首页 | 导航页 | 收藏本站

丙烯酸系上浆料

徐国兴

　　一、概况

　　在纺织行业中，浆纱工艺对纺织效率和织物质量都有很 大的影响。它是纺织技术中很重要的环节。上浆工序是在经纱周围涂敷上一层有足够高的张力强度、粘结牢度和弹性而且润滑的浆膜，以便保护经纱舔纺织过程中不 受梭子或其他机件的摩擦而损伤，从而达到减少断头次数和提高纺织效率的目的。而退浆则是在织造以后将织物上的柴膜用溶解或分解的方法除去，使以后在漂白、 染色、印花或其他后整理工序中能顺利进行加工。

　　对于聚酯、尼龙等合成纤维，由于具有较高的疏水性、真很难用传统的丝绸和棉花纤维用的浆料上浆，与其他纤维也很难捻合在一起。就需要特殊的上浆料。

　　丙烯酸系上浆料就是针对这个问题研究开发成功的。它 利用丙烯酸基团对疏水和亲水官能团都具有良好的粘合功能，较好地解决了疏水性合成纤维难以粘结的问题，而且形成的浆膜具有弹性和柔软性，经加热处理后，对 退浆、精练均无妨碍。还值得一提的是它具有抗静电性，使用也很方便。在合成浆料中最为理想，所以被广泛用于涤／棉混纺和涤纶长丝等纱线的上浆。

　　自1964年试用丙烯酸系浆料以来，先后上市的品种 有数十种之多。现在国际市场上畅销的有联邦德国BASF公司的CE浆（铵盐型）、CC浆（钠盐型）、 英国Allied Colloid公司的Tescol R、日本松本油脂制药公司的Marposol S-50、S-80等。使用量也增长迅速。据统计，世界每年丙烯酸系浆科产量约3.6万吨。

　　我国近年来这类产品也发展很快。全国各地纺织科学研究机构、纺织印染工厂均先后开发出各种配方的涤／棉纱上浆料。它们均是以水溶性丙烯酸系树脂共聚物为主要成分，与合纤有较强的亲和力。下面简单介绍几种上海地生产使用的丙烯酸系上浆料的制备和应用情况。

　　二、 制备工艺

　　丙烯酸系浆料制备的途径，有下列三种：

　　1、AN皂化浆

　　是从聚丙烯腈直接皂化而得，为本市最早开发的品种：

　　用稀碱液在100～110℃，常压下水解聚丙烯腈6-8小时，使其部分皂化，形成丙烯酸钠（铵）盐—丙烯腈—丙烯酰胺共聚树脂。

　　2．甲酯浆料

　　先从丙烯腈分别制成丙烯酸及其甲酯、乙酯，然后进行乳液共聚合，或在乙醇中进行共聚合。

　　引发剂为过硫酸钾KPS(O.1%)或过氧化苯甲酰 （0.5一1.0%），乳化剂为十二烷基硫酸钠(1%)。在80～85℃水中， 连续滴加物料进行反应。中和剂用氨水，中和至pH 7～7.50 配方中酯类单体按照适应季节温度、所需软化点和所需机械性能，调整使用比例，在不同季节内对甲酯，乙酯采用的配比如下：

　　为了取得一定的亲水性、凝胶稠度和容易用碱退浆，丙烯酸含量应在8～15%范围内，成品含固量14±1%。

　　3、VAc-AM浆料

　　是以丙烯酰胺—醋酸乙烯共聚体为主基料，可从两个单体乳液共聚而成，也可以从丙烯腈—醋酸乙烯共聚体部分水解得到。成品含固量16±2%。

　　4．浆料制备中改进结块的工艺条件

　　乳液聚合工艺中经常产生块状物，造成原料浪费，影响浆液质量。笔者最近曾对这个问题的解决进行探讨试验。

　　影响块状物生成的因素很多，主要有引发剂用量、乳化剂的种类和用量、保护胶体的使用、单体添加方式，还有聚合温度、搅拌条件，pH值和水质等。

　　经过系统试验，得到减少块状物的主要措施如下：

　　1．引发剂过硫酸钾或铵用量要适中， 以O．3%左右为宜，过多或过少，块状物均会占单体份量的2%以上。

　　2，乳化剂的种类和用量。阴离子型乳化剂能生成较小 粒度的乳液，机械稳定性好，但化学稳定性不很好；而非离子型乳化剂对电解有较好的稳定性，但乳化能力较弱，并使单体聚合速度减慢，不过它分子中的醚氧起水 合作用，能吸引水分子复盖在粒子表面，减少粒子碰撞生成凝聚物的机会。所以在多数情况，采用阴离子型与非离子型拼用，能得到互相补偿的好处。经过试验，乳 化剂用量占单体总量的1.2%左右，出现块状物最少的条件下，十二烷基硫酸钠与聚乙二醇辛基苯基醚用量之比在1:2至1：4之间，块状物生成量为单独用十 二烷基硫酸钠时的半数不到。在上述乳液稳定性较好的乳化剂用量比例范围内，再变化比例，对减少块状物的影响不大。

　　3．保护胶体的应用。水溶性保护胶体在乳液体系中一 方面能包围乳胶粒子，避免其直接碰撞多另一方面能增大乳液的粘度，增大阻力，大大降低粒子间碰撞的机率，因而可以减少以至消除块状物的形成。我们分别试验 了淀粉、聚乙烯醇，羧甲基纤维素，随着它们用量的增加，块状物生成量逐渐减少。但聚乙烯醇用量为乳化剂的4倍时，聚合过程中发生分层。淀粉用作保护胶体 时，要用到单体量的30%，块状物才消失。用量较大时，难免对浆料造成较大的影响。相比之下，羧甲基纤维素用到单体量的5%时，块状物已基本消失，它的用 量仅是淀粉的六分之一。由于纺织厂配浆应用时仍须加入不少保护胶体，在本工序加入保护胶体不致太大地影响使用质量，而却可达到完全消除块状物的目的。

　　其他影响结块的因素，如在加料时采用分批滴加，调节pH，温度，以及搅拌效率等影响，在此不一一述及。

　　三、 性能和应用

　　本类型上浆料为半透明或不透明胶粘体，容易而均匀地 溶解于50℃热水，与任何比例的水迅速均匀调合，溶液十分稳定。上浆后易于退浆。能与聚酯、尼龙、粘胶纤维有较强的抱合力，能与一般天然及合成浆料混合使 用，互溶性良好，不发生沉淀。可混用的浆料有聚乙烯醇、动物胶、羧甲基纤维素，淀粉、海藻酸钠等。若将阳离子型表面活性剂直接加入浆中，易产生沉淀。若与 镁盐、硫酸钠等盐类混合，或遇硫酸，盐酸等会产生白色凝絮，遇碱液使溶液增稠。

　　在以上几种类型的丙烯酸型浆料中，应用较广的为甲酯 浆料。上海市所有涤／棉混纺织生产厂几乎都用它上浆。它与其他常用浆料相比，浆膜强度较差，但浆膜柔软爽滑，弯挠性好，断裂伸长率最高，成膜性好，对纤维 的粘附力优异，溶解方便。但本身含固量较低，浆膜柔软不坚，有返粘现象，不能单独使用。

　　目前经纱上浆时只用一种浆料的还很少，通常要进行最 院良，最有效的上浆，都是用两种以上的浆料和油剂、其他辅料混合调制成浆液，得到均匀而稳定的浆液，才能取得均匀一致的上浆。由于各厂机械设备、气候环 境，织造对象的不同，配浆的配方有很大的不同，用于涤纶和涤／f帛混纺纱配浆的用料范围(%)如下：

　　聚乙烯醇 46～69

　　甲酯浆料 21-23（多数在27-28之间）

　　羧甲基纤维素 0～16(或海藻胶)

　　乳化油剂 2-7（1:2=油／水）

　　滑石粉（减摩剂） 0-5

　　烧碱液 0.01～0.25（以溶解萘酚为主）

　　β—萘酚 0～0.12

　　水玻璃 0～1.2

　　抗静电剂 0-0.7

　　用50C水稀释至总含固量为7.5-11.5%。水 溶液十分稳定。甲酯浆料在高温上浆的条件下，无起泡、结皮膜现象。上浆率掌握在9.5一l0%之间，比苞米粉少用2-3%。由于浆液粘度适中，可防止苞米 粉浆压浆辊的回转失灵，包布起皱等事故。浆过的纱容易分绞，可降低落浆、落棉50%以上。成膜性能良好，手感爽滑，布面光洁。并头、绞头、浆斑等疵点较 少。织机开口清晰，经向断头可降低25%左右。

　　甲酯混合浆料与苞米粉混合浆的耐磨性能对比如下：

　　这是由于浆液的渗透作用，结合粘合力、浆膜强力及上浆量的综合反映的效果。因甲酯浆料有一定的吸湿性，所以车间相对湿度可降低到65～70%。

　　含丙烯酰胺组分的浆料为白色粘稠液体，其强度较高，有足够的水溶性，对涤纶的粘结抱合力较好，比甲酯浆料带来更低的断头率，使用过程无氨味，价格较低，但液质粘稠，在使用中计量操作稍有困难。

　　丙烯酸酯系列浆料还可在其他工业产品中应用。例如作为树脂领衬、腰衬及服装的挺括剂，可用80℃热水稀释5倍后，浸或涂布在织物上，晾半干后，熨烫成型，挺刮光滑，水洗不脱。

　　丙烯酰胺系列浆料还可作造纸助剂，用于记录纸、胶版印刷纸施胶，以提高纸张强度，降低伸缩率，增加耐磨和使用质量。在玻璃纤维纺丝工艺中，作为浸润剂的一个组分，可以增加单丝强力，散进手感，光洁无毛丝。

　　本文承徐步云高级工程师（上海市合成树脂所）审校， 改进乳液结块试验工艺部分承赵择卿（中国纺织大学教授）指导，并此致谢。