3.浆纱-1.ppt

织造原理织造原理I天津工业大学纺织学院天津工业大学纺织学院第三章第三章 浆纱浆纱织造原理织造原理织造原理织造原理u 第一节第一节 浆纱工序概述浆纱工序概述u 第二节第二节 浆料浆料u 第三节第三节 浆液调制浆液调制u 第四节第四节 上浆与烘燥上浆与烘燥u 第五节第五节 浆纱质量控制与检验浆纱质量控制与检验u 第六节第六节 浆纱综合讨论浆纱综合讨论第一节浆纱工序概述第一节浆纱工序概述n n一、浆纱的目的及意义一、浆纱的目的及意义一、浆纱的目的及意义一、浆纱的目的及意义织造原理织造原理浆纱（浆纱（warp sizing）根本目的）根本目的提高经纱的可织性提高经纱的可织性n经纱从织轴上退绕下来直至形成织物，要受到经纱从织轴上退绕下来直至形成织物，要受到30005000次次程度不同的反复拉伸、屈曲、磨损和冲击作用。程度不同的反复拉伸、屈曲、磨损和冲击作用。n而未经上浆的经纱而未经上浆的经纱毛羽多，纤维间抱合力不足，织造毛羽多，纤维间抱合力不足，织造中纱身易起毛，断头频繁，开口不清，形成织疵，严重的时中纱身易起毛，断头频繁，开口不清，形成织疵，严重的时候，还会造成正常的织造过程无法维持。候，还会造成正常的织造过程无法维持。除股线、单纤长丝、加捻长丝、变形丝、网络度较高的网除股线、单纤长丝、加捻长丝、变形丝、网络度较高的网络丝外，几乎所有的短纤纱和长丝均需经上浆加工。络丝外，几乎所有的短纤纱和长丝均需经上浆加工。织造原理织造原理1.浆纱工序对纱线的作用：浆纱工序对纱线的作用：浆液浆液经纱经纱表面被覆表面被覆(coverage)内部浸透内部浸透(soakage)浆膜浆膜(sizing films)烘燥烘燥经纱织造性能得到提高经纱织造性能得到提高织造原理织造原理1耐磨性改善耐磨性改善：表面：表面坚韧坚韧的浆膜使经纱耐磨性能得到提高。的浆膜使经纱耐磨性能得到提高。上浆工作所起的积极作用主要反映在以下方面：上浆工作所起的积极作用主要反映在以下方面：2纱线毛羽贴伏、表面光滑纱线毛羽贴伏、表面光滑：由于浆膜的粘结作用，使纱线表由于浆膜的粘结作用，使纱线表面的纤维游离端紧贴纱身面的纤维游离端紧贴纱身(fiber lay)，纱线表面光滑。在高密，纱线表面光滑。在高密织物的织制时，可以减少邻纱之间的纠缠和经纱断头，对于毛织物的织制时，可以减少邻纱之间的纠缠和经纱断头，对于毛纱、麻纱、化纤纱及混纺纱、无论长丝而言，毛羽贴伏和纱身纱、麻纱、化纤纱及混纺纱、无论长丝而言，毛羽贴伏和纱身光滑则尤为重要。光滑则尤为重要。3纱线断裂强度提高，纱线集束性改善纱线断裂强度提高，纱线集束性改善：由于纤维之间抱合力由于纤维之间抱合力增强所产生的积极作用，使经纱断裂强度得到提高，特别是在增强所产生的积极作用，使经纱断裂强度得到提高，特别是在织机上容易断裂的纱线薄弱点织机上容易断裂的纱线薄弱点(细节、弱捻等细节、弱捻等)得到了增强，这得到了增强，这无疑对降低织机经向断头有较大意义。在合纤长丝上浆中，改无疑对降低织机经向断头有较大意义。在合纤长丝上浆中，改善纤维集束性还有利于减少毛丝的产生。善纤维集束性还有利于减少毛丝的产生。织造原理织造原理4良好的弹性、可弯性及断裂伸长良好的弹性、可弯性及断裂伸长：5具有合适的湿度具有合适的湿度：合理的浆液配方使浆纱具有合适的湿度，合理的浆液配方使浆纱具有合适的湿度，令浆膜具有良好的弹性、韧性。令浆膜具有良好的弹性、韧性。浆纱过分干燥浆纱过分干燥浆膜发脆，容易破裂、落浆浆膜发脆，容易破裂、落浆吸湿过强吸湿过强易引起再粘现象，浆纱发生相互粘连，影响易引起再粘现象，浆纱发生相互粘连，影响织机开口，同时浆膜强度下降，耐磨性能亦差。织机开口，同时浆膜强度下降，耐磨性能亦差。6获得获得增重效果及部分后整理效果增重效果及部分后整理效果织造原理织造原理传统观点：经纱上浆的目的传统观点：经纱上浆的目的 增强增强、保伸保伸、耐磨耐磨2.浆纱的目的：浆纱的目的：目前公认：经纱上浆的主要目的是目前公认：经纱上浆的主要目的是耐磨耐磨和和贴伏毛羽贴伏毛羽。主要上浆质量指标主要上浆质量指标浆纱后纱线的浆纱后纱线的增强率增强率、减伸率减伸率主要上浆质量指标主要上浆质量指标耐磨次数耐磨次数、毛羽减少率毛羽减少率、粘附力粘附力织造原理织造原理“浆纱一分钟，织机一个班浆纱一分钟，织机一个班”3.浆纱工序的重要意义浆纱工序的重要意义：浆纱工序浆纱工序“老虎口老虎口”随着纤维原料种类的增多，织物品种的细密化、高档化，也随着纤维原料种类的增多，织物品种的细密化、高档化，也使浆料的品种日益增加，特别是高速无梭织机的快速发展，使浆料的品种日益增加，特别是高速无梭织机的快速发展，更促进了浆料的发展。可以说，浆料已是纺织工厂耗用量占更促进了浆料的发展。可以说，浆料已是纺织工厂耗用量占第二位的原材料，历来为纺织界所重视。第二位的原材料，历来为纺织界所重视。n n二、浆纱工序的要求二、浆纱工序的要求二、浆纱工序的要求二、浆纱工序的要求织造原理织造原理1.对浆料的要求对浆料的要求u浆料配方不宜过于繁杂，浆料来源充足、价格低、调浆操作浆料配方不宜过于繁杂，浆料来源充足、价格低、调浆操作简便、退浆容易、不污染环境简便、退浆容易、不污染环境u浆液对经纱具有良好的粘附性、成膜性、亲和性和浸透性，浆液对经纱具有良好的粘附性、成膜性、亲和性和浸透性，具有适宜的粘度；具有适宜的粘度；u浆液的物理、化学性能稳定，不易沉淀、生成絮状物、起泡浆液的物理、化学性能稳定，不易沉淀、生成絮状物、起泡和发霉等；和发霉等；u浆膜柔韧、坚牢、光滑，有适当的吸湿性；浆膜柔韧、坚牢、光滑，有适当的吸湿性；织造原理织造原理浆纱具有良好的可织性（耐磨、毛羽贴伏、增强保伸、弹浆纱具有良好的可织性（耐磨、毛羽贴伏、增强保伸、弹性等）。性等）。上浆过程中应保证上浆率、回潮率、伸长率与工艺设计要上浆过程中应保证上浆率、回潮率、伸长率与工艺设计要求一致；求一致；经纱排列均匀，织轴卷绕质量良好，表面圆整；经纱排列均匀，织轴卷绕质量良好，表面圆整；节约能源；节约能源；在保证质量的前提下，提高浆纱生产效率、浆纱速度以及在保证质量的前提下，提高浆纱生产效率、浆纱速度以及自动化程度。自动化程度。2.对上浆的要求对上浆的要求织造原理织造原理浆纱工程浆纱工程浆料浆料（合成制备、性（合成制备、性能研究、配方开发）能研究、配方开发）浆液浆液调制及性调制及性能测试能测试上浆上浆（上浆、烘燥、织轴卷绕）（上浆、烘燥、织轴卷绕）浆纱性能测试浆纱性能测试第二节浆料第二节浆料织造原理织造原理上浆材料上浆材料耐磨耐磨 贴伏毛羽贴伏毛羽浆纱目的浆纱目的成膜能力成膜能力粘附能力粘附能力高分子材料高分子材料 助剂助剂粘着剂（主浆料）粘着剂（主浆料）n n一、粘着剂的分类一、粘着剂的分类一、粘着剂的分类一、粘着剂的分类织造原理织造原理粘着剂粘着剂：一种具有粘着力的材料，是调制浆液（除溶剂：一种具有粘着力的材料，是调制浆液（除溶剂水外）的基本材料，又称主浆料，直接决定了浆液的上水外）的基本材料，又称主浆料，直接决定了浆液的上浆性能，用量较大。浆性能，用量较大。粘着剂种类很多，大体可分粘着剂种类很多，大体可分天然粘着剂天然粘着剂、变性粘着剂变性粘着剂、合成粘着剂合成粘着剂三大类三大类织造原理织造原理天然粘着剂天然粘着剂变性粘着剂变性粘着剂合成粘着剂合成粘着剂植植 物物 性性动物性动物性纤纤维维素素衍衍生物生物变变 性性 淀淀 粉粉乙乙 烯烯 类类丙烯酸类丙烯酸类各种淀粉各种淀粉:小小麦麦淀淀粉粉、玉玉蜀蜀黍黍淀淀粉粉、米米淀淀粉粉、甘甘薯薯淀淀粉粉、马马铃铃薯薯淀淀粉粉、橡橡子子淀淀粉、木薯淀粉粉、木薯淀粉 海藻类海藻类:褐藻酸钠褐藻酸钠植物胶植物胶:阿阿拉拉伯伯树树胶胶、白白芨芨粉粉、田田仁仁粉粉、槐豆粉槐豆粉动动 物物胶胶鱼鱼胶胶、明明胶胶、骨骨胶胶、皮皮胶胶 甲甲 壳壳质质蟹蟹壳壳、虾虾壳壳等等变变性性粘粘着着剂剂 羧羧甲甲基基纤纤维维素素(CMC)(CMC)、甲甲基基纤纤维维素素(MC)(MC)、乙乙基基纤纤维维素素(EC)(EC)、羟羟乙乙基基纤纤维维素素(HEC)(HEC)转转化化淀淀粉粉酸酸化化淀淀粉粉、氧氧化化淀淀粉粉、可可溶溶性性淀淀粉粉、糊精糊精淀淀粉粉衍衍生生物物交交联联淀淀粉粉、淀淀粉粉酯酯、淀淀粉粉醚醚、阳阳离子淀粉离子淀粉接接枝枝淀淀粉粉淀淀粉粉的的丙丙烯烯腈腈接接枝枝共共聚聚物物，淀淀粉粉的的水水溶溶性性接接枝枝共共聚聚物物，淀淀粉粉的的其其它它接枝共聚物接枝共聚物聚聚 乙乙 烯烯 醇醇(PVA)(PVA)乙乙 烯烯 类类 共共聚聚 物物 醋醋酸酸乙乙烯烯-丁丁烯烯 酸酸 共共 聚聚物物、乙乙 烯烯酸酸-马马来来酸酸共共 聚聚 物物、醋醋酸酸乙乙烯烯-马马 来来 酸酸 共共聚物聚物聚聚丙丙烯烯酸酸、聚聚丙丙烯烯酸酸酯酯、聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺、丙丙烯烯酸酸酯酯类类共聚物共聚物当前三大主浆料当前三大主浆料变性淀粉变性淀粉 PVA 丙烯酸类浆料丙烯酸类浆料 n n二、淀粉二、淀粉二、淀粉二、淀粉织造原理织造原理我国：我国：p 元朝元朝(公元公元1300年前后年前后)已采用小麦粉作为浆料。已采用小麦粉作为浆料。p 1890年年“上海机器织布局上海机器织布局”(中国第一家纺织工厂中国第一家纺织工厂)也以发也以发酵的小麦粉作为经纱上浆的浆料。酵的小麦粉作为经纱上浆的浆料。国外：国外：p 1821年已使用糊精作为浆料年已使用糊精作为浆料p 同期出现了淀粉制造工业，最初是以小麦淀粉为主，不久，同期出现了淀粉制造工业，最初是以小麦淀粉为主，不久，其他淀粉也有生产与应用。其他淀粉也有生产与应用。淀粉淀粉历史悠久的上浆主浆料历史悠久的上浆主浆料（一）淀粉的结构与性能（一）淀粉的结构与性能（一）淀粉的结构与性能（一）淀粉的结构与性能织造原理织造原理1.淀粉的结构淀粉的结构淀粉是天然高分子化合物，属于多糖类物质，存在于某些植物淀粉是天然高分子化合物，属于多糖类物质，存在于某些植物的种子、块茎、块根或果实中。的种子、块茎、块根或果实中。根淀粉根淀粉马铃薯淀粉、甘薯淀粉及木薯淀粉等马铃薯淀粉、甘薯淀粉及木薯淀粉等种子淀粉种子淀粉小麦淀粉、玉米淀粉及橡子淀粉等小麦淀粉、玉米淀粉及橡子淀粉等植物中碳水化合物的储藏体植物中碳水化合物的储藏体人类所需碳水化合物的主要来源人类所需碳水化合物的主要来源重要的工业原料重要的工业原料织造原理织造原理淀粉是由植物绿叶中的叶绿素作介质，使二氧化碳与水在日光照淀粉是由植物绿叶中的叶绿素作介质，使二氧化碳与水在日光照射下发生光合作用而成的：射下发生光合作用而成的：淀粉是由淀粉是由-葡萄糖缩聚而成的高分子化合物，是一种高聚糖。葡萄糖缩聚而成的高分子化合物，是一种高聚糖。织造原理织造原理直链直链淀粉淀粉淀粉都含有直链淀粉和支链淀粉两部分。普通淀粉中，直链淀粉都含有直链淀粉和支链淀粉两部分。普通淀粉中，直链淀粉含量为淀粉含量为1020%，支链淀粉含量为，支链淀粉含量为8090%。直链淀粉是由葡萄糖剩基间直链淀粉是由葡萄糖剩基间1，4甙键联结；甙键联结；直链淀粉呈结晶结构，分子中的羟基彼此形成氢键；直链淀粉呈结晶结构，分子中的羟基彼此形成氢键；溶于热水，溶解度较低，不溶于冷水，在稀的水溶液中易沉淀使溶于热水，溶解度较低，不溶于冷水，在稀的水溶液中易沉淀使淀粉液淀粉液“变稠变稠”，呈凝胶状；，呈凝胶状；淀粉中含有高比率的直链淀粉可形成较强韧的薄膜，在含湿率较淀粉中含有高比率的直链淀粉可形成较强韧的薄膜，在含湿率较低的情况下易发脆。低的情况下易发脆。织造原理织造原理支链支链淀粉淀粉支链淀粉：除支链淀粉：除 1,4甙键联结外，还甙键联结外，还有有1,6甙键和少量的甙键和少量的1,3甙键，显分分支甙键，显分分支形；形；聚合度比直链淀粉高，平均聚合度约为聚合度比直链淀粉高，平均聚合度约为6006000，最高可达，最高可达20000；不溶于水，与热水作用则膨胀而呈糊状，淀粉浆的粘度主要由不溶于水，与热水作用则膨胀而呈糊状，淀粉浆的粘度主要由支链淀粉形成；支链淀粉形成；支链淀粉具有较好的粘附能力，不会凝胶，浆膜脆弱。支链淀粉具有较好的粘附能力，不会凝胶，浆膜脆弱。织造原理织造原理直直链链淀粉淀粉支支链链淀粉淀粉分子分子结结构构线线形、形、规则规则分支型、不分支型、不规则规则聚合度聚合度240-4000600-6000遇碘反遇碘反应应兰兰色色紫色紫色在水中状在水中状态态溶于溶于热热水，易凝胶水，易凝胶在在热热水中膨水中膨胀胀，不易凝胶，不易凝胶浆浆膜性能膜性能坚韧坚韧、有、有弹弹性性硬脆硬脆织造原理织造原理2.淀粉的制备淀粉的制备n 淀粉在植物体中淀粉在植物体中与蛋白质、脂肪、纤维素、糖和矿物与蛋白质、脂肪、纤维素、糖和矿物质共同存在。质共同存在。n 淀粉颗粒不溶水淀粉颗粒不溶水工业上利用这种性质，采用水磨法工工业上利用这种性质，采用水磨法工艺，将非淀粉成分除去，得到纯度高的淀粉产品，这种淀粉艺，将非淀粉成分除去，得到纯度高的淀粉产品，这种淀粉称为称为原淀粉原淀粉。织造原理织造原理织造原理织造原理3.淀粉的物理性质淀粉的物理性质淀粉是一种白色（或略带微黄色）、富有光泽、细腻、无臭淀粉是一种白色（或略带微黄色）、富有光泽、细腻、无臭无味的粉末，粉末由细小颗粒组成。无味的粉末，粉末由细小颗粒组成。含水分高，蛋白质少含水分高，蛋白质少的植物，其淀粉颗粒较的植物，其淀粉颗粒较大，形状多呈圆形或卵大，形状多呈圆形或卵形，如马铃薯淀粉、木形，如马铃薯淀粉、木薯淀粉等。薯淀粉等。反之，则颗粒较小，反之，则颗粒较小，呈多角形，如米淀粉、呈多角形，如米淀粉、玉米淀粉等。玉米淀粉等。织造原理织造原理织造原理织造原理4.淀粉在水中的变化淀粉在水中的变化原淀粉粒子不溶解于水，但在水中的性能与状态随温度变化原淀粉粒子不溶解于水，但在水中的性能与状态随温度变化而异。淀粉在水中的变化大致可分为三个阶段：而异。淀粉在水中的变化大致可分为三个阶段：p 吸湿阶段（可逆吸水阶段）：吸湿阶段（可逆吸水阶段）：50以下时，水分浸入淀粉以下时，水分浸入淀粉颗粒中，淀粉颗粒由于吸收少量的水分使得体积略有膨胀，颗粒中，淀粉颗粒由于吸收少量的水分使得体积略有膨胀，但未影响到颗粒中的结晶部分，此时如冷却干燥可以复原，但未影响到颗粒中的结晶部分，此时如冷却干燥可以复原，粘度无明显增加，淀粉的基本性质并不改变。粘度无明显增加，淀粉的基本性质并不改变。p 膨胀阶段（不可逆吸水阶段）：随温度升高，水分进入淀膨胀阶段（不可逆吸水阶段）：随温度升高，水分进入淀粉微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶粉微晶间隙，不可逆大量吸水，结晶“溶解溶解”。p 糊化阶段（淀粉粒解体阶段）：淀粉分子完全进入溶液。糊化阶段（淀粉粒解体阶段）：淀粉分子完全进入溶液。糊化温度糊化温度：淀粉颗粒开始破坏时的温度。：淀粉颗粒开始破坏时的温度。织造原理织造原理织造原理织造原理5.淀粉的化学性质淀粉的化学性质 淀粉大分子结构中的甙键及羟基淀粉大分子结构中的甙键及羟基决定其化学性质，也是淀决定其化学性质，也是淀粉各种变性可能性的内在因素。粉各种变性可能性的内在因素。甙键的断裂甙键的断裂使淀粉聚合度降低，大分子降解。使淀粉聚合度降低，大分子降解。位于葡萄糖剩基第位于葡萄糖剩基第6碳原子碳原子(伯碳原子伯碳原子)及第及第2、第、第3碳原子碳原子(仲碳原子仲碳原子)上的羟基，基本上都具有通常的伯醇、仲醇基团的上的羟基，基本上都具有通常的伯醇、仲醇基团的化学反应化学反应氧化、醚化及酯化等反应能力。氧化、醚化及酯化等反应能力。n n（二）淀粉的浆用性能（二）淀粉的浆用性能（二）淀粉的浆用性能（二）淀粉的浆用性能织造原理织造原理1.淀粉浆的粘度：淀粉浆的粘度：牛顿粘性定律：牛顿粘性定律：uF0 xu=0yYdudy 平板间的流体剪应力与速度梯度粘度，（单位粘度，（单位：Pa s）织造原理织造原理织造原理织造原理淀粉浆粘度曲线淀粉浆粘度曲线淀粉浆粘度的测试：淀粉浆粘度的测试：漏斗粘度计漏斗粘度计 恩式粘度计恩式粘度计 旋转粘度计旋转粘度计织造原理织造原理淀粉浆粘度的影响因素：淀粉浆粘度的影响因素：p 淀粉分子量越大，淀粉浆粘度越高；淀粉分子量越大，淀粉浆粘度越高；p 淀粉浆浓度越大粘度越高；淀粉浆浓度越大粘度越高；p 粘度随着速度梯度的增加而降低；粘度随着速度梯度的增加而降低；p 时间依赖性时间依赖性 随时间延长而粘度降低。随时间延长而粘度降低。浆纱对淀粉浆的要求浆纱对淀粉浆的要求粘度值适当、稳定。粘度值适当、稳定。因此：因此：n 淀粉浆液应处于完全糊化阶段；淀粉浆液应处于完全糊化阶段；n 少量调浆；少量调浆；n一次调制的浆液使用时间不宜过长。一次调制的浆液使用时间不宜过长。织造原理织造原理2.淀粉浆的粘附性：淀粉浆的粘附性：粘附性粘附性 两个或两个以上物体接触时，发生相互结合的能力。两个或两个以上物体接触时，发生相互结合的能力。形成良好形成良好粘附粘附的条件的条件：u 充分浸润充分浸润u 界面处产生结合力界面处产生结合力上浆过程上浆过程借助粘附作用，使浆料在纤维之间互相借助粘附作用，使浆料在纤维之间互相粘合，增强纱线抵御机械作用的能力。粘合，增强纱线抵御机械作用的能力。粘附性能与上浆效果和浆纱质量有着密切关系，是上粘附性能与上浆效果和浆纱质量有着密切关系，是上浆工艺中一个重要的质量因素。浆工艺中一个重要的质量因素。织造原理织造原理Young方程方程:完全润湿完全润湿 润湿润湿不润湿不润湿Dupre方程方程:=l-gl-g(1+cos )织造原理织造原理淀粉大分子淀粉大分子多经基结构多经基结构较强的极性：较强的极性：p氢键缔合及分子间力都较大，对极性较强的物质具有高的氢键缔合及分子间力都较大，对极性较强的物质具有高的粘附力粘附力p与其他浆料相比，淀粉的粘附力最低，对疏水性合成纤维与其他浆料相比，淀粉的粘附力最低，对疏水性合成纤维的粘附性更差。的粘附性更差。织造原理织造原理3.淀粉浆的浸透性：淀粉浆的浸透性：u 淀粉浆是一种胶状悬浊液，在水中呈粒子碎片或多分子集合淀粉浆是一种胶状悬浊液，在水中呈粒子碎片或多分子集合体状态，浸透性差，淀粉经分解或变性处理成水溶性后，其浸体状态，浸透性差，淀粉经分解或变性处理成水溶性后，其浸透性可得到改善。透性可得到改善。u 淀粉浆在低温条件下易形成凝胶，使浸透性恶化，淀粉浆在低温条件下易形成凝胶，使浸透性恶化，不适不适合低温上浆。合低温上浆。u在浆纱机上，进入浆槽的经纱温度远远低于高温的浆液。经在浆纱机上，进入浆槽的经纱温度远远低于高温的浆液。经纱与浆液接触时，会使经纱周围的浆液局部呈凝胶状态，恶化纱与浆液接触时，会使经纱周围的浆液局部呈凝胶状态，恶化了浸透性。了浸透性。改善浸透性的措施：改善浸透性的措施：降低粘度、必要的分解、升高温度或添加表面活性剂等。降低粘度、必要的分解、升高温度或添加表面活性剂等。织造原理织造原理4.淀粉浆的成膜性：淀粉浆的成膜性：淀粉大分子链淀粉大分子链由环状结构的葡萄糖剩基构成的，由环状结构的葡萄糖剩基构成的，柔顺性差，玻璃化温度高。柔顺性差，玻璃化温度高。淀粉浆膜比较脆硬，淀粉浆膜比较脆硬，浆膜强度大，但弹性较差，短裂伸长小。浆膜强度大，但弹性较差，短裂伸长小。以淀粉作为主浆料时以淀粉作为主浆料时p 浆液中需加入适量柔软剂，以增加浆膜弹性，改善浆浆液中需加入适量柔软剂，以增加浆膜弹性，改善浆纱手感；纱手感；p 干燥季节或车间湿度偏低时应加入吸湿剂，以改善浆干燥季节或车间湿度偏低时应加入吸湿剂，以改善浆膜弹性。膜弹性。织造原理织造原理淀粉浆用性能总结：淀粉浆用性能总结：u 淀粉不溶于水，一般采用高温上浆（淀粉不溶于水，一般采用高温上浆（95-98度）。度）。u淀粉聚合度高，分子量大，使得浆液粘度大且粘度不稳定，淀粉聚合度高，分子量大，使得浆液粘度大且粘度不稳定，影响浸透性，所以，淀粉浆需添加分解剂，使部分支链淀粉裂影响浸透性，所以，淀粉浆需添加分解剂，使部分支链淀粉裂解，降低粘度，提高浸透性。解，降低粘度，提高浸透性。u 淀粉浆膜比较脆硬，浆膜强度大，弹性较差。因此，淀粉淀粉浆膜比较脆硬，浆膜强度大，弹性较差。因此，淀粉浆需加入适量柔软剂、吸湿剂，以增强浆膜弹性，改善成膜性。浆需加入适量柔软剂、吸湿剂，以增强浆膜弹性，改善成膜性。u 淀粉大分子中含有大量羟基，且具有较强的极性。根据淀粉大分子中含有大量羟基，且具有较强的极性。根据“相相似相容似相容”原理，它对含有相同基团或极性较强的纤维材料有较原理，它对含有相同基团或极性较强的纤维材料有较高的粘附力，如棉、麻、粘胶等亲水性纤维。对疏水性纤维粘高的粘附力，如棉、麻、粘胶等亲水性纤维。对疏水性纤维粘附力很差，所以，淀粉浆不能用于纯合纤的经纱上浆。附力很差，所以，淀粉浆不能用于纯合纤的经纱上浆。u 淀粉浆易霉变，需加防腐剂。淀粉浆易霉变，需加防腐剂。织造原理织造原理天然淀粉（原淀粉）天然淀粉（原淀粉）需运用物理、化学、生物方法使淀粉变性，或与其他需运用物理、化学、生物方法使淀粉变性，或与其他浆料混合使用。浆料混合使用。资源丰富资源丰富 价格低廉价格低廉环保环保优点优点缺点缺点上浆性能差，需用助剂多；上浆性能差，需用助剂多；不适合化纤上浆不适合化纤上浆n n（三）变性淀粉（三）变性淀粉（三）变性淀粉（三）变性淀粉织造原理织造原理浆料用淀粉变性的主要目的浆料用淀粉变性的主要目的：降低天然淀粉的粘度，改善流动性，增加浸透性能，以满降低天然淀粉的粘度，改善流动性，增加浸透性能，以满足上浆工艺要求；足上浆工艺要求；通过变性处理在原淀粉上引入特定基团，使淀粉适于对合通过变性处理在原淀粉上引入特定基团，使淀粉适于对合成纤维上浆。成纤维上浆。织造原理织造原理化学变性化学变性使用化学试剂，经过一定化学反应得到的产品：使用化学试剂，经过一定化学反应得到的产品：酸解、氧化、酯化、醚化、交联、接枝共聚等酸解、氧化、酯化、醚化、交联、接枝共聚等生物变性：生物变性：酶转化淀粉酶转化淀粉物理变性物理变性物理方法处理：物理方法处理：预糊化、电子辐射处理、热降解、机械研磨等预糊化、电子辐射处理、热降解、机械研磨等复合变性复合变性采用两种或两种以上处理方法得到的变性淀粉：采用两种或两种以上处理方法得到的变性淀粉：氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等氧化交联淀粉、交联酯化淀粉等1.变性淀粉的定义及制备方法变性淀粉的定义及制备方法变性淀粉变性淀粉：以各种天然淀粉为母体，通过化学、物理、生物：以各种天然淀粉为母体，通过化学、物理、生物等方法使其性能发生显著变化而得到的产品。等方法使其性能发生显著变化而得到的产品。织造原理织造原理织造原理织造原理湿法工艺湿法工艺是以淀粉与水或其他液体是以淀粉与水或其他液体介质调成淀粉乳为基础，在一定条介质调成淀粉乳为基础，在一定条 件下与化学试剂进行改性反应，生件下与化学试剂进行改性反应，生成变性淀粉的过程。在此过程中淀成变性淀粉的过程。在此过程中淀粉颗粒处于非糊化状态。如果采用粉颗粒处于非糊化状态。如果采用的分散介质不是水，而是有机溶剂，的分散介质不是水，而是有机溶剂，或含水的混合溶剂时，又称或含水的混合溶剂时，又称溶剂法溶剂法。溶剂法的有机溶剂价格昂贵，有易溶剂法的有机溶剂价格昂贵，有易燃易爆危险，回收困难，只有生产燃易爆危险，回收困难，只有生产高取代度、高附加值产品时才使用。高取代度、高附加值产品时才使用。变性淀粉的生产工艺变性淀粉的生产工艺：湿法、干法：湿法、干法织造原理织造原理干法生产工艺干法生产工艺中，原淀粉含水中，原淀粉含水量最多保持在量最多保持在40以下，一般以下，一般为为20左右，整体反应过程处左右，整体反应过程处于相对于的状态下进行。于相对于的状态下进行。优点：节省了湿法必用的脱水优点：节省了湿法必用的脱水与干燥过程，节约能源，降低与干燥过程，节约能源，降低生产成本，无污染。生产成本，无污染。缺点：即淀粉与化学试剂混合缺点：即淀粉与化学试剂混合不均匀；反应不充分，所以只不均匀；反应不充分，所以只能生产少数几种产品，如黄糊能生产少数几种产品，如黄糊精、白糊精、酸降解淀粉和淀精、白糊精、酸降解淀粉和淀粉磷酸酯等。粉磷酸酯等。织造原理织造原理2.酸解淀粉酸解淀粉历史悠久，早在历史悠久，早在1886年就有用盐酸处理过的天然淀粉使用；年就有用盐酸处理过的天然淀粉使用；各种流度的酸解淀粉在各行业中应用十分广泛。美国变性淀粉各种流度的酸解淀粉在各行业中应用十分广泛。美国变性淀粉消耗中，消耗中，70%是酸解淀粉。是酸解淀粉。也称酸化淀粉，指也称酸化淀粉，指在糊化温度以下，用无机酸处理淀粉，在糊化温度以下，用无机酸处理淀粉，改变其性质改变其性质而制得的变性淀粉而制得的变性淀粉产品。产品。酸解的酸解的主要目的主要目的 降低浆液粘度，改善流动性能，提高粘降低浆液粘度，改善流动性能，提高粘度热稳定性，扩大原淀粉的应用功能，达到高浓低粘，从而度热稳定性，扩大原淀粉的应用功能，达到高浓低粘，从而适应高压力上浆的要求。适应高压力上浆的要求。织造原理织造原理变性机理变性机理：淀粉大分子中的甙键对酸很不稳定，遇酸后迅速：淀粉大分子中的甙键对酸很不稳定，遇酸后迅速发生水解反应，使甙键断裂发生水解反应，使甙键断裂，大分子聚合度降低。，大分子聚合度降低。水解过程：比较复杂，一般认为酸对淀粉颗粒的水解作水解过程：比较复杂，一般认为酸对淀粉颗粒的水解作用分两个阶段用分两个阶段初始阶段初始阶段酸优先水解支链淀粉，并主要发生在无定形酸优先水解支链淀粉，并主要发生在无定形区。线型组分含量明显增加，水解速率较快。区。线型组分含量明显增加，水解速率较快。第二阶段第二阶段酸开始作用于结晶区中的直链和支链淀粉。酸开始作用于结晶区中的直链和支链淀粉。水解速率较慢。水解速率较慢。织造原理织造原理生产工艺生产工艺：一般采用湿法工艺生产。一般采用湿法工艺生产。淀粉乳浓度：一般为淀粉乳浓度：一般为36%40%；酸：作为催化剂，不参与反应，最常用的是盐酸；酸：作为催化剂，不参与反应，最常用的是盐酸；温度：温度：4550；淀粉淀粉淀粉乳淀粉乳水水成品成品无机酸无机酸反应反应碱碱中和中和洗涤洗涤水水脱水、干燥脱水、干燥织造原理织造原理酸解淀粉的主要性能特点酸解淀粉的主要性能特点：p 颗粒状态颗粒状态室温下与原淀粉类似，无明显裂纹；室温下与原淀粉类似，无明显裂纹；水中加热后观察，可发现与原淀粉有较大差异，受热水中加热后观察，可发现与原淀粉有较大差异，受热后沿辐射状裂纹裂解，体积膨胀率降低，糊化温度降后沿辐射状裂纹裂解，体积膨胀率降低，糊化温度降低。低。p 相对分子量相对分子量降低。降低。p 薄膜性能薄膜性能 浆液粘度降低，可在更高浓度下成浆液粘度降低，可在更高浓度下成浆，成膜更容易；成膜后强度较高。浆，成膜更容易；成膜后强度较高。织造原理织造原理酸解淀粉在上浆中的应用酸解淀粉在上浆中的应用：p 酸解淀粉在可工作的粘度下具有较高含固率，调浆时酸解淀粉在可工作的粘度下具有较高含固率，调浆时不需要在对淀粉进行分解处理，简化了浆料配方与调浆不需要在对淀粉进行分解处理，简化了浆料配方与调浆工艺；工艺；p 浸透性与粘附力得到极大改善；浸透性与粘附力得到极大改善；p 可作为其他变性淀粉的原料。可作为其他变性淀粉的原料。织造原理织造原理3.氧化淀粉氧化淀粉变性机理变性机理：淀粉中的甙键被强氧化剂氧化断裂，并使其羟基：淀粉中的甙键被强氧化剂氧化断裂，并使其羟基氧化成醛基和羧基。氧化成醛基和羧基。上浆性能上浆性能：氧化后，淀粉大分子裂解，聚合度下降，粘度也：氧化后，淀粉大分子裂解，聚合度下降，粘度也降低，浆液的流动性好，浸透性增加；同时，由于羧基的存降低，浆液的流动性好，浸透性增加；同时，由于羧基的存在，提高了浆液对亲水性纤维的粘附性。在，提高了浆液对亲水性纤维的粘附性。淀粉在酸性、碱性或中性介质中与氧化剂作用，氧化所得的淀粉在酸性、碱性或中性介质中与氧化剂作用，氧化所得的产品称为氧化淀粉。采用不同的氧化工艺、氧化剂和原淀粉产品称为氧化淀粉。采用不同的氧化工艺、氧化剂和原淀粉可以制成性能各异的氧化淀粉。氧化剂的种类很多，考虑到可以制成性能各异的氧化淀粉。氧化剂的种类很多，考虑到经济实用性，工业上生产氧化淀粉主要是在弱碱性条件下采经济实用性，工业上生产氧化淀粉主要是在弱碱性条件下采用用次氯酸钠次氯酸钠作氧化剂进行制备作氧化剂进行制备织造原理织造原理4.酯化淀粉酯化淀粉变性机理变性机理：淀粉大分子中的羟基与无机酸或有机酸都能发生：淀粉大分子中的羟基与无机酸或有机酸都能发生酯化反应，形成酯化物。一般来说，可用任何已知的酯化反酯化反应，形成酯化物。一般来说，可用任何已知的酯化反应的方法来实现，所得产物为淀粉酯衍生物。应的方法来实现，所得产物为淀粉酯衍生物。上浆性能上浆性能：淀粉酯的酯化程度以取代度表示。取代度表示淀：淀粉酯的酯化程度以取代度表示。取代度表示淀粉的每个葡萄糖基环上羟基的氢被取代的平均数。由于每个粉的每个葡萄糖基环上羟基的氢被取代的平均数。由于每个葡萄糖剩基上有三个羟基，因此取代度的平均值在葡萄糖剩基上有三个羟基，因此取代度的平均值在0-3之间。之间。由于酯化淀粉的大分子中带有疏水性酯基，对疏水性合纤的由于酯化淀粉的大分子中带有疏水性酯基，对疏水性合纤的粘附性、亲和力加强。粘附性、亲和力加强。织造原理织造原理5.醚化淀粉醚化淀粉 上浆性能上浆性能：取代度：取代度:醚化淀粉的醚化程度也用取代度表示。淀醚化淀粉的醚化程度也用取代度表示。淀粉醚的亲水性和水溶性改善程度与取代基性能及取代度有关。粉醚的亲水性和水溶性改善程度与取代基性能及取代度有关。淀粉醚浆液粘度稳定，浆膜较柔韧，对纤维素纤维有良好淀粉醚浆液粘度稳定，浆膜较柔韧，对纤维素纤维有良好的粘附性。低温下浆液无凝胶倾向。具有良好的混容性。的粘附性。低温下浆液无凝胶倾向。具有良好的混容性。变性机理变性机理：淀粉大分子中的羟基被各种试剂（醇、卤代烃等）：淀粉大分子中的羟基被各种试剂（醇、卤代烃等）醚化，所得产品叫淀粉醚衍生物。醚化，所得产品叫淀粉醚衍生物。织造原理织造原理6.交联淀粉交联淀粉 变性机理变性机理：淀粉大分子间通过酯化、醚化等化学反应，形成：淀粉大分子间通过酯化、醚化等化学反应，形成与化学键连接的交联状大分子，即成为交联淀粉。与化学键连接的交联状大分子，即成为交联淀粉。上浆性能上浆性能：交联淀粉的聚合度增大，粘度增加，粘度的热稳：交联淀粉的聚合度增大，粘度增加，粘度的热稳定性好，一般用于以被覆为主的经纱上浆。也可用做混合浆定性好，一般用于以被覆为主的经纱上浆。也可用做混合浆料，与低粘度的合成浆料混合。料，与低粘度的合成浆料混合。织造原理织造原理7.接枝淀粉接枝淀粉 以淀粉为主体以淀粉为主体，通过化学或物理学通过化学或物理学(高能射线辐照高能射线辐照)的方的方法法，使某些烯烃类的单体以一定的聚合度接技到淀粉大分子使某些烯烃类的单体以一定的聚合度接技到淀粉大分子上上，或或以某些低聚合度的合成物用一定方法嵌接到淀粉大分子的侧以某些低聚合度的合成物用一定方法嵌接到淀粉大分子的侧链上链上，最终，最终生成接枝共聚物生成接枝共聚物：常用接枝单体：常用接枝单体：丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯等或其他人工合成高分子单体苯乙烯等或其他人工合成高分子单体织造原理织造原理变性机理变性机理：是由合成低聚物接枝到淀粉大分子上形成。它可：是由合成低聚物接枝到淀粉大分子上形成。它可根据经纱上浆要求进行接枝改性设计，是一种有前途的变性根据经纱上浆要求进行接枝改性设计，是一种有前途的变性淀粉。淀粉。上浆性能上浆性能：根据经纱根据经纱上上浆的要求进行接枝改浆的要求进行接枝改性性设计，可以使设计，可以使接枝淀粉兼接枝淀粉兼有淀粉和高分子侧链有淀粉和高分子侧链两者的长处，又平抑了两者两者的长处，又平抑了两者的不足，表现的不足，表现出出优良的综合上浆性能。优良的综合上浆性能。如如：以淀粉作为骨架大分子，把丙烯酸以淀粉作为骨架大分子，把丙烯酸酯酯类的化合物作为支类的化合物作为支链接到淀粉上，所形成的接枝淀粉链接到淀粉上，所形成的接枝淀粉共聚共聚物兼物兼有有淀粉和丙烯酸淀粉和丙烯酸酯酯类浆料的特性类浆料的特性；以以丙丙烯酸酯或烯酸酯或醋酸醋酸乙烯乙烯酯酯接枝的淀粉，可接枝的淀粉，可以对涤棉纱和合纤上浆，并且淀粉浆膜的柔软性和弹性得到以对涤棉纱和合纤上浆，并且淀粉浆膜的柔软性和弹性得到改善。改善。n n二、动物胶二、动物胶二、动物胶二、动物胶织造原理织造原理动物胶属硬朊类蛋白质，是由各种氨基酸缩聚而成的天然高聚动物胶属硬朊类蛋白质，是由各种氨基酸缩聚而成的天然高聚物，主要用于毛纱、粘胶丝、醋酸长丝等的浆纱生产。物，主要用于毛纱、粘胶丝、醋酸长丝等的浆纱生产。上浆性能：上浆性能：p水溶性：低温不溶于水，水溶性：低温不溶于水，70度以上分子裂解能成为水溶液。度以上分子裂解能成为水溶液。p浸透性：低浓时（浸透性：低浓时（1-2%），浆液粘度与浓度成正比，浓度），浆液粘度与浓度成正比，浓度增大后，粘度增加的速度很快，浆液的浸透性较差，需加入增大后，粘度增加的速度很快，浆液的浸透性较差，需加入助剂以改善浸透性能；助剂以改善浸透性能；低温时，粘度较大，浸透性能差；浆液温度在低温时，粘度较大，浸透性能差；浆液温度在65-80度之度之间时，粘度比较稳定；温度在间时，粘度比较稳定；温度在90度以上时粘度下降。因此，度以上时粘度下降。因此，适宜的上浆温度范围是适宜的上浆温度范围是65-80度。度。p 粘附性：对纤维素纤维和蛋白质纤维具有良好的粘附性。粘附性：对纤维素纤维和蛋白质纤维具有良好的粘附性。n n三、纤维素衍生物三、纤维素衍生物三、纤维素衍生物三、纤维素衍生物织造原理织造原理浆纱常用的纤维素衍生物浆料有羧甲基纤维素（浆纱常用的纤维素衍生物浆料有羧甲基纤维素（CMC）钠盐。）钠盐。CMC是由碱纤维素用一氯醋酸经醚化反应制得。工业上常用是由碱纤维素用一氯醋酸经醚化反应制得。工业上常用的是其钠盐。的是其钠盐。纤维素由纤维素由-葡萄糖缩聚而成，在水中不溶解，利用葡萄糖缩聚而成，在水中不溶解，利用-葡萄糖葡萄糖基环上羟基的特性，可以通过醚化作用使纤维素发生醚化，基环上羟基的特性，可以通过醚化作用使纤维素发生醚化，生成纤维素衍生物生成纤维素衍生物纤维素醚，从而转化成水溶性物质，纤维素醚，从而转化成水溶性物质，具有一定的粘着性，可用于经纱上浆。具有一定的粘着性，可用于经纱上浆。n n四、聚乙烯醇（四、聚乙烯醇（四、聚乙烯醇（四、聚乙烯醇（PVAPVA）织造原理织造原理PVA由聚醋酸乙烯酯在甲醇中进行醇解而得由聚醋酸乙烯酯在甲醇中进行醇解而得1.PVA的结构：的结构：PVA的主要质量指标：的主要质量指标：聚合度（聚合度（DP）醇解度（醇解度（DH）织造原理织造原理PVA为无味、无臭或淡黄色颗粒，成品也有粉末状、片状或絮为无味、无臭或淡黄色颗粒，成品也有粉末状、片状或絮状。状。2.PVA的一般性质：的一般性质：3.PVA的上浆性能：的上浆性能：p 水溶性水溶性：取决于其聚合度和醇解度取决于其聚合度和醇解度。一般聚合度一般聚合度n愈高溶解性愈差愈高溶解性愈差当当n=500时，在室温下时，在室温下即可溶解，当即可溶解，当n=1700时，温度达时，温度达80度以上才能溶解。度以上才能溶解。FH-PVA溶解于沸水溶解于沸水PH-PVA则在则在40-50度温水中即能溶解。度温水中即能溶解。织造原理织造原理p 水溶液的粘度水溶液的粘度粘度粘度-浓度：在定温条件下接近成正比；浓度：在定温条件下接近成正比；粘度粘度-温度：在定浓条件下，粘度和温度的关系接近于反比；温度：在定浓条件下，粘度和温度的关系接近于反比；粘度粘度-聚合度：一般聚合度愈高粘度亦愈高；聚合度：一般聚合度愈高粘度亦愈高；粘度粘度-醇解度：当醇解度：当DH=87%时，时，PVA溶液的粘度最小溶液的粘度最小粘度粘度-时间：时间：FH-PVA的粘度随时间的延长而增加，溶液呈的粘度随时间的延长而增加，溶液呈凝胶状；凝胶状；PH-PVA溶液的粘度相对于时间的变化较稳定。溶液的粘度相对于时间的变化较稳定。织造原