不同淀粉对竹纤维上浆性能的研究

2018-11-14王坤周迎春

纺织科学与工程学报 2018年4期

王坤，周迎春

(1.湖南工程学院纺织服装学院，湖南湘潭411100; 2.东华大学纺织学院，上海201620)

竹纤维是从竹类中提取出来的一种再生植物纤维，是继棉、麻、毛、丝之后人类应用的的第五大天然纤维[1]。它以瓷竹、毛竹等竹子为原料，经过特殊的高科技工艺处理，把竹子中的纤维素提取出来，再经制胶、纺丝等工序制造而成的再生纤维素纤维。东南亚和欧美国家称其为“中国纤维”、“会呼吸的纤维”。竹纤维具有较高的强力和良好的透气性能，其手感柔软，染色性、耐磨性、悬垂性及吸放湿性能优良[2]，尤其是独特的抑菌、抗菌、防紫外线等功能，使竹纤维被广泛应用于服装内衣面料、床上用品、卫生用品及各种防臭鞋袜和其他生活用品。同时，竹纤维是一种易于生物降解的纤维，对环境无污染，得到了市场认可和迅速发展。

竹纤维上浆浆料中的XR-ST变性淀粉在欧美一些国家对转基因淀粉的变性产物和两性淀粉有研究和使用。欧洲主要开发和研究的是酯化、醚化的马铃薯淀粉，这类XR-ST变性淀粉由于在淀粉大分子结构中引入了酯基和醚化基团(因醚化剂种类而异)，淀粉的糊化温度降低，甚至冷水可溶，浆液在低温下不凝冻，有利于调浆和低温上浆。在美国则是酯化、醚化、氧化的玉米为主。国外在XR-ST变性淀粉的开发和利用上着眼于高性能及取代PVA的功效。我国在竹纤维浆料中XR-ST变性淀粉的研究和开发方面与国外的差距并不大，已具备生产各种XR-ST变性淀粉和不同变性深度产品的能力[3]。用于竹纤维经纱上浆的XR-ST变性淀粉不仅有氧化淀粉、酸解淀粉、交联淀粉还有各种酯化淀粉、醚化淀粉、CD-DF868接枝淀粉以及采用几种变性方法制得的双变性或多XR-ST变性淀粉[4]。PVA浆料的浓度较低但粘度很高,浆纱的浆膜具有较大的强力，从而增加浆纱在织造过程的耐磨性，浆液稳定粘度使纱线上浆均匀，对天然纤维和多数合成纤维有较好的上浆效果[5]。但PVA含量过高时，浆纱干分绞困难,在织造和生产的时候断头增多,浆纱的毛羽增加。因为上浆的特性导致退浆困难,同时废浆对环境的污染很大,增加了污水处理的成本。虽然现在用量很大，但正逐渐被性能优良的XR-ST变性淀粉和环保的聚丙烯酸类浆料所替代。

本论文采用XR-STXR-ST变性淀粉和CD-DF868CD-DF868接枝淀粉为粘着剂，通过改变调浆和上浆的工艺参数，获得最佳的上浆性能。

1 实验部分

1.1 实验原料

表1 实验材料

1.2 实验仪器设备

实验调浆设备：

电磁炉、调浆锅、搅拌器、冷凝管、温度计、烧杯、量筒、电子天平、烘箱、温度计、玻璃搅拌棒、容量瓶等。

实验上浆设备：

GA393型单纱染浆一体机

1.3 实验安排

相关因素：含固率、煮浆时间、上浆车速将含固率、煮浆时间、上浆车速分别设为X、Y、Z三个因素，其水平则分别为X1、X2、X3，Y1、Y2、Y3，Z1、Z2、Z3。试验方案如下表所示：

表2 二浆料上浆实验相关参数表

表3 浆料配方

表4 正交法实验安排

2 实验结果与讨论

2.1 CD-DF868接枝淀粉对毛羽降低率的影响

表5 CD-DF868接枝淀粉浆料毛羽降低率的分析表

由表5可知，KX3>KX2>KX1，含固率8%为实验的优水平。KY3>KY2>KY1，煮浆时间40分钟为实验的优水平。KY1>KY2>KY3，上浆车速35m/min为实验的优水平。CD-DF868接枝淀粉浆料含固率对毛羽降低率的影响最大，上浆车速因素为第二，煮浆时间对毛羽降低率的影响最小。

2.2 CD-DF868接枝淀粉对浆纱增强率影响

表6 CD-DF868接枝淀粉浆料对浆纱增强率分析表

由表6数据分析可知，KX3>KX2>KX1，8%含固率为实验的优水平。KY3>KY2>KY1，40分钟煮浆时间为实验的优水平。KY1>KY2>KY3，35m/min上浆车速为实验优水平。

2.3 CD-DF868接枝淀粉对浆纱减伸率的影响

表7 CD-DF868接枝淀粉浆料对浆纱减伸率分析表

由表7数据分析可知，KX1

2.4 XR-ST变性淀粉对毛羽降低率的影响

表8 XR-ST变性淀粉浆料毛羽降低率的分析表

由表8可知，KX3>KX2>KX1，含固率8%为实验的优水平。KY3>KY2>KY1，煮浆时间40分钟为实验的优水平。KY1>KY2>KY3，上浆车速35m/min为实验的优水平。XR-ST变性淀粉浆料的含固率对毛羽降低率的影响最大，煮浆时间为第二影响因素，上浆车速对毛羽降低率的影响最低。

2.5 XR-ST变性淀粉对浆纱增强率影响

表9 XR-ST变性淀粉浆料对浆纱增强率分析表

由表9数据分析可知，KX3>KX2>KX1，8%含固率为实验的优水平。KY3>KY2>KY1，40分钟煮浆时间为实验的优水平。KY1>KY2>KY3，35m/min上浆车速为实验优水平。

2.6 XR-ST变性淀粉浆料对浆纱减伸率影响

表10 XR-ST变性淀粉浆料减伸率分析表

由表10数据可知，KX1

2.7 含固率对毛羽降低率的影响

图1 CD-DF868接枝淀粉浆料和XR-ST变性淀粉浆料含固率对毛羽降低率的影响

由图1曲线趋势可知，CD-DF868接枝淀粉浆料和XR-ST变性淀粉浆料的毛羽降低率随着含固率的增加而不断地上升。浆料的含固率上升，粘附在竹纤维纱线上的浆液量上升，在竹纤维纱线的表面形成了较好的浆膜，纱线的毛羽指数减少，毛羽降低率数值上升[6]。

2.8 煮浆时间对毛羽降低率的影响

图2 煮浆时间对毛羽降低率的影响

由图2所示，随着煮浆时间的不断提升，CD-DF868接枝淀粉浆料和XR-ST变性淀粉浆料的毛羽降低率也得到了提高。

2.9 浆纱车速对增强率的影响

由图3曲线变化可知，CD-DF868接枝淀粉浆料和XR-ST变性淀粉浆料的增强率随着上浆车速的提增其参数呈现下降的趋势。改变上浆车速主要改变了两方面因素：浸浆时间和烘干时间。当车速提升，一方面竹纤维纱的浸浆时间减少，导致浸浆不够充足，无法形成较厚的浆膜。另一方面，竹纤维纱的吸浆能力较强的特性，车速的上升必将会导致烘干时间的减短不利于纱线上浆液的干燥。故竹纤维纱线增强率的值下降[7]。