆纱性能[J].纺织科技进展，2014（1）：35-36.

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[7] 金恩琪，李曼丽.改性羽毛蛋白浆料的制备方法及浆料：中国，2014101099071[P].2014-07-16.

[8] 金恩琪，李曼麗，张玲玲.脂肪族单体结构对水溶性聚酯浆纱性能的影响[J].纺织科技进展，2016，6（6）：67-69.

[9] 李伟，祝志峰.磺基丁二酸酯化淀粉的合成及其对羊毛的黏附性[J].纺织学报2015，36（1）：93-97.

[10] 范雪荣，荣瑞萍，纪惠军.纺织浆纱检测技术[M].北京：中国纺织出版社，2007.