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第２０卷第１期 武汉科技学院学报 Ｖｂ１．２Ｏ Ｎｏ．１ ２００７年１月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＷＵＨＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｊａｎ．２００７ 动物胶用于纯棉织物上浆的研究 韩世洪，李华 （武汉科技学院纺织与材料学院，湖北武汉４３００７３） 摘要：浆料对于纺织工业起着至关重要的作用。由于ＰＶＡ对环境造成严重的污染和破坏，寻找一种 新的浆料来替代ＰＶＡ已经成为大家的共识。动物胶是一种无毒无害无污染的天然制品，符合生态纺织 品的要求。以前动物胶主要用于毛纱粘胶丝等上浆，本论文研究它用于纯棉织物的上浆。 关键词：浆料；动物胶；粘度；粘附力；ＰＶＡ 中图分类号：ＴＳ１１５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９－－５１６０（２００７）－－００２０－－０５ 目前机织物经纱上浆所用的浆料主要有淀粉类、乙烯类（ＰＶＡ）和丙烯酸类三大类浆料。由于ＰＶＡ会对环 境造成长期的破坏，不用或少用ＰＶＡ已成为大家的共识，本课题主要研究用动物胶逐步代替ＰＶＡ的各项性能变 化及上浆效果。通过实验研究动物胶的各项性能特点，对比与其他配方的粘度，粘附力，浆纱质量，织造效果， 价格成本等，寻找最优配方用于纯棉上浆。 ’ １动物胶的介绍 １．１动铂胶的特性 ‘ ● ● １．１．１外观 动物胶是指动物的皮、骨、腱、角芯及鳞等含胶原蛋白的组织所制成的胶，包括骨胶、明胶、皮胶等。 各种动物胶的外观稍有差别，呈块状、粒状或粉状。此次试验使用的是骨胶，骨胶一般为金黄色透明或半 透明无定形固体粒状或粉状，有气味，无挥发性口ｌ。 １．１．２溶解性 动物胶在低温水中不溶解，约在１４０￣Ｃ开始分解。不溶于稀酸稀碱以及大多数有机溶剂。当它吸５－１０倍水 时形成坚固、柔软而富于弹性的胶冻，加热到７０￣Ｃ以上，其网状分子裂解而溶解于水，形成具有胶粘性的液体， 冷却后又形成胶冻。 １．１．３粘度及浸透性 浆液的粘度是描述浆液流动行为，即浆液流动时内摩擦力的物理量。动物胶浆液的浓度和粘度之间，在浓 度很低（１％．２％）时维持正比关系。浓度增大后，粘度的增长速度远高于浓度的增长速度，因此应加入适量的 助剂来改善其浸透能力。动物胶有明显的凝胶倾向，当浆液温度降低时，粘度显著增加【３】。 １．１．４粘附性 粘附性是指浆料与纤维大分子之间分子尺度上通过相互作用产生的结合。动物胶对纤维素纤维和蛋白质纤 维具有良好的粘附性。 １．１．５成膜性 动物胶成膜较粗硬，缺乏弹性，容易脆断，因此浆液配方中应加入柔软剂（如：油脂），以提高浆膜柔韧性。 １．２动铂胶的化学结构 动物胶是由分子不完全相同、但结构相似的各种氨基酸，通过酰胺键（～ＣＯＮＨ一）连接起来的多肽链大分 收稿日期：２００６－１０－０８ 作者简介：韩世洪（１９５９一），男，副教授，研究方向：浆料及浆纱工艺 维普资讯 http://www.cqvip.com
第１期 韩世洪，等：动物胶用于纯棉织物上浆的研究 ２ｌ 子组成的。其分子式可写成： Ｃ１０２Ｈ１４９Ｎ３１Ｏ３８＋Ｈ２Ｏ—Ｃ１０２Ｈ１５ｌＮ３１Ｏ３９ 骨胶原 动物胶 ２浆液配方的确定 根据相似相容的原理和少元、合理、必要的原则，本实验确定浆料的组分为：变性淀粉ＤＭ．８９１；聚乙烯 醇（ＰＶＡ）１７９９；聚丙烯酸盐；骨胶；油脂。 浆料组分选择之后，需要进一步确定各个组分在浆料中所占有的比例。目前还不可能以理论分析的方法来 精确计算各种粘着剂相对溶剂的最优用量比例，我们调查了较多纺织厂的经典配方，确定了一个含ＰＶＡ韵原配 方，在原配方的基础上逐步减少ＰＶＡ的用量，增加动物胶的用量．直至动物胶完全代替ＰＶＡ。把几种浆料按各 配方制成含同量１０％的浆液，再进行下一步的实验。 衰１浆液实验配方（ｇ） ３粘度及稳定性的测定 ３．１实验仪器 ＮＤＪ．７９型旋转式粘度计；ＹＪ５０１型超级恒温器；８００２型电热恒温水浴锅。 ３．２实验步骤 （１）在电子天平上准确称量五种组分的用量，加水配制成１０％的溶液，在水浴锅中加热至９５℃时开始测 量。测量过程中用ＹＪ５０１型超级恒温器给浆液保温．使其始终控制在９５。【＝。 （２）将煮好的浆液倒入内简，选择合适的转子进行测量。 （３）为测定粘度的稳定性，每过半小时测一次，并记下读数。 （４）按照此方法依次测量七个配方【４】。 ３．３实验结果殛分析 根据实验数据计算粘度的稳定性： 粘度的波动率：． ，绝埘 ： ，绝对 ×１００％，式中：ｍａｘ｝，７一，７ Ｉ指分别在９５。ｃ时保温测定的六次的粘度值 的极差：ｒ／ｍ 是指浆液的绝对粘度，即在９５℃时保温１ｈ时的粘度值。粘度稳定性＝１一粘度的波动率。 衰２各配方粘度值（ｍ ｐａ・Ｓ） 维普资讯 http://www.cqvip.com
武汉科技学院学报 ２００７正 衰３各配方的粘度波动率殛稳定性（％） ｒｈ表中数据可以看出，在相同的外界条件下，当加入少量动物胶时，浆液的粘度随着时间的变化下降较快， 当ＰＶＡ的四分之一被动物胶代替时，粘度稳定性仅为３２．１％．但随着动物胶的用量增多，粘度的稳定性有所改 善。当配方中的ＰＶＡ完全被动物胶取代后，浆液的粘度较高且不再下降，稳定性也较好，达到９２．９ｌ％。 ４粘附力的测定 ４．１实验仪器殛样品 ８００２型电热 温水浴锅；ＹＧ０６５型电子织物强力试验仪；３２英支普梳纯棉粗纱。 ４．２实验步骤 ４，２．１试样准备 在每一配方中，预先调制含同率１％的浆液，加热到９５℃并保温，剪取３０ｃｍ长的粗纱，每组２０根。在９５ ℃浆液中浸渍５ｍｉｎ后取出，用手完成压浆作用，挂起自然晾干。在常温下平衡２４ｈ后再测量。 ４．２．２仪器测试 待７组全部做完后，在ＹＧ０６５型电子织物强力试验仪Ｊ二测定各个参数。隔距２００ ｍｍ，夹头速度４００ ｍｍ／ｍｉｎ， 每组２０次 结果取平均值，列表如下： 表４断裂强力测得结果 ４．３结果分析 如表中所示，粗纱断裂强力犬体上变化幅度较小，都在４０—５０ Ｎ之间，较为稳定。当ＰＶＡ用量的一半被 动物胶代替以及动物胶完全替代ＰＶＡ时强力都较高，比原配方有所改善。各配方的伸长率变化也不人。 Ｆｈ此我们可以得 结论，动物胶对棉纤维的粘附力较为理想，在配方中可以代替ＰＶＡ，效果较好．．从微观 角度看，动物胶大分子中存在的官能团有大馈的羟基，因此对棉纤维有较强的粘附力，完全可以用于纯棉织物 的Ｊ 浆。需要注意的地方是，粗纱条的质量均匀性及吸浆均匀性可能有一定差异，对结果会有影响。 ５浆纱效果及分析 ５．１单纱上浆 本试验在ＡＳＳ３０００小型单纱浆纱机上进行，上浆方式为单浸双压。浆槽及烘箱温度设定为９５℃，浆纱机的 速度为２０ｍ／ｍｉｎ。选取具有代表性的原配方及配方二、配方四、配方六，用３２英支纯棉细纱进行上浆，如第一 部分粘度测试中方法配制含同率１０％的浆液约７００ｍｌ进行上浆，以备下一步测试使用。 ５，２强力测试 在ＹＧ０６ｌ型电了单纱强力试验仪上定速托伸，隔距５００ｍｍ，纱号ｌ ８．０ｔｅｘ棉纱，速度５００ｍｍ／ｍｉｎ，每组２０根。 朱浆过的纱也要进行测试来进行对比。结果 表５。 维普资讯 http://www.cqvip.com
第１期 韩世洪，等：动物胶用于纯棉织物上浆的研究 ２３ 衰５单纱强力测试值 ５．３耐磨试验 在ＬＦＹ－２０电脑多功能纱线耐磨仪上进行试验，每组２０根，磨断次数的平均值记录如Ｆ 衰６细纱耐磨次数 由表中数据可以看 ，在上浆率基本相同的情况下，随着加入的动物胶增多，强力增加较明显，当动物胶 全部替代ＰＶＡ时，增强率约为原配方的两倍。加人动物胶后，增磨率有了 著的提高，配方六的增磨率高达１２０ ％。 众所周知，耐磨性对于织造来说有着举足轻重的作用。经纱上浆的主要目的是提高经纱的可织性，使其在 织造时能承受织机上强烈的机械作用，因此必须赋予经纱更高的耐磨性，并适当增加经纱强度，尽可能保证原 有的弹性。 由此我们得出结论，动物胶用于纯棉织物』二浆，提高Ｊ， 经纱的可织性和生产效率，改善了产品质量。 ６结语 目前，常用浆料存在的缺陷主要是：变性淀粉应用范围窄； 一 丙烯酸类浆膜软，吸湿性、再粘性高，流动性差；ＰＶＡ价格昂贵， 对环境不友好。因此，研发绿色环保型浆料对织物的上浆极为重要。 南文中数据及实验可分析出配方中加入动物胶与ＰＶＡ相比， 具有以下优势： （１）调浆容易我国常规的ＰＶＡ醇解度都在９９．６％左右，必 须煮沸２—３小时才能被充分溶解，且ＰＶＡ容易结皮，而动物胶 圈ｌ浆纱综合性能 维普资讯 http://www.cqvip.com
２４ 武汉科技学院学报 ２００７缸 通常半小时以上就能充分溶解，节约时间，提高了生产效率。 （２）退浆方便用ＰｖＡ上浆，退浆比较困难，尤其是采用传统的碱退浆方法更难退净，动物胶在这点上改 善很多。 （３）节约成本现在ＰＶＡ的价格每吨大都在ｌ００００元以上，而且还在不断上涨，动物胶则只 ５０００元以 上，配方中选厢动物胶就大大降低了成本。 （４）有利环保ＰＶＡ属于难分解和生物分解速度慢的物质，属“不洁”浆料，对环境的生态平衡会带来长 期的破坏作用，动物胶则不含有害成分，易分解，不会对环境造成不良影响。 （５）性能优良通过实验数据发现，动物胶的粘度适中且配方中加量动物胶时粘度稳定性较好．对棉 纤维的粘附力高，上浆后增强率和耐磨率均大大改善．综合性能优异，前景可观。 值得注意的是，动物胶的浆膜粗硬，缺乏弹性，胶液的渗透性较差。因此，在动物胶的浆液调配时，应添 加柔软剂及渗透剂，以改善浆膜性能和吸浆条件。如使用时间较长或气候湿润时，应添加防腐剂［５１。 参考文献： … 周玉麟．加速７ｒ发浆料产业［Ｊｊ 纺织导报，１９９６，ｌ６（６）：３１ ３２． ［２ｊ 朱潜新，郑庆康，陈松，等．经纱上浆材料［Ｍ］．北京：中国纺织出版社，２００５． 【３】 朱苏康，陈元甫．织造学［Ｍ１．北京：中同纺织｝ｎ版社，１９９６． ｆ４】 徐铁鹰．旋转粘度计在测量中的正确应用【ＪＪ＿汁量与测试技术，２００５，３２（２）：３３－３４ ｆ５ ５１周永元．浆料化学与物理［Ｍ１．北京：中网纺织 版礼，１９８５． Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｈｅ ａｎｉｍａｌ ｇｌｕｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｓｉｚｉｎｇ ｏｆ ｐｕｒｅ ｃｏｔｔｏｎ ｆａｂｒｉｃ ＨＡＮ Ｓｈｉ—ｈｏｎｇ，ＬＩ Ｈｕａ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ ｔｅｘｔｉｌｅ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ。Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｗｕｈａｎ Ｈｕｂｅｉ ４３００７３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｉｚｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｐｌａｙ ａｎ ｅｓｓｅｎｔｉａｌ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｘｔｉｌｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｌｏｏｋｉｎｇ ｆｏｒ ａ ｎｅｗ ｓｉｚｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｈａｔ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｓ ＰＶＡ ｈａｓ － ｂｅｃｏｍｅ ｏｕｒ ｃｏｍｍｏｎ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ，ｂｅｃａｕｓｅ ＰＶＡ ｃａｕｓｅｓ ｓｅｒｉｏｕｓ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｏ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ａｎｉｍａｌ ｇｌｕｅ ｉｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｎｏｎｐｏｉｓｏｎｏｕｓ，ｈａｒｍｌｅｓｓ ａｎｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ－ｆｒｅｅ ｎａｔｕｒａｌ ｐｒｏｄｕｃｔ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄｓ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｆａｂｒｉｃｓ．Ｉｎ ｔｈｅ ｐａｓｔ，ｔｈｅ ａｎｉｍａｌ ｇｌｕｅ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｍａｉｎｌｙ ｉｎ ｓｉｚｉｎｇ ｏｆ ｗｏｏｌ ｙａｒｎ ａｎｄ ＳＯ ｏｎ．Ｔｈｉｓ ｔｈｅｓｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈｅｓ ｔｈａｔ ｉｔ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｓｉｚｉｎｇ ｏｆ ｃｏｔｔｏｎ ｆａｂｒｉｃ－ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｉｚｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌｓ；ａｎｉｍａｌ ｇｌｕｅ；ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ；ａｄｈｅｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ；ＰＶＡ
