碱处理对涤纶上浆性能的影响

李海英

（武汉纺织大学 新型纺织材料绿色加工及其功能化教育部重点实验室，湖北 武汉 430073）

经纱上浆就是使浆液适当地粘附在纱线纤维的表面，因此粘附过程是上浆的主要过程。润湿是获得良好粘附的必须条件，也是衡量粘附性的先决条件［1］。用氢氧化钠溶液处理涤纶是常用的改善涤纶纤维表面性能的方法，强碱作用使涤纶纤维表面大分子酯键断裂，并溶于溶液中继续水解。本文采用不同浓度的氢氧化钠溶液对涤纶粗纱条进行处理，以探析不同氢氧化钠溶液浓度对涤纶粗纱条上浆效果的影响，期望最终能改善其上浆率、强力和伸长［2－3］。

1 实验部分

1.1 材料和仪器

纯涤纶粗纱条（襄樊3542纺织总厂）；天然淀粉，NaOH（分析纯，天津市风船化学试剂科技有限公司）。

电子天平（型号BS600H，上海有声衡器有限公司）；增力电动搅拌器（型号JJ－1，常州纺织仪器厂）；电热鼓风干燥箱（型号CS101－3E，重庆石达仪器有限公司）；水浴锅（型号TDA，北京永光明医疗仪器厂）；气动轧车（型号lengcolor，上海朗高纺织设备有限公司）；万能材料强力测试仪（型号Instron5566，美国英斯特有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 浆料配制

配制浓度为1%的浆料溶液。按重量比例将天然淀粉与水倒入三角烧瓶中，将烧瓶固定在搅拌器上，然后放入到100℃的水浴锅中进行煮浆，待浆料煮好后倒出浆液，为下道工序做好准备。

1.2.2 碱处理和上浆

将纯涤纶粗纱条分别放入不同浓度的氢氧化钠溶液中常温处理2min，氢氧化钠溶液浓度分别为1%、2%、3%、4%和5%；将处理后的纯涤纶粗纱条经过压辊轧压；压辊压力0.2MPa，压辊速度2m／min。随后将纯涤纶粗纱条放置于浆液中浸渍3min，最后将上浆后的纯涤纶粗纱条置于100℃烘箱中烘干，待测。

1.3 测试方法

（1）失重率

式中M0——干燥的纯涤纶粗纱条重量（g）；M1——经NaOH溶液处理后烘干的纯涤纶粗纱条重量（g）。

（2）带液率

式中M0——干燥的纯涤纶粗纱条重量（g）；M2——经压辊压轧后的纯涤纶粗纱条重量（g）。

（3）上浆率

式中M0—— 干燥的纯涤纶粗纱条的重量（g）；M3—— 上浆后烘干的纯涤纶粗纱条重量（g）。

（4）拉伸性能 利用万能材料强力测试仪对上浆后的纯涤纶粗纱条进行拉伸性能测试，拉伸隔距50 mm，拉伸速度100mm／min；温度25±1℃；RH65%±5%；每组试样6个，取平均值为试样实验值。

2 结果与讨论

2.1 纯涤纶粗纱条失重率

图1结果是纯涤纶粗纱条经NaOH溶液处理后的失重率情况，均在2%左右。这是由于NaOH溶液浓度与处理温度均不高造成的。

图1 NaOH处理纯涤纶粗纱条后的失重率

2.2 纯涤纶粗纱条带液率

图2是纯涤纶粗纱条经不同浓度NaOH溶液处理后的带液率变化情况，表明纯涤纶粗纱条的带液率随着NaOH溶液浓度的提高而上升；而在NaOH溶液浓度为1%时，纯涤纶粗纱条的带液率达到最低值。

图2 纯涤纶粗纱条带液率

涤纶纤维经NaOH溶液处理后，由于涤纶大分子表面亲水基团的增加和表面结构的变化使得表面对水分子的接受能力增加，因此亲水性和保水率均会有显著提高，且随着溶液浓度的升高而上升［4］。

2.3 纯涤纶粗纱条上浆率

如图3所示，纯涤纶粗纱条在经过NaOH溶液处理后其上浆率是先上升后下降，在NaOH溶液浓度为4%时达到最大值为37.7%；最低值出现在NaOH溶液浓度为1%时其上浆率为18.4%，且低于未经NaOH溶液处理的纯涤纶粗纱条上浆率26.9%。纯涤纶粗纱条在经过NaOH溶液处理后，其表面结构变得粗糙，表面凹穴密布，比表面积增加，因而能够吸附更多的浆料［5－6］。对比图2、图3可看出，两条曲线呈现出类似的趋势。由此推断，纯涤纶粗纱条的带液率与其上浆率有相应的关系。

图3 纯涤纶粗纱条上浆率

2.4 上浆率对拉伸强力的影响

如图4所示，纯涤纶粗纱条的拉伸强力总体上随着上浆率的增加而升高，且波动微小。其原因有，（1）未经上浆的纯涤纶粗纱条的拉伸强力非常小，而经上浆后浆料将纯涤纶粗纱条粘结在一起，增加了涤纶纤维之间的抱合为，使纯涤纶粗纱条具有较大的强力；（2）浆料在纯涤纶粗纱条间的渗透情况对强力有影响；（3）纯涤纶粗纱条表面形成的浆膜也能够提供相应的强力；（4）NaOH溶液对纯涤纶粗纱条的处理，使其表面能够吸附更多的浆料，但过大的浓度会对纯涤纶粗纱条造成破坏致使强力下降。而浆料的多少是保证纯涤纶粗纱条强力的主要因素。

2.5 上浆率对拉伸伸长的影响

如图5所示，纯涤纶粗纱条的拉伸伸长总体上随着上浆率的增加而升高，且有微小的波动。其原因有，（1）上浆后浆料将纯涤纶粗纱条表面大分子相互粘结在一起，增加了涤纶纤维之间的粘附性，使得纯涤纶粗纱条伸长上升；（2）纯涤纶粗纱条表面形成的浆膜强度高，伸长也会变大；（3）NaOH溶液对纯涤纶粗纱条的处理使其表面能够吸附更多的浆料，因而浸透性增加；但浸透过度会使纱线硬挺失去弹性，伸长下降。而伸长率不匀的增加可能都是由于上浆过程中上浆不匀所致。

图4 上浆率对纯涤纶粗纱条拉伸强力的影响

图5 上浆率对纯涤纶粗纱条拉伸伸长的影响

3 结论

纯涤纶粗纱条经NaOH溶液常温适当处理后，可改变涤纶的表面形态和结构，即产生微坑及降低结晶度形成孔隙；从而使其吸附更多浆料，增强了纤维之间的抱合。其带液率、上浆率随着NaOH溶液浓度的升高而上升；纤维略微有失重现象；而纯涤纶粗纱条的强力与伸长随着上浆率的增加而上升，但并不表现为随NaOH溶液浓度越高越好。当NaOH浓度为4%时纯涤纶粗纱条的上浆效果最好，且强力和伸长均较优。

［1］ 周永元.浆料化学与物理［M］.北京：纺织工业出版社，1985.

［2］ 周 媛.碱减量处理对涤纶织物性能的影响［J］.南通纺织职业技术学院学报（综合版），2010，10（2）：31－32.

［3］ 罗晓红，许海育.涤纶织物高温高压定量减量间的关系［J］.东华大学化学化工学院，2003，25（5）：47－48.

［4］ 张济邦.涤纶纤维碱减量［J］.印染，1994，20（9）：36－41.

［5］ 刘桂春，王文科，孙淑华.聚酯纤维的表面改性与染色［J］.聚酯工业，1998，11（3）：17－25.

［6］ 鲍高强.烧碱在涤纶织物预处理中的影响因素［J］.内蒙古石油化工，1994，29：48－49.