瓜爾膠對漿膜性能和粘附力影響的探討,隨著生活水平的提高,人們對紡織品的要求也愈來愈高,對紡織品在生產(chǎn)中受到一些化學試劑的作用而使紡織品的使用不安全也日益被關注.國際環(huán)保紡織品協(xié)會制定的《OKo-Tex-Standard-100》標準對生 態(tài)紡織品有嚴格要求,其中重要的一條是要求生態(tài)紡織品在加工過程中使用對環(huán)境無污染的綠色漿料粘附力.現(xiàn) 歐洲共同體已禁止紡織品使用PVA.針對紡織漿料目前的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,能堅持少用或不用PVA,利 用一種環(huán)保的漿料來取代PVA或減少PVA的用量,具有現(xiàn)實意義•本文研究了在減少PVA用量下, 加入瓜爾膠后對漿膜及粘附力的性能影響.
1瓜爾肢成分及其溶液配制與外觀
表1瓜爾膠的主要成份
組成 含量/%
半乳甘露聚糖(瓜爾糖) 75 ?85
水分 8?U
蛋白質(zhì) 5?6
粗纖維 2?3
灰分 0. 5?1
1.1瓜爾膠的成分
瓜爾膠(guar gum)是從產(chǎn)于印度、巴基斯坦等地的瓜爾豆種 子的胚乳中提取得到的,其名稱是Cyamopsistetragomolobus,屬 半乳甘露聚糖,是目前已知的水溶性最好的天然高分子化合物之 一,瓜爾膠的主要成分見表1[2].
通常所說的瓜爾膠指的是瓜爾糖,其主鏈由(1-4)-卩_1>甘露 糖為單元聯(lián)接而成,側(cè)鏈由單個a-D■半乳糖組成并以(1-6)鍵與 主鏈相接[3],從整個分子來看,半乳糖在主鏈上呈無規(guī)分布,但以兩個或三個一組居多•這種基本呈線形而 具有分支的結(jié)構(gòu)決定了瓜爾膠的特性與那些無分支、不溶于水的葡甘露聚糖有明顯的不同.因來源不同, 瓜爾膠的分子量及單糖比例也不同于其他的半乳甘露聚糖,其分子量約為1X1〇S?2X106,甘露糖與半乳 糖之比約為(1.5?2) : 1[2].
因瓜爾豆生長于髙溫、干旱缺水的環(huán)境,故瓜爾膠不耐水,瓜爾膠對漿膜性能和粘附力影響的探討,在冷水中便可以水化、溶解成膠體狀,即具有冷水可溶性W,其使用不會對環(huán)境造成污染•另外,由于其易溶于水,所以印染加工易退漿D]*本文所用種以天然瓜爾膠為原料生產(chǎn)的有適宜羥丙基取代度的高分子衍生物,是一種高級 非離子增稠劑.在水中具有良好的分散溶解性能,可與陰離子、陽離子、非離子表面活性劑配伍使用,并且 具有優(yōu)異的耐電解質(zhì)性能和剪切稀釋性能[5].
1.2瓜爾膠水溶液的配置和外觀
瓜爾膠具有冷水可溶性,不能直接使用,所以配置瓜爾膠溶液是瓜爾膠作為漿料使用的關鍵性工序. 先在燒杯中加水,然后加人瓜爾膠和助劑,瓜爾膠要分次緩慢地加人,并且要不斷攪拌,將其配成1 %的溶 液.圖1是配置好的瓜爾膠溶液的平視和俯視圖.可以看出,瓜爾膠在冷水中溶解性很好,溶液成膠體狀.
2瓜爾肢漿料的成膜性
成膜性是漿料的一個重要性質(zhì).上漿要求漿料有良好的成膜能力、高的耐磨性與光潔的表面.漿膜的 性能對上漿質(zhì)量及退漿工藝都有重要的影響.
2.1瓜爾膠對成膜性的影響
瓜爾膠的成膜性是瓜爾膠可用作漿料的一個重要性能.
漿膜制備:將漿膜板放在實驗臺上,使用水平尺將漿膜板調(diào)到水平;配制3%濃度的漿液,加熱至95°C 后,保溫lh,然后冷卻至5CTC時量取40mL,慢慢倒人漿膜板,并用玻璃棒輕輕來回移動,使?jié){液鋪滿整個 漿膜板,使其自然干燥成膜.
2.1. 1瓜爾膠對淀粉成膜性的影響圖2是制備的純淀粉漿膜.可以看出,其成膜性差,漿膜硬而脆,多 呈龜裂狀,無法用其單獨上漿.這是因為淀粉的大分子鏈是由環(huán)狀結(jié)構(gòu)的葡萄糖?;鶚?gòu)成,故其柔順性差; 玻璃化溫度高,故漿膜硬而脆,使用過程中需要加人一定量的助劑,改善其性能.圖3是淀粉與瓜爾膠的混 合漿膜.從圖中可以看出其成膜性很好.瓜爾膠改善淀粉漿膜性能的機理與瓜爾膠的特性有關.
表2漿膜的配方 %
項目 PVA-1799 FZ-1 (變性淀粉) 聚丙烯酸 Guar gum
工廠使用配方 44. 6 53. 9 1. 5
實驗配方1 30.0 67.8 1. 6 0. 6
實驗配方2 29.6 67. 1 1. 5 1.8
(1)漿膜斷裂強度和斷裂伸長率實驗將漿膜裁成長220mm,寬5mm條狀試樣,放在恒溫恒濕室 內(nèi)平衡24h,然后在HD021N型電子單紗強力儀上測其斷裂強力和斷裂伸長率.斷裂強度計算公式如下: 漿膜的斷裂強度(N/mm2) =漿膜平均斷裂強力/[漿膜平均厚度(mm)X5mm].
漿膜的斷裂強力和斷裂伸長率結(jié)果見表3.
從表3可以看出,加人瓜爾膠后,盡 管PVA的用量大大降低,但對漿膜的 強力和斷裂伸長率影響不大,完全能滿 足織造要求.
(2) 漿膜的吸濕率實驗取少許 平衡后的漿膜,稱取重量,然后烘干至恒 重,再次稱取重量.最后計算吸濕率.漿 膜的吸濕率結(jié)果見表4.
從表4可看出,加入Guar后漿膜 的吸濕率下降不明顯.
(3) 漿膜的水溶性實驗鑒于退
表3漿膜的斷裂強力和斷裂伸長率
‘品種 工廠使用配方 實驗配方1 實驗配方2
斷裂強力/cN 1 318.50 1 188.00 1 172. 16
斷裂伸長率/% 8. 12 6. 18 6.23
表4漿膜的吸濕率
項目 工廠使用配方 實驗配方1 實驗配方2
濕重/g 0.26 0. 25 0.27
干重/g 0.22 0. 22 0.23
吸濕率/% 13^ 17.4
漿工藝的要求,對漿膜水溶性也應予以一定的考慮.雖然漿膜的水溶性不能直接等于織物的退漿性能,但 水溶性好的漿膜有助于退漿.
將漿膜裁成長100mm,寬20mm的條狀,在長度方向的中間處劃一直線為記號,然后將漿膜浸入 80°C的水中,待水平面與漿膜中間記號線重合時,立即按動秒表開始計時,到浸沒于水中的一段漿膜斷脫 時,再按下秒表終止計時,秒表顯示的時間即表示漿膜的水溶速率.每種漿膜實驗1〇次,求出平均值.漿膜 的水溶性結(jié)果如表5.
從表5可看出,加人瓜爾膠的混合漿膜 表5楽膜的7}C溶性
的水溶性比工廠使用配方漿膜的水溶性有所 項目 工廠使用配方實驗配方1實驗配方2
降低,但并不影響紗線的退漿性能.瓜爾膠作 *驗軒賴/s 3 ^ 7
為漿料使用時,能保證漿料具有優(yōu)良的退漿
性能.實驗配方的水溶性有所下降,可能是由于實驗配方增大了變性淀粉的量,變性淀粉漿膜的水溶性比 瓜爾膠漿膜的水溶性差W,以至實驗配方的水溶性有所下降.
3瓜爾肢對粘附力的影響
粘附性是兩個或兩個以上物體接觸時,發(fā)生相互結(jié)合的能力.上漿工程就是借助這種性能,瓜爾膠對漿膜性能和粘附力影響的探討,使?jié){料在 纖維之間互相粘合,增強紗線抵御機械作用的能力.顯然,粘附性能與上漿效果和漿紗質(zhì)量有密切關系,是 上漿工藝中一個重要的因素•
實驗采用粗紗浸漬法,計算漿液對紗線的粘附力•調(diào)1 500mL質(zhì)量分數(shù)為1%的漿液•準備純棉 14. 6tex末道粗紗,漆/棉13tex末道粗紗• FZ-1變性淀粉含水率13%,PVA含水率4%,聚丙烯酸含固率 25%.混合漿的配方見表6,實驗結(jié)果見表7.
從表7可以看出,瓜爾膠的加人對混合漿液的粘附性能改善比較大,漿過的棉紗的粘附力提高,但對 滌棉紗的粘附力提高不大,這是符合瓜爾膠的性質(zhì),因為瓜爾膠對合成纖維的親和力不是很好.而斷裂伸 長均值和平均值£的提高及強力均方差平均值的減小都很好。
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