助剂是浆纱的辅助材料,在浆液中起改善黏着剂某些性能不足,使浆料的综合性能优良的作用。助剂种类很多,但一般用量较少,选用时必须考虑它与主浆料的相容性和调浆操作的简便。
(一)淀粉分解剂
未经变性处理的各类淀粉(原淀粉),调制后的浆液黏度大且不稳定,不易渗透到纱线内部,形成的浆膜手感粗硬,上浆不匀而影响浆纱质量,所以在使用原淀粉调煮浆液时需要加入一定量的分解剂,以降低淀粉浆液的黏度,提高浆液工艺性能,更好地满足经纱上浆的要求。原淀粉常用的分解方法主要有酸、碱和氧化剂化学分解方法,亦有用酶或酵素对原淀粉进行分解的生物方法。分解剂有酸性、碱性、氧化分解剂和酶分解剂四类,介绍如下。
1.碱性分解剂 常用碱性分解剂主要是硅酸钠(Na2SiO3)和烧碱即苛性钠(NaOH)。硅酸钠可与任何比例的水混合而溶解,水溶液呈弱碱性,其纯净的水溶液为无色透明,但一般含有铁、碳等杂质而呈灰色或灰绿色。硅酸钠呈碱性,当遇酸作用被中和而析出硅酸,如再脱水则析出二氧化硅。所以淀粉生浆在未加硅酸纳以前应中和其中酸分,否则将影响分解作用,在输浆管道和上浆辊上产生结硅现象。用硅酸钠作为分解剂,不仅加快了淀粉的分解作用,而且有利于稳定黏度。硅酸钠的用量为淀粉干重的4%~8%。
烧碱即苛性钠(NaOH),为白色晶体,在空气中易潮解,是一种强碱,使用时要用水稀释,烧碱的用量一般为淀粉的0.5%~1%。
2.酶分解剂 酶是一种生物催化剂,属蛋白质一类,由各种氨基酸组成。因为酶作用的专一性,即一种酶只能催化一种或一类化学反应,因此对淀粉起水解作用的酶总称为淀粉酶。工业上常用的有α-淀粉酶、β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。由于α-淀粉酶对淀粉的水解作用较为均匀,因此用做淀粉的分解剂更为合适。α-淀粉酶的活性是其重要指标,要保持α-淀粉酶的活性长期不变,可通过化学或物理等方式进行“固定化”处理,使酶的活性保持稳定。现常用的各种添加剂(催化剂)大多数属于此类产品。
3.氧化分解剂 氧化分解剂可使淀粉中的羟基氧化成醛基和羧基,部分分子的分子链变短,提高淀粉的亲和性、浸透性和均匀性。常见的氧化剂有次氯酸钠(NaClO)、漂白粉[Ca(ClO)2]和氯胺T等氧化分解剂。氯胺T的用量为玉米淀粉的0.5%,小麦淀粉的0.4%,马铃薯淀粉的0.16%~0.2%;次氯酸钠做分解剂时,用量为其有效氯含量对淀粉的0.5%~1.2%;而漂白粉的用量为其有效氯含量对淀粉的0.12%。
4.酸分解剂 酸对淀粉有强的分解作用,通过酸的作用使淀粉的大分子链断裂成为较小的分子链,使淀粉的黏度降低,流动性改善,浸透性提高,有利于上浆质量的提高。对反应的控制主要是通过控制反应进程来实现,可以采用中和的方式随时终止反应。常见的酸性分解剂有盐酸、硫酸和有机酸等,盐酸的用量为淀粉的0.2%~0.3%;硫酸的用量为淀粉的0.4%~0.5%。
(二)柔软润滑剂
柔软润滑剂的作用是减小浆膜大分子之间的结合力,增加浆膜的可塑性,同时可提高浆膜表面的平滑程度。在浆液中加入柔软润滑剂可以改善浆膜性能,使浆膜具有良好的柔软性、平滑性,降低摩擦因数,赋予浆膜更好的弹性,以减少织造时经纱断头,提高织机效率。
1.浆纱油脂 常用的柔软剂多数为油脂类物质,有各种牛油、猪油、羊油、棉籽油、浆纱用油脂以及经乳化处理的浆纱膏等。在实际使用时以动物油脂为主,它具有柔软和润滑为一体的性质。油脂的作用是使黏着剂分子间松弛,从而增加其可塑性,降低浆膜的刚性,增加弹性伸长,同时还具有降低纱线与停经片、综丝和钢筘之间的摩擦系数的作用。
油脂的用量一般为黏着剂用量的2%~8%,高密细特织物可适当增加,以淀粉类为主体的黏着剂用量较化学浆料为高。矿物油是一种卓越的润滑剂,对纱线具有良好平滑作用,但柔软性能很差,对纱线几乎无任何柔软作用。用做柔软剂的还有以柔软润滑为主的表面活性剂,也有润湿分散作用,如柔软剂SG(用于合成纤维)、柔软剂101(用于合成纤维、黏胶纤维上浆),用量为黏着剂的1%~2%。
2.固体浆纱蜡片 固体浆纱蜡片(柔软润滑剂)是用于各类经纱上浆的新一代柔软润滑剂,有效成分几乎达100%。它是由动植物油脂经氢化精制而成,并根据纤维的特性和上浆的要求,添加有抗静电剂、消泡剂、增塑剂等,一般不含矿物石蜡,是一种高效柔软润滑剂,具有良好的柔软润滑性、抗静电性和增塑性,是纺织经纱上浆较优良的柔软润滑剂,也可作为经纱后上蜡用。主要指标为:色泽和外观为白色或淡黄色片或块状固体,有效成分>99%,不溶物≤0.1%,pH在7左右,能分散在60℃以上的热水中,熔点47~55℃。固体浆纱蜡片一般用量为黏着剂干重的3%~5%。
(三)浸透剂
经纱通过上浆后,一部分浆液被覆于纱线的表面,使毛羽贴附于纱干上并形成一层薄薄的浆膜,以提高经纱在织造时的耐磨性能;浆液的另一部分渗透到纱线的内部以增加纤维之间的抱合力,提高纱线的强度,增加浆膜与纱线之间的附着力。如经纱密度较大,浆液浓度高,黏度大以及上浆过程中经纱通过浆液的时间短,压浆力小,同时纤维间有空气存在不利于浆液的渗透,为此在浆液中加入浸透剂,降低浆液的表面张力,增加浆液的扩散性和流动性,以利于浆液渗透到纱线内部。
浸透剂又称湿润剂,是一种以润湿为主的表面活性剂,能显著降低浆液的表面张力且有较好的乳化性能。浸透剂的品种很多,一般按其水溶液的电离情况可分为阴离子型、阳离子型和非离子型,浆液中通常选用阴离子或非离子型浸透剂,中性或弱碱性的浆液(pH=7.5~8)选用阴离子型,酸性浆液宜采用非离子型。同时要选用低泡高效的渗透剂,否则浆液易产生泡沫,影响上浆质量。浆液常用的渗透剂主要有渗透剂M-5881D、渗透剂JFC、平平加O、肥皂、土耳其红油等,其他高效低泡渗透剂也可应用于纺织浆料。
各种浸透剂在浆液中的作用是多方面的,许多浸透剂同时还起着乳化、流动和扩散的作用,成膜后使浆膜的吸湿性、柔软性和平滑性得到增加。因而,浸透剂又是柔软剂、吸湿剂、抗静电剂、分散剂和减磨剂。
(四)防腐(霉)剂(www.xing528.com)
浆料中的淀粉、油脂、蛋白质等都是微生物的营养剂。坯布在长期的存储过程中,在一定的温度和湿度的条件下容易发霉。在浆料配方中加入一定量的防腐剂,可以抑制霉菌的生长,防止坯布在存储过程中发生霉变,从而影响产品质量。
作为防腐剂应是高效广谱、易溶于水、不会引起染色印花等后加工产品质量的物质。由于天然黏着剂(淀粉类及多糖类)是微生物的良好营养剂,很易霉变腐败,浆液放置时间过长会变质;纱线经过上浆后,浆纱和织物也会出现霉斑,甚至破坏纤维结构,使纱线和织物的物理力学性能遭到严重损害,所以对这一类浆料加入防腐(霉)剂是必须的,对合成纤维可少用或不用。如坯布不经储存直接运到印染厂加工或气候干燥季节及地区亦可少用或不用。浆纱中常用的防腐剂有2-萘酚、NL-4、菌毒净、福尔马林(40%甲醛,60%水)、氯化锌(ZnCl2)、水杨酸、苯酚(C6H5OH)等,现将常用的几种防腐(霉)剂介绍如下。
1.2-萘酚 2-萘酚亦称β-萘酚,是2-萘磺酸和氢氧化钠共溶后的化合物。2-萘酚为淡黄色或红褐色片状或粉状固体,有毒性,带樟脑味,久与空气接触颜色变深,密度为1.27g/cm3,熔点118~123℃,沸点为280℃,不溶于水,即使加热时也不溶解,能溶于浓热的氢氧化钠水溶液中,但不溶于纯碱溶液,溶解1g2-萘酚需用0.4g氢氧化钠。2-萘酚的防腐性能与浆液的酸碱度有关,它在酸性浆液中的防腐性最强,碱性浆液中次之,中性浆液中最差。用量一般为淀粉量的0.2%~0.3%,在梅雨季节或储存时间较长可适当增加用量,但不超过0.4%;在酸性浆中用量可降到0.15%~0.2%,在使用时不能与含氯的氧化物同时加入,因2-萘酚与氯会发生加成反应。
由于2-萘酚不溶于水,需用氢氧化钠溶解,使用不便,其防霉效果也欠佳,现已逐步被其他高效低毒广谱的防霉剂所替代。
2.NL-4高效杀菌防霉剂 NL-4防霉剂化学名称为2,2′-二羟基-5,5′-二氯二苯基甲烷,分子式为C13H10O2Cl2,纯品为白色无臭结晶体,工业品带棕色,苯酚味,熔点为177~178℃,在水中溶解度为0.003%(25℃),易溶于乙醇、丙酮中,遇碱生成盐。NL-4高效杀菌防霉剂具有高效低毒广谱的性能,对多种霉菌有良好的抑制作用,用量为浆料重量的0.1%~0.3%,可直接加入浆液中,现在逐步替代2-萘酚。
“菌毒净”也是近年发展起来的一种高效广谱防腐剂,化学名称为5,5′-二氯-2,2′-二羟基二苯甲烷,据试验,它的防腐效果比2-萘酚高几十倍。
(五)吸湿剂
浆膜中水分的含量与浆纱强力、弹性和耐磨性的有密切关系。浆液中加入吸湿剂的目的就是为了使浆纱增强吸收空气中水分的能力,提高浆纱的含湿量,保持浆膜的柔软性和弹性。吸湿剂的种类很多,普遍使用的吸湿剂是甘油,称丙三醇或称三元醇,它是制造肥皂的副产品。另外,食盐(NaCl)、氯化镁(MgCl2·6H2O)、氯化钙(CaCl2·6H2O)等均为作用较强的吸湿剂。
吸湿剂的用量应根据纤维性质、黏着剂的性能、上浆率的大小和织造车间的环境(车间温湿度)而定。如以淀粉为主体的黏着剂,在气候干燥、上浆率较大或车间湿度偏低时,加入适量的吸湿剂可减少浆纱的脆断头。如气候潮湿的季节和地区,就不必加入吸湿剂,因浆纱吸湿过大,浆膜发黏而产生再黏性,纱线的强力、耐磨性能反而下降,增加经纱断头。聚丙烯类浆料因其吸湿性强,则不需加入吸湿剂。
(六)抗静电剂
纺织纤维特别是疏水性纤维的导电性和吸湿性能都很差,在生产过程中纱线与机件摩擦后易积聚静电,使纤维相互排斥,造成纱线松散,毛羽突出,在织造时邻纱互相缠连,增加经纱断头。在浆液中加入微量的抗静电剂,可以增加纤维的导电性,使电荷易于消失。
抗静电剂有离子型和吸湿型两种,离子型由于物质本身的电离使纱线具有一定的导电性,大多数抗静电剂不但能抗静电同时也有吸湿作用。吸湿型的抗静电剂为亲水性的物质,可以吸收空气中的水分使纤维回潮率增加,从而提高纤维的导电性。
常用抗静电剂有抗静电剂MPN、SN,平平加O、拉开粉由于其本身的电离和亲水性,也是一种良好的抗静电剂。
(七)消泡剂
浆液在上浆过程中容易产生泡沫,不仅给上浆操作带来很大困难,而且上浆率也难以控制,容易造成轻浆或上浆不匀等浆纱疵点,对浆纱质量影响很大。浆液内产生泡沫的原因很多,有浆纱本身的原因,亦有外部原因。如淀粉浆蛋白质含量过多,不仅易起泡沫,而且产生的泡沫强韧,不易消退。部分醇解PVA由于醋酸基团的存在,非常容易起泡,泡膜牢固而不易破裂;浆液中加入过量的表面活性剂,使浆液表面张力过低,搅拌起泡后,泡沫不能迅速破裂;浆液pH过高,也是容易起泡的另一原因。此外还与机械条件(如调浆桶搅拌速度过快等)、调浆用水等也有密切的关系。消除泡沫除改进调浆操作外,主要采用消泡剂。选择消泡剂,主要以泡沫溶液的性质作为依据。
消泡剂有多种,一般以硅树脂或高级醇最为有效,但因为在浆液中易被乳化,不能持续有效。浆液中常用的消泡剂还有硬脂酸、油脂等,但要注意它的用量,以不使浆液不匀、油脂上浮、不产生油污疵点为度。
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