聚丙烯酸类浆料

2013年2月第1期(总160期)轻物工业与杖术科研与生产聚丙烯酸类浆料史新颖(新疆大学,新疆乌鲁木齐830046)【摘要】主要研究和比较国内几种聚丙烯浆料的性能,以及在规定的条件下测试由这几类浆料制成的浆膜的断裂强度、断裂伸长率、耐磨性、耐屈曲性和吸湿性;结合研究表明,聚丙烯浆料具有良好的上浆性和生物降解性,可作为目前主要的浆料。【关键词】上浆;聚丙烯酸类浆料;浆料性能;浆膜性能Doi:103969/jisn.2095-01012013.01004中图分类号:Ts103.8463文献标识码:B文章编号:2095-0101(2013)01-001004上浆可增强经纱的强度、耐磨性使毛羽贴伏性好表1是常用丙烯单体的中英名称对照。目前浆料主要有淀粉浆料、化学浆料。化学浆料又分为表1常用丙烯单体中英名称对照聚乙烯醇(PVA)浆料、聚丙烯酸类浆料。新型化学纤维缩写的结构不同于天然纤维,对上浆要求也存在差异,而淀粉浆料在很大程度上不能满足其上浆要求因而多数采用化学浆料;由于PVA浆料的生物降解性较差,不符合丙烯酰胺AcrylamideAAm环保要求,因此,目前所用的化学浆料主要为聚丙烯酸丙烯腈Acrylic Nitrile类浆料,其中又以聚丙烯酸酯浆料居多狭义地讲聚丙丙烯酸甲酯烯酸类浆料就是指以聚丙烯酸酯浆料为主体的浆料。丙烯酸乙酯甲基丙烯酸酯Methacrylate1聚丙烯酸类浆料甲基丙烯酸甲酯Methl MethacrylateMMA由于聚丙烯酸类浆料的常用单体种类多,所以由不醋酸乙烯酯Vinyl Acetate同单体构成的浆料其性能也不同;因此上浆时可根据需丙烯酸丁酯Acrylate ButylAB要选择浆料,从而对某一种纤维纱达到良好的上浆目的因此聚丙烯酸类浆料常被形象地称为裁缝浆料”。2聚丙烯浆料浆液的性能测定另一方面,不同成分或成分相同配比不同而组成的浆料,在结构、外观形态和上浆性能上差异较大。目前市场21浆料的外观含固率和pH值上的聚丙烯浆料根据其化学结构主要分为聚丙烯酸盐聚丙烯浆料的外观是指在明暗适度的光线下,用肉类聚丙烯酰胺类、聚丙烯酸酯类聚丙烯酸及甲基丙烯眼观察到的样品的状态和颜色。酸,它们具有一些共性:由不同单体、不同聚合方法组成的浆料其外观不对疏水性纤维粘着力大于PVA浆料。同:有乳白色淡黄色和无色透明等颜色;形态上有固体浆膜的弹性及柔软性大于PVA浆料。和粉末状态。有一定的抗静电作用含固率在一定的程度上反映了高聚物的含量(本方浆膜的断裂强度小于PⅤA浆料法适用于液态聚丙烯浆料的含固率的测定)。浆膜太软,不能单独对短纤纱上浆容易退浆,对环境污染小于淀粉和PVA浆料,属于4%浆液浓度时pH值各有差异详见表2。绿色浆料”。从表2中看出粘稠体中含固量高于20%的产品约收稿日期:2012-09-13占65%以上今固量增加县当前过米产品的趋势;且各作者简介:史新颖(1988-),女,陕西人新疆大学纺织与服产品的pH佴中国煤化工要接近中性,因装学院纺织工程2011级研究生。此过低的CNMHG102013年2月科研与生产轻纺工业与技水第1期(总160期)衰2国内几种具有代表性的集中浆料的性能表4为聚丙烯酸类聚料的粘着力,从表中可看出,无类别样品号外观含固量(%)pH值论是对哪种纱线,各类聚丙烯酸类浆料的粘着力差别较淡黄色粘稠体聚丙烯大同一类浆料差别也较大。而影响浆料粘着力的因素除酸盐类淡黄色粘稠体26.865.82了组成各类浆料的成分和比例外还有实验条件的影响。淡黄色粘稠体57223.1乳化剂聚丙烯无色透明粘稠体增加乳化剂的用量可提高反应体系的稳定性,但浆酰胺类无色透明粘稠体20668.03液的黏度增大对上浆不利;且乳化剂对纤维的润滑作用聚丙烯酸酯类乳白色粘稠体2492使其容易滑脱降低浆膜的强力。因此乳化剂的用量要适中。232引发剂22聚丙烯浆料的粘度聚丙烯浆料的黏度主要与合成工艺以及分子结构浆液的黏度随引发剂用量的增加而下降。当引发剂用量到一定时,黏度不再下降并趋于稳定,此时的用量中增稠性基团的含量有关还与这类高聚物的分子量大为引发剂的最佳质量分数。小有关。233反应温度浆液黏度可用DNJ79型旋转式黏度计测定和丙烯酸类物质聚合反应的温度一般在60~90℃(取T321型可调漏斗式黏度计测定表3为4%浆液浓度、决于引发剂的类型)浆料对涤棉纱的粘附力随温度升在20℃的温度下用DN-79型旋转式黏度计测定的结高而下降,当温度达到一定时粘附力不再变化此时的温度为浆料的最佳反应温度。表3聚丙烯浆料的粘度234反应时间样品号235浆液的黏度随反应时间的延长而上升,但当反应进粘度(mPa.8)11022522836011028行一段时间后,聚合物的平均分子质量不再随反应时间发生变化,因此浆液黏度呈现平稳趋势。35搅拌速度常用的聚丙烯酸酯类浆料的黏度较小,说明聚丙烯酸类浆料的黏度正趋于低黏度化。上浆时应选择使聚丙机械搅拌速度过快会产生副作用,所以搅拌速度烯浆料粘度热稳定性好的聚合工艺。可用浸浆法测试浆要适中。液的黏附性试验采用涤棉(6535)粗纱来测试。3浆膜的性能23浆料的粘着力的测定粘着力是浆料对纤维的粘附力和浆料本身内聚力31浆膜的制备的综合指标,在一定程度上反映了浆料对被浆纤维粘附用刮涂一恒温恒湿干燥法制备浆膜:校准仪器,将性的好坏。尺寸为650mm×400mm厚度为5mm的涤纶薄膜覆盖在以丙烯酸或丙烯酰胺为主体合成的聚丙烯酸盐或玻璃板上(涤纶薄膜与玻璃板之间不能有气泡,再把厚聚丙烯酰胺浆料,分子结构中含有大量的能与棉纤维中度为1.5mm的回字型环氧树脂膜框放在薄膜上并固的羟基形成氢键的羧基或酰胺基所以它们对亲水性纤定。将调制好的6%浓度的浆液300mL均匀地倒在涤纶维具有良好的粘附性;以丙烯酸酯为主体合成的聚丙烯薄膜上,沿回字形膜框刮平。放入恒温恒湿的室中(标准酸酯浆料,分子结构中含有大量酯基,与涤纶具有相似状态20℃,相对湿度65%)平衡24h,刮下浆膜。的结构所以对涤纶等疏水性纤维具有良好的粘附性。32斷裂强度、断裂伸长率测定将浆膜裁成220mm×10mm条装试样,在YG020型褒4聚丙烯酸类浆料的粘着力电子单纱强力机上测其断裂强力断裂伸长率。在标准粘着力(N)温湿度状态下,试样夹持距离100mm,夹头下降速率类别样品号纯棉粗纱涤棉(65/35粗纱每种浆膜测试20次,计算平均值。断裂强度14.5te13.0ex测试如下9927聚丙烯酸盐类7690234式中:Q浆膜的断裂强度,Nmm2。71l1950聚丙烯酰胺类P—浆膜的平均断裂强力中国煤化工聚丙烯酸酯类CNMHG2013年2月第1期(总160期)轻工业与技木科研与生产衰5浆膜的强伸性类别样品号加入酸解淀粉比例(%)浆膜断裂强度(Nmm2)浆膜断裂伸长率E(%)220916.53聚丙烯酸盐类17582080792785聚丙烯酰胺类2345619.59聚丙烯酸类9408045表5为测试的浆膜的断裂强度和断裂伸长率。比较0时烘燥至恒重精确称重。放入相对温度2℃、相2号和3号发现丙烯酰胺的含量和添加物的含量对浆对湿度为75%的调温调湿箱中2h,取出称重。吸湿率膜的强伸性也有影响;6号浆料具有典型的低强高伸的计算如下:特点。可看出聚丙烯酸类浆料浆膜的强伸性与构成浆Y=m吗×100%料的单体种类配比以及分子量大小有关。33磨耗测定式中:Y—浆膜吸湿率,%。磨耗是指在一定的条件下浆膜单位面积上的磨损m浆膜吸湿后的质量,o量。在标准状态下将浆膜裁成直径97mm的圆形试样,m—浆膜干燥后的质量,g在Y522型圆盘式织物平磨仪上测定其磨耗。选用150#衰7浆膜的吸湿率砂轮加压重量为250g转速500rmin;试验10次,求平类别样品号浆膜吸湿率(RH75%X(%)均值。磨耗计算如下:21.77H= GoGL聚丙烯酸盐类17.66式中:H—浆膜磨耗G浆膜试验前的质量,mg聚丙烯酰胺类G—浆膜试验后的质量,mg聚丙烯酸酯类7.83S—浆膜磨损面积,cm234耐屈曲性能测试将浆膜裁成100mmx5mm的条状试样,在改进的从表7中看出聚丙烯酸酯浆料的吸湿性较小,吸Y731型抱合力机上测试。在标准温湿度下将浆膜上端湿性最大的达到21.7%。吸湿性过大易引起浆膜发黏,固定,下端加5g负重摩擦件的往复行程为10m,往返因此应控制吸湿性大的浆料在浆液中的用量。速度为120次min,每种浆膜测试30次,计算试样的平3.6浆膜的再黏性均屈曲次数。浆膜的耐磨性和耐屈曲次数见表6。些聚丙烯酸类浆料在使用过程中有很强的再黏性。这种再黏现象破坏了浆膜的完整性,使浆纱毛羽增表6黎的耐磨性和附屈曲次数加浆斑疵点增多浆纱质量受到很大影响发生再黏的原因有湿和热两种情况。类别样品号浆膜耐磨性浆膜屈曲次数(mg/mm)K(次)361湿再黏性204.3由吸湿性引起的称为湿再黏性,可通过以下措施降聚丙烯酸盐类低这类浆料的湿再黏性。420.7在保证水溶性和水分散性的前提下,尽量减少聚合164.8聚丙烯酰胺类物分子中的亲水性基团含量。1.190羧基本身的离解度不高但它的碱金属盐有较高的聚丙烯酸酯类离解度,具有较高的吸湿性控制羧基的中和量减少离子化基团数,可改善再黏性。从表6中发现各类浆料之间的耐磨性差异较大;且使用挥发性的氨水中和羧基,使浆料在烘燥后不离数值越大,耐磨性越差。解或离解度低35吸湿率测定3.62热再fvu中国煤化工将浆膜裁成直径约70m的圆形试样,在105热再黏性CNMHG引起的再黏性122013年2月科研与生产堑纺工业与故木第1期(总160期)称为热再黏性。参考文献37聚丙烯浆料的生物降解性[l]祝志峰,荣瑞萍.无PVA上浆研究进展[!棉纺化学需氧量( CODcr): CODcr值反映了水样中污染织技术,2011,39(2):129-132物的总量,其值越高说明污染物含量越高,污染程度越[2]韩世洪纺织浆料的现状与发展趋势[J].纺织导大报,2008,(2):38-43五日生化需氧量(BOD3):BOD3值反映了可被生物[3]荣瑞平,范雪荣,曹旭勇聚丙烯酸类浆料的浆液降解的污染物的量浆膜性能[J]棉纺织技术,2003,31(3):138-140.衰8浆料的生物降解性[4]崔建伟等聚丙烯酸类浆料的合成及性能[J]纺织学报,2006,27(4):15-18类别样品号cODBOD, COD5]卢素城新型聚丙烯浆料的合成和性能研究[J].12425000688上海纺织科技,2010,38(8):4-6.聚丙烯酸盐类2120000806[6]韩世洪,吴秋兰,张飞新型聚丙烯浆料粘度和粘114000143250.1256附性影响因素[J]纺织学报,2008,29(6):606311300010725聚丙烯酰胺类[]祝志峰.浆料粘附性能概逑[J].棉纺织技术2925014100048312006,34(2):92-95聚丙烯酸酯类616325000490[8]荣瑞平,范雪荣,曹旭勇聚丙烯酸类浆料的质量现状与分析[J棉纺织技术,2002,30(8):4704173从表8可看出,聚丙烯酸酯类浆料较其它两类浆料[9]范雪荣等聚酯桨料及其上浆性能[J]印染助剂,的可被降解的程度高,从而减轻了对环境的污染程度。2000,17(1):16-19[10]李少华,赵聪,朱谱新常见纺织浆料的生物降4结语解性分析[J]产业用纺织品,2011,(8):29-34通过以上性能的测试,比较三类浆料的断裂强度和[l1]刘海涛张建化学浆料的生物降解性分析[]断裂伸长,发现聚丙烯酸酯类浆料最高;但是耐磨性和纺织科技进展,2007,(1):12-13,45吸湿性较低。且聚丙烯酸类浆料在上浆过程中容易发生[12]乔志勇,祝志峰溶剂对溶聚型聚丙烯酸酯浆料再黏现象再黏性高。从环保角度考虑聚丙烯酸类浆料粘附性能的影响[打]2007,35(3):136-139的生物降解性好,减轻了对环境的污染程度。(上接第18页)磨削时冷却液要充分,一定要有过滤装置,否则工件达到现在的修磨一次模具连续冲压产品100万件件表面会产生划伤现象。120万件的数量。精磨冲模时,砂轮不但要纵向走出工件,而且横向走出工件。使砂轮完全脱离工件以消除砂轮的弹性变参考文獻形,提高修磨工件的精度。[1]赵如富金属机械加工工艺人员手册(第三版)精磨后工件表面的粗糙度为Ra≤01μm[M].上海:上海科学技术出版社,1992.3结语[2]劳动人事部培训就业局磨工工艺学[M].北京:劳动人事出版社,1987凸凹模具修磨后还要分别对其进行平面度和平行[3]何秀涛,李兆高高精度高光洁度磨削[M],北京度质量检查(垂直度是靠模具制造时保证的,修磨时只机械工业出版社,1985能通过工件的平行度来间接地保证垂直度要求),如有[4]蔡春源新编机械设计手册[M].沈阳:辽宁科学不合格现象,还要对其进行重新修磨。技术出版社,1993通过反复实践、多次改进修磨工艺,不断釆取合理5]袁长良机械制造工艺装备设计手册[M].北京:的措施,对修磨后的衬垫冲压模具不但保证了修磨质量中国计量出版社出版,1992而且由当初修磨一次模具连续冲压产品60万件-70万中国煤化工CNMHG13