提要:在漿膜制備和漿膜彈性、粘附力測(cè)試的研究基礎(chǔ)上，對(duì)酸變性淀粉、PVA-1799和含酯丙烯酸漿料、不含酯丙烯酸漿料的混合漿料漿膜性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，在淀粉中混入PVA，粘附性能和漿膜性能得到顯著改善；淀粉不宜單獨(dú)與丙烯酸漿料混用，否則漿膜性能惡化；在淀粉、PVA混合漿中加入丙烯酸漿料特別是含酯丙烯酸漿料。雖然PVA的絕對(duì)含量降低了，但粘附性能提高，漿膜性能還有所改善。

　　關(guān)鍵詞：漿料；組分；配比；漿膜；性能

　　常用紡織漿料主要有變性淀粉、聚乙烯醇和聚丙烯酸(酯)三大類，它們對(duì)棉、滌綸纖維有著不同的上漿性能。經(jīng)紗的上漿要考慮紗線原料與混紡比、細(xì)度、織物的經(jīng)緯紗密度、織機(jī)型號(hào)及工藝等因素，一般來(lái)說(shuō)，單一漿料難以滿足經(jīng)紗的上漿要求。實(shí)際生產(chǎn)中，為了保證漿紗質(zhì)量，滿足織造要求，往往將幾種漿料按一定的比例配合使用。漿料品種繁多，新漿料層出不窮，增加了紡織廠選擇漿料和確定漿液配比的難度，而目前對(duì)漿料的上漿性能，特別是混合漿料組分與配比對(duì)漿液上漿性能的影響又缺乏系統(tǒng)研究，為此，本文在紡織漿料漿膜制備、漿膜彈性和漿液對(duì)棉和滌/棉粘附性能測(cè)試的研究基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)地研究了幾種常用漿料的漿膜性能和配比對(duì)漿膜性能的影響，希望能為紡織廠選擇漿料和優(yōu)化漿料配方、提高漿紗質(zhì)量、降低漿紗成本提供理論依據(jù)。

　　1.  試驗(yàn)材料和測(cè)試方法

　　1.1  試驗(yàn)材料

　　(1)漿料：酸變性淀粉、PVA-1799、不含酯的丙烯酸漿料、含酯的丙烯酸漿料；(2)織物:純棉織物(14.5/14.5  523.5/393.5)、滌/棉織物65/35 (13/13  543/330.5)。

　　1.2  測(cè)試方法

　　(2)漿膜制備:刮涂法制備，恒溫恒濕干燥，漿液濃度 6.0%，�？蚝穸� 1.5mm，漿膜寬度 10mm;

　　(3) 漿膜斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率:在YG020型電子單紗強(qiáng)力機(jī)上測(cè)試；(3) 漿膜急彈性形變率：在 Y391型紗線彈性儀上按定伸長(zhǎng)法測(cè)試；(4)漿膜的初始模量：在Y391 型紗線彈性儀上測(cè)試，牽引負(fù)重分別為試樣平均斷裂強(qiáng)力的2%和4%；(5)漿膜的磨耗: 在Y522型織物耐磨儀上測(cè)試，150目砂輪，加壓250g，磨500次；(6)粘附力：:剝離法測(cè)試。

　　2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2.1  淀粉與PVA的配比對(duì)漿膜性能的影響

　　淀粉（因原淀粉已很少使用，本文特指淀粉為變性淀粉）是經(jīng)紗上漿的主漿料，特別是普通純棉紗。淀粉漿對(duì)純棉細(xì)特紗和滌/棉紗,則難以滿足上漿要求，需要加入一定量的PVA。PVA的加入能顯著改善漿液的上漿性能。但是若PVA加入量過(guò)多又會(huì)帶來(lái)漿紗干分絞困難等問(wèn)題。表1是淀粉與 PVA不同配比的漿膜性能。

表1 淀粉與PVA不同配比的漿膜性能

　　純淀粉漿膜強(qiáng)度較高，但伸長(zhǎng)率低，初始模量高，為脆性材料，韌性差，磨耗大，這是因?yàn)榈矸鄞蠓肿渔溣蓜傂暂^大的葡萄糖�；鶚�(gòu)成，而且每個(gè)葡萄糖剩基上有三個(gè)自由羥基，大分子鏈間的氫鍵密度高。純淀粉漿對(duì)純棉粘附力低，對(duì)滌/棉的粘附力更差，所以對(duì)純棉細(xì)特高密織物和滌/棉紗難以滿足上漿要求。雖然淀粉與纖維素具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，都是由葡萄糖�；鶚�(gòu)成，從“相似相容”的理論來(lái)看，兩者之間應(yīng)有很高的粘附性。但淀粉與纖維素分子鏈的遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)不同，纖維素分子鏈?zhǔn)怯搔?D-葡萄糖�；鶚�(gòu)成的伸直鏈結(jié)構(gòu)，淀粉是由α-D-葡萄糖構(gòu)成，分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)僅限于甙鍵之間，直鏈淀粉的分子鏈因其內(nèi)旋轉(zhuǎn)作用呈變形螺旋狀結(jié)構(gòu)，每6個(gè)~8個(gè)葡萄糖剩基組成一圈螺旋，這樣淀粉漿在與纖維素粘附時(shí)難以形成分子級(jí)接觸，所以粘附力不高。而由于淀粉結(jié)構(gòu)與滌綸纖維不相似，所以對(duì)滌/棉的粘附性更差。

　　純PVA漿膜雖然也有較高的強(qiáng)度，但斷裂伸長(zhǎng)率高，初始模量低，韌性非常好，表現(xiàn)為漿膜耐磨性、耐屈曲性能特別好，這是因?yàn)镻VA大分子主鏈由C-C單鍵構(gòu)成，分子鏈容易內(nèi)旋轉(zhuǎn)，但韌性太好，又會(huì)影響漿紗干分絞。PVA漿對(duì)棉和滌/棉的粘附性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于淀粉漿，對(duì)純棉的粘附力高于滌/棉，這是因?yàn)镻VA大分子鏈上有較高的羥基密度，分子鏈能處于伸直狀態(tài)，與纖維素分子鏈能達(dá)到分子級(jí)接觸，兩者之間形成很多氫鍵。而完全醇解 PVA與滌綸結(jié)構(gòu)不相似，所以對(duì)滌/棉粘附性低于純棉。

　　淀粉與PVA按一定比例混合，能顯著改善其漿膜性能。隨著PVA比例的增加，漿膜的斷裂伸長(zhǎng)增加，初始模量降低，耐磨性能提高，而且對(duì)棉和滌/棉的粘附力也顯著增加，這是因?yàn)樵诘矸蹪{中加人PVA后，漿膜的韌性大幅度提高，顯著改善了淀粉漿膜的脆性。

淀粉與PVA混合漿膜的強(qiáng)度低于淀粉漿膜和PVA漿膜，這主要與兩者相容性有關(guān)，與高分子材料共混對(duì)其強(qiáng)度的影響相一致。

　　2.2  PVA與丙烯酸漿料配比對(duì)漿膜性能的影響

　　在純棉細(xì)特高密織物和滌/棉織物經(jīng)紗上漿中，加人適量的丙烯酸漿料可以降低PVA用量，改善 PVA漿料漿紗的干分絞性能。丙烯酸漿料主要有兩類,一類是不含丙烯酸酯的，主要由丙烯酸和丙烯酰胺等親水性單體合成的漿料，另一類是既含有較多的丙烯酸、丙烯酰胺等親水性單體，又含有較高比例丙烯酸酯疏水性單體的聚丙烯酸酯漿料。我們以這兩類丙烯酸漿料按不同比例與 PVA混合，研究其漿膜性能，其結(jié)果見表2。

表2  PVA與丙烯酸漿料配比對(duì)漿膜性能的影響

　　由表2可見，在 PVA中混入不含酯的丙烯酸漿料后，斷裂伸長(zhǎng)稍有增加，斷裂強(qiáng)度和急彈性形變率稍有降低，初始模量變化不大，磨耗稍有增加；混人含酯的丙烯酸漿料后，強(qiáng)度下降較多(這是因?yàn)楹�酯丙烯酸漿料中丙烯酸酯的含量較高，漿膜本身的強(qiáng)度較低)，急彈性形變率也稍有下降，磨耗稍有增加，伸長(zhǎng)率有所降低，初始模量增加較多，這一原因可能是含酯的丙烯酸漿料極性較低，PVA極性較大，兩者的相容性較差，但尚待進(jìn)一步探討�？偟膩�(lái)說(shuō)，在PVA中無(wú)論是混入含酯丙烯酸漿料還是不含酯丙烯酸漿料，漿膜性能的變化不大；PVA漿料中丙烯酸漿料的含量由10%增加到20%，同樣漿膜性能變化也不大，這說(shuō)明丙烯酸漿料在這一比例范圍內(nèi)可以部分取代 PVA漿料，而且漿紗的干分絞性能還可以得到改善。

　　在PVA中混入不含酯的丙烯酸漿料對(duì)純棉的粘附力有所增加，而且隨丙烯酸漿料含量的增加而增加，而對(duì)滌/棉的粘附力增加不大，這是因?yàn)椴缓�酯的丙烯酸漿料主要由丙烯酸和丙烯酰胺共聚而成，這兩種鏈節(jié)易和棉纖維中的羥基形成氫鍵，但與滌綸結(jié)構(gòu)的相似性較差，所以僅能提高對(duì)棉的粘附力�；烊牒�酯的丙烯酸漿料后，對(duì)純棉粘附力的增加與不含酯的丙烯酸漿料基本相同，但對(duì)滌/棉的粘附力明顯提高，而且隨丙烯酸漿料比例的增加，粘附力進(jìn)一步提高。這是因?yàn)楹�酯丙烯酸漿料含有較高比例與滌綸中的酯基結(jié)構(gòu)相似的丙烯酸酯，此外還含有對(duì)棉有較高粘附性的羧基和酰胺基。

　　2.3  淀粉與丙烯酸漿料配比對(duì)漿膜性能的影響

　　淀粉與丙烯酸漿料配比對(duì)漿膜性能的影響見表3.

表3 淀粉與丙烯酸漿料配比對(duì)漿膜性能的影響

　　在淀粉中無(wú)論是混入不含酯的丙烯酸漿料還是含酯的丙烯酸漿料，急彈性形變率稍有增加，漿膜強(qiáng)度有所降低，磨耗稍有增加，但漿膜斷裂伸長(zhǎng)率明顯降低，特別是加入不含酯的丙烯酸漿料，初始模量顯著增加，使得漿膜脆硬。丙烯酸漿料含量的增加對(duì)漿膜性能的改變影響不大，在淀粉漿料中單純加入丙烯酸漿料，漿膜性能非但沒(méi)有改善，反而惡化，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因尚不清楚。

　　在淀粉中混入丙烯酸漿料，對(duì)棉和滌/棉的粘附力均有所增加，兩種丙烯酸漿料對(duì)棉的粘附力的增加比較接近，但對(duì)滌/棉粘附力的增加，以含酯的丙烯酸漿料為大，且丙烯酸漿料含量越多，粘附力增加越顯著。但總的來(lái)說(shuō)，對(duì)棉和滌/棉的粘附力都遠(yuǎn)低于有 PVA存在時(shí)的粘附力。

　　所以單純以淀粉和丙烯酸漿料混合,不加入PVA，無(wú)論是粘附性能還是漿膜的其他性能都不理想，難以滿足上漿要求。

　　2.4  淀粉、PVA與丙烯酸漿料不同配比漿液的漿膜性能

　　表4是淀粉:PVA為7:3時(shí),淀粉、PVA與丙烯酸漿料不同配比漿液的漿膜性能。

表4  淀粉、PVA與丙烯酸漿料不同配比漿液的漿膜性能(淀粉:PVA=7:3)

　　當(dāng)混合漿中淀粉與PVA的比例保持7:3時(shí)，加入丙烯酸漿料后，漿膜斷裂伸長(zhǎng)率下降，但仍保特較高的伸長(zhǎng)率，而且丙烯酸漿料的類型和加入量對(duì)伸長(zhǎng)率的降低影響不大；強(qiáng)度、急彈性形變率變化不大，也與丙烯酸漿料的類型和加人量關(guān)系不大；但當(dāng)加人不含酯的丙烯酸漿料時(shí)，模量有所增加，加人含酯的丙烯酸漿料時(shí)，模量變化不大。 耐磨性提高，磨耗降低。

　　在淀粉與PVA的混合漿中加人丙烯酸漿料后，對(duì)純棉和滌/棉的粘附力增加，而且加人含酯的丙烯酸漿料粘附力的增加更顯著，特別是對(duì)滌/棉，隨著含酯丙烯酸漿料加人量的增加，粘附力顯著增加，這與其結(jié)構(gòu)中含有酯基有關(guān)。因此，在淀粉、PVA混合漿中加人丙烯酸漿料特別是含酯丙烯酸漿料，雖然PVA的絕對(duì)量減少了，但對(duì)漿膜性能影響不大，而且粘附性能特別是對(duì)滌/棉的粘附性能明顯提高。這說(shuō)明加人含酯丙烯酸漿料后，滌/棉品種上漿時(shí)降低PVA的用量是完全可能的。

　　表5是淀粉與PVA的配比為3:7時(shí)，淀粉、 PVA與丙烯酸漿料不同配比漿液的漿膜性能。

　　當(dāng)混合漿中PVA的比例較高，并維持淀粉與PVA的比例為3:7時(shí)，加人不含酯的丙烯酸漿料，斷裂伸長(zhǎng)率降低，斷裂強(qiáng)度、急彈性形變率、初始模量和磨耗稍有增加，且與丙烯酸漿料的加人量關(guān)系不大；當(dāng)加人含酯的丙烯酸漿料時(shí)，斷裂伸長(zhǎng)率有所降低，但仍保持很高的值，強(qiáng)度有所增加，急彈性形變率基本不變，初始模量、磨耗明顯降低，漿膜性能有所改善，同樣漿膜性能的這些變化與含醋丙烯酸的加人量關(guān)系不大。

 表5   淀粉、PVA與丙烯酸漿料不同配比漿料的漿膜性能（淀粉：PVA=3:7）

　　加人丙烯酸漿料后，對(duì)棉和滌/棉的粘附力都有所增加，而且隨著丙烯酸漿料加入量的增加而增加。含酯丙烯酸漿料對(duì)滌/棉粘附力的增加明顯高于不含酯的丙烯酸漿料。

　　在混合漿中加人丙烯酸漿料，特別是含酯的丙烯酸漿料，雖然PVA的絕對(duì)量減少了，但粘附性能和漿膜的其他性能進(jìn)一步改善，這說(shuō)明加人少量丙烯酸漿料部分取代 PVA是完全可行的。

　　從表4和表5可以看出，淀粉:PVA:含酯丙烯酸漿料=63:27:10的漿膜性能與淀粉:PVA=30:70的漿膜性能比較，前者除耐磨性、對(duì)純棉的粘附力比后者稍差，伸長(zhǎng)率降低較多(但仍保持較高的伸長(zhǎng)率)外，其他性能與后者基本接近，甚至有所改善，而前者的PVA絕對(duì)用量比后者低43%。另外,在混合漿中淀粉比例較高時(shí),含酯丙烯酸漿料對(duì)漿膜性能的改善更顯著。

　　3  結(jié)語(yǔ)

　�。�1）在淀粉漿中加入PVA，漿膜初始模量降低，韌性大幅度提高，伸長(zhǎng)顯著增加，耐磨性能改善，漿膜性能有了很大程度的提高，粘附力也顯著增加。

　�。�2）在PVA中混入丙烯酸漿料對(duì)漿膜性能影響不大，粘附力稍有增加。

　�。�3）淀粉漿不宜單獨(dú)與丙烯酸漿料混用，否則漿膜的初始模量增加，伸長(zhǎng)減少，磨耗增加，漿膜脆硬。

　�。�4）在PVA和淀粉的混和漿中加入丙烯酸漿料，特別是含酯丙烯酸漿料后，雖然PVA的絕對(duì)用量減少了，但粘附力特別是對(duì)滌/棉的粘附力明顯增加，漿膜性能有所改善，特別是在混合漿中淀粉比例較高時(shí)，含酯丙烯酸漿料對(duì)漿膜性能的改善更顯著。