浆液配方的优化

纺织学报第二十一卷 第四期243. [47] I浆液配方的优化陈丽华吴少英黄柏龄(北京服装学院)(武警后勤装备研究所)(西北紡织工学院)[摘要本文对 13texT65/C35经纱选用15种浆液配方，在测试浆液和浆纱性能的11项质量指标的基础上运用浓编映射法和功能评价值法对试验数据进行处理,对浆纱成本进行分析,综合分析优选出最佳的浆液配方，以便进一步提高浆纱质量,减少环境污染.降低浆纱成本，关键调:浆液配方浆纱质量浆纱成本 环境 保护中国分类号TS103.846要获得好的浆纱，浆料的选择与配合起着I(5)MR20组合浆料:以变性木薯淀粉为决定性的作用。本文就浆液配方的优化进行了主体，配以适量的丙烯酸共聚物制成的固体浆探讨,主要针对13texT65/C35经纱采用15种料。浆液流动性好，粘度稳定,对各种纤维的粘浆液配方,在小样浆纱机上进行上浆测试了反附力较强，成膜坚韧，浆纱柔软，毛羽少，与映浆液和浆纱性能的11项质量指标，运用浓缩PVA具有良好的混溶性。映射法和功能评价值法对数据进行处理，并分(6)PVA(1799):其浆膜坚韧,耐磨性好，析了浆纱成本綜合分析优选出最佳浆液配方，对棉、粘胶等亲水性纤维具有很好的粘附性,但以达到提高经济效益和社会效益的目的。内聚力大,分纱困难,浆液易结皮而形成浆斑，生物需氧量很低，但化学需氧量很高，对环境污一、试验染严重,有的国家已禁用PVA浆料。1.浆料的选用(7)COLVINAL226乙烯共聚浆料:英国(1)酸解木薯淀粉粘度低、流动性好,与亲某公司推出的白色粉末状、阴离子型、水溶性乙水性纤维有较高的粘附力,成膜良好。但浆膜脆烯共聚浆料。含固量≥95%,粘度低,对各种纤硬，与PVA混合使用，可改善分纱性能和浆膜维的粘附性较好,尤其对涤纶纤维具有较高的完整性。粘附力，成膜良好，在涤棉经纱上浆中加入少量(2)HB-93多变性淀粉:具有高浓低粘，较的COLVINAL226可部分取代PVA和完全取好的渗透性、被覆性，浆膜光滑柔软，与纤维结代其他辅助浆料,以免PVA使用过多带来浆合力强,抗静电性较好的特性。在经纱上浆中可膜过硬、分纱困难、毛羽外露、退浆不净等缺点。取代PVA的比例较大。(8) VICOL-WNR丙烯酸类浆料:英国某(3)玉米氧化淀粉:是一种高粘型的变性淀公司生产的白色空心颗粒状，非离子型的固体粉。其浆液浸透性好，浆液粘度稳定适用范围丙烯酸类浆料。含固量≥95% ,粘度低而稳定,较广,价格较其他变性淀粉低但浆膜比较脆对纤维者征维当网龙卒强,成膜柔软,其与淀中国煤化工硬耐磨性差。的相溶性,并可增进淀(4)JFJ浆料:以玉米淀粉为主要原料，添MHCNMH GiCo WNR的少量使加多种化工原料，经物化处理而成。其颗粒小，用，可部分取代PVA和完全取代其他辅助浆|浸透力强，产品极易溶于水，成浆外观透明清料。亮，具有良好的粘附性和成膜性，耐磨性好,与(9)KD-318:它是无色透明粘稠的丙烯酸PVA混溶性好,能部分取代PVA。类聚合物。含固量在30%左右，易溶于水,对[48].244.2000年8月棉、化纤具有较好的粘附性,耐磨性好,具有一保湿性及抗静电性。定的吸湿性,与淀粉混用可完全取代PVA,也(12)SICO- 52D:精心配方之腊质润滑剂及可与PVA共用，上浆效果良好。柔软剂。有效成分可达100%，具有乳化、均匀(10)PT浆料:美国某公司生产的白色或分散浆液的作用。可降低浆纱摩擦系数，提高浆黄色固体粉末状的聚丙烯酸类线性聚合物。有纱柔韧性。效成份为97%，它可增进PVA和淀粉的混溶2.浆液配方性，流动性及对纱线的粘附性,适用于纯棉、涤本试验针对13texT65/C35 经纱共设计出棉等混纺纱的上浆,它的少量使用可部分取代15种浆液配方,见表1。PVA和全部取代酰胺，甲酯及28#浆料等。3.试验结果(11)SA-100高效平滑剂:多种表面活性剂试验对15种浆液配方的浆液、浆纱性能的乳化而成，具有良好的乳化性、平滑性、柔软性、11项质量指标进行了测试结果见表2。表1浆液配方单位: (%)配方序号浆料1234569101112131415酸解木薯淀粉326050 |70 IHB-93生淀粉3360 |70玉米氧化淀粉60 I0JEJMR- 20PVA646462623535353535352525252525COLVINAL2265555|VICOL- WNRKD- 318PTSA-100(2.5)(2.5)(2) (2)| (2)] (2) (2) I (2)] (2) (2) (2)| (2) (2)S- 52D(3. 7)(3.7)注:括号中的数值为粘着剂重量的百分数表2浆液浆 纱主要质量指标质量指标810 1114粘度(mPa .s)34.5 25 212224.5 30 5820 40.5 53 24 505313.5 | 23.5粘着力(N/cm2)0. 1470. 902|0. 3450. 692|0. 1180. 9411. 3723. 1240. 5002. 301 0. 153|2.6301. 5010, 2700. 127浆纱断裂强力(N)0.376 0.364 0.3510.353|0. 3660.351 0.3580.3540.356 0.362|0. 363)0. 3500.3480.388 0353浆纱断裂伸长(%) 8.56 8.388.027.887.46 9.068.127.607.26 | 7.56 7.83 8.78 7.99 , 8. 63 8. 42增强率(%)| 63. 9058.3752.69|53. 7859. 43|52. 65|56. 03|54.3454. 99|57. 6757. 9152. 5551 6768.7553 84减伸率(%)11.5713. 4317. 1518. 6022. 93 6. 4011. 83)21. 4925.00l21. 8019. 19. 3017. 4610 8513. 02增磨率(%)83.2696.33173.0L178. 7485.23167. 212中国煤化工100.9496.2774. 30[60.12毛羽降低率(%)65. 9155. 68|48. 7067.0657. 4354. 116YHC N M H G65. 3075. 5645. 89)51.52浸透率(%)76.7482. 88 75. 4775.6473. 8865.2878. 2213.88175 90179.351[3. 78.1277.85|79. 3779.51被覆率(%)42. 63|27. 3125.2742.6032. 9625. 0022.9858. 35|69. 8962. 4930.1947. 93|69. 6754. 0139. 01浆膜完整率(%)77.7 57.067.1 | 84.7 68.7 74.1 61.287.8 | 89.7 87.1 72.583.3 93.3 I 78.2 77.6强力不匀率(%)8. 18 11. 4016. 5913. 2811. 31|13.5914.82|12. 3314. 2610. 7014. 6412 33|15. 0812.0414.38伸长不匀率(%)8. 32 11. 6816.8614.7910. 58)13. 3012. 01 13. 50/16.8213. 0514. 82[11. 80/16. 1813. 3416. 77纺织学报第二十一卷第四期245 . [49]表2中测试的浆液浓度为8%,浆液粘度一x)+1测试温度为92C，测试仪器为NDJ79型旋转当试验值越小越好时,A= (d;- a:)/(d;- x)式粘度计，转子为I号，粘附力测试采用织物条样法,试验用布为13X13X110X76涤棉布纱式中A,为第i项指标，第j个配方的功能映射线断裂强力采用Y361-3型单纱强力机，纱线值;ai;为第i 项指标，第j个配方的试验值;d耐磨性采用LFY-2型纱线耐磨仪,毛羽测试采为第i项指标各配方中的最大值;x;为第项用YG171A型毛羽仪，测得2mm以上长度的指标各配方中的最小值。i-=.,2.,.....11 j毛羽根数。= 1,2,3,.,15(2)功能评价值的建立:为了易于比较分析二、浆液配方综合分析各方案中功能综合指标值之间的差异，现采用运用浓缩映射法和功能评价值法对试验数优于线性连加的方法来求功能评价值S,:据进行处理,对结果进行综合评价，优选出最佳S;= HA方案。式中:K为第i项指标权重K-kitkn为各1.建立功能评价值项指标间相互制约的经验值。.-1.2,....*..对表2中各项指标逐项进行方差分析，发11 j= 1 ,2......1.5.5现均有显著差异。任意选定表2中的一种配方，对各项指标的评价采用一对一强制确定会发现并非其各项指标相对于其他配方都绝对I法把相对重要的定为0.2分,相对不重要的定好,这就需要建立一种最佳度量各方案的功能为0.1分，统计各项指标权重见表4,计算出的指标。功能评价值列入表5.(1)评价各项指标的功能:由于测得的15由表5可知,不同浆液配方的浆液、浆纱性种浆液配方各自的11项指标功能,不存在某一能的功能评价值相差很大。不同浆液配方的功项绝对好或绝对坏的临界值，所以不能采用数能评价值由大到小的排列顺序为10,8,1,4,学中的0或1值,而采用浓缩映射法,将各项指12，14, 9,13,2,6,7,5,11,15,3。配方10的功能标中各方案数据由差到好，按比例映射到区间评价值最高,其次是配方8。[1,2]上，指标中相对最差值对应为1,最优值2.成本分析对应为2,各项功能的映射值A:;用下式计算，在对不同浆液配方的浆液、浆纱性能的功结果见表3.能指标评价分析的基础上，进行成本分析,力求当试验值越大越好时,Au=(a;)一x;/(d以较低的浆纱成本获得较高的浆纱质量,各浆表3不同 浆液配方各项指标功能映射值As方序号功能指标7910111213 1415粘度1. 5281.7421. 8311. 8091.7531.6291801. 112121. 775B粘着力1. 0101.2611. 0761.191|11. 2741.4中国煤化工8361. 4601.051002营强率7161.3921.0601. 1241. 4541. 0571.CHCNMH(， 0521 21. 127威伸率7221. 6221. 4221. 3441.111, 8441. 4051.7611. 644E1.6173941. 6281. 3571.210[1. 5091.2771.7001.2321.5071.1801.5411.263F伸长不匀率21. 6072421.7351. 4171.5681.3931.0051.4461.2391. 593|1. 0801. 4121.011G增磨率1.1951 3051. 9522 12121. 903)1. 571.4181. 662 8651- 203] 3441.305|1. 1201.186H毛羽降低率1. 6621.3241.0931.7001. 3821.2722 1. 5821.965|1. 4791. 8971. 3441. 981浸透率6512， 5791. 5891. 48911. 7351.4891. 6031.7991. 4451.7301.7141. 8011.8091. 4191. 0921.0491.4181. 2131.04311. 75428421. 1541. 5321. 995|1. 661)1. 342K浆膜完整率1.5701 1. 2781. 7631. 322|1. 4711. 1161. 8481. 9011. 8291. 4271. 725|21.5841. 567[50].246 ●2000年8月表4各项指标的权重指标ABEFHJK0.10.20, 10. 20. 11. 4.71.50.1 0.20.1 1.2.12.0021.90.1 0.11.00.1.1表5功能评价值S;及柴纱成本配项259011314S,1215.1 242.9 51.4 839.5 161.1 229.G 28.21403.2 412.J1599.2 144.0 657.4 380.0 452.2 55.7成本(元/吨)1087 41382 E12531. C12840. 9541. 20108. 88634. s 9562. 210129.9 8657. z 862.2 9317. 22602 847. 1106 3液配方的成本见表5.2.综合分析得出的最佳配方为配方10,其由表5可知,不同浆液配方的浆纱成本相次为配方8。配方10为玉米氧化淀粉:PVA:差也很大。不同浆液配方的浆纱成本由低到高VICOL-WNR = 60:35:5;配方8为酸解木薯淀排列顺序为:13,14,7,10,11,12,5,8,6,9,15,粉:PVA: VICOL WNR = 60; 35:5。在这两个1,2.3,4.配方13的浆纱成本最低，配方8高于配方中,变性淀粉用量为60%,PVA用量为配方10。35%,这可以解决在涤棉经纱上浆时，使用大比配方10的浆纱成本虽低于配方8,但较配例1799PVA而造成的一系列问题:诸如分纱方13,14和配方7,分别高出13. 8%,2. 1%和困难,撕裂浆膜，毛羽外露等,从而不能满足高0.3%,但配方10的功能评价值分别是配方难织物的织造要求，而且浆液表面易结皮而影13,14和配方7的4.2倍，3.5倍和7倍。配方响上浆质量，特别是PVA对环境污染严重。8的浆纱成本较配方13,14和配方7分别高出3.小样浆纱机上浆与上大车生产有具体的25.7%,12.8%和10.7%，但配方8的功能评区别,但在相同的工艺条件下,不同方案小样浆价值分别是配方13,14 和配方7的3.7倍,3.1纱的试验结果具有可比性,所得结论对实际生倍和6.1倍。因此,综合分析得出对13texT65/产有定的指导作用及參考价值。经过对浆液C35经纱上浆的最佳浆液配方为配方10,其次配方的科学合理的优化，可以提高浆纱质量,降为配方8。低浆纱成本，减轻环境污染，从而达到提高企业三、结论经济效益和社会效益的目的.。1.本文在对浆液、浆纱性能指标测试的基参考资料础上，运用了浓缩映射法和功能评价值法对试中国煤化工及浆液配方的研究》,硕验数据进行处理。浓缩映射法可把不同量纲、不MHCNMHG物理》，纺织工业出版杜，同优劣趋势的试验数据统一规格化,充分显示[3]武春友、戴大双编《价值工程》，机械工业版社，1985出试验数据中的绝对差异及同一方案中不同指1987标的优劣性。用连乘法求功能评价值能扩大相[4]夏伯卢主编:《价值工程》，吉林人民出版社,1986互差异性，以利于分析对比，使所得结论更为可[5] (纺织学 报》,1993.No.6,P. 20~ 23.靠。