纺织浆料及浆纱技术的热点问题和发展趋势

摘要：本讲座讲授浆料与浆纱的热点问题，探讨浆料和浆纱技术最近的发展趋势，重点介绍六点内容，包括：高压上浆与“两高一低”上浆工艺、预湿上浆技术、绿色浆料、少用或不用PVA问题、水分散性聚酯浆料、以及浆料的回收与再利用问题，以利于浆料与浆纱的学术研究，方便对浆料的选择，方便浆纱工艺参数的确定，提高浆纱质量。

众所周知，人类永远离不开穿衣和纺织品，因此永远需要纺织工业，纺织产业绝对是一个“永恒产业”。

纺织工业又是一个劳动密集型的制造业。

在我国，它在拉动内需、出口创汇、扩大就业和促进城镇繁荣等方面，具有不可替代的作用。

当今的中国只是一个“纺织大国”，但还不是一个“纺织强国”。

与国际先进水平相比，我们在许多领域仍有着较大的差距。

当前，我国纺织行业的最大任务是创新和提高。

浆纱质量与经纱断头率、织造效率和产品质量密切相关。

浆料是浆纱生产的原料，浆料的质量在很大程度上决定了浆纱质量。

浆料的研究与使用涉及纺织科学、高分子科学、材料科学、化学等多种学科领域，具有知识、技术密集和交叉学科的特点，也是纺织学科的一个重要领域。

一、高压上浆与“两高一低”上浆工艺
“两高一低”是指在上浆生产过程中，配制较高浓度和较低粘度的浆液，采用较高的压浆力，通过高压压浆辊的挤压作用，增大渗透进入经纱内部的浆液量，改善纤维之间相互粘接程度，提高浆纱的增强率；高的压浆力有助于克服经纱毛羽的自身刚性，增强对毛羽的帖服作用，减少毛羽。

高压上浆的压出回潮率低，减轻了烘筒的负荷，从而节约了能源，提高了浆纱机的速度。

1. 优势与效果
2. 工艺参数的量化原则[1]
（1）高压
是否属于高压上浆，要看压浆力的大小和实施高压后的效果。

压浆力：高压上浆的压浆力范围为：20-40kN。

高压上浆的额定压浆力为40kN，额定速度为100m/min。

然而，世界上目前浆纱机的车速大多低于100m/min，已有的研究结果表明，在车速低于额定速度时，以较低的压浆力可以达到高压高速时的上浆效果。

试验结果又表明，当压浆力超过40kN时，压出回潮率的降幅很小。

因此，将压浆力的范围定为20-40kN。

效果要求：压出加重率Sa≤100%；压出回潮率Wa＜100%。

（2）高浓
高浓的量化指标为：浆液浓度≥上浆率。

根据上浆率的基本公式：上浆率=压出加重率×浆液浓度，∵压出加重率≤100%，∴浆液浓度≥上浆率
（3）低粘
如果在不改变浆料粘度的条件下提高浆液的浓度，必然会导致浆液粘度的增大，不利于浆液的流动性和渗透性，不利于浆料对经纱的渗透与被覆平衡，所以高压上浆需要使用低粘度的浆料，但粘度也不能过低，否则不仅会损害浆料的粘附性能，还容易产生轻浆，引起浆纱在织造过程中起毛和断头。

3. 压出加重率Sa和压出回潮率Wa
（1）纤维种类；（2）经纱号数；（3）覆盖率。

二、预湿上浆技术
预湿上浆具有以下效果：（1）改善了浆料的粘合效果；（2）浆膜完整性好。

（2）提高了浆纱强力；（3）减少了浆纱毛羽；（4）提高了浆纱耐磨性能。

因此。

能够降低经纱断头率，提高织机效率；在经纱断头率和织机效率相同时，可使上浆率降低，以节约浆料成本和浆纱费用。

在采用预湿上浆工艺时，必须根据该技术的特点选择上浆工艺参数，才能获得良好的上浆效果。

为此，必须注意以下几点：
1. 经纱被水浸湿后，在进入浆槽前虽被压轧辊压出了大部分的水分，但仍有相当一部分水分存在于纱体之中。

当预湿经纱带着这部分水分进入浆槽后，在压浆辊的压扎和挤压作用下，纱体中的部分水分将会进入浆槽，会对浆液造成一定的稀释作用，使浆液的浓度和粘度降低，一直到新补充进来的浆液，平衡了预湿经纱对浆液的稀释作用之后，浆槽里的浆液浓度和粘度才会相对稳定，但此时的浆液浓度已经降低了，从而影响上浆率。

为了保障浆液的工艺浓度，必须适当提高调浆桶中的浆液浓度。

2. 随着预湿压扎力的增大，预湿经纱的含水率减小，有利于缓解预湿经纱对浆液的稀释作用。

但预湿压力太大，纱线的圆整度差，甚至被压扁和压伤，反而不利于织造和产品质量。

因此，预湿压扎力也不宜过大。

3. 预湿水槽的水温应根据纱线品种来定。

棉纤维表面有棉蜡，阻碍了浆液对棉纤维的润湿、铺展和吸附，因而除去棉蜡对于浆料的粘合是有利的。

棉蜡在76-81℃时可以被溶化，所以对含棉经纱而言，预湿温度不宜过低，否则对除去纤维中的棉蜡、糖份和胶质不利。

为此，可选择预湿水温为90℃。

三、绿色浆料
1. 浆料的污染
浆料的污染问题在浆纱生产过程中并没有表现出来，其污染的主要表现形式为退浆废水，退浆废水的主要成分是浆料，其中的一些浆料会对生态环境造成严重影响。

浆料的环保性能可以用BOD和COD的比值来衡量。

比值越大，生物降解性越好。

目前普遍认为[4]：
若BOD5/CODcr＞0.45，则生化降解性好；
若0.30＜BOD5/CODcr＜0.45，表示生化降解性较好；
若0.25＜BOD5/CODcr＜0.3，表示可以生化处理；
若BOD5/CODcr＜0.25，表示难以生化处理。

浆纱使用的浆料主要有淀粉类、PVA类和聚丙烯酸类三大类。

淀粉浆料一般是可以生化降解的；PVA类浆料（无论是1799型还是1788型），难以生化处理；聚丙烯酸类浆料的生物降解性，与其大分子结构密切相关，并且差异很大。

中国棉纺织行业协会浆料检测中心曾对15种聚丙烯酸类进行了检测，发现它们的BOD5/CODcr值大多小于0.25，虽然好于PVA，但仍然难以生化处理。

2. 绿色浆料应具备的条件
四、关于少用或不用PVA问题
PVA具有很强的成膜能力，能够改善浆纱的耐磨性能，降低经纱断头率，提高织造效率。

那么我们为什么还要倡导不用或少用PVA呢？
（1）PVA对酸、碱和一般的微生物都很稳定，不易降解（自然条件下完全降解需要900天），所以它在退浆后便成为污染环境的物质，大量的PVA随着退浆废水进入江河湖泊，严重污染了水生态环境系统。

随着人们环保意识的提高，PVA对环境的污染问题已经引起广泛的重视，美国在20世纪80年代初就提出了PVA对环境的污染问题，欧洲的一些国家（如德国等），最近已开始禁用PVA，所以我们含有PVA浆料的坯布在欧洲已经受阻。

（2）PVA价格高，减少它的用量能够降低浆料成本。

（3）PVA的退浆，是通过煮练使PVA溶解在退浆液中，所以在煮练后的布面上，总会或多或少地带上一些PVA。

布面上的PVA痕迹，是很容易被检测出来的，这将成为绿色壁垒制造者的借口和依据。

对于出口产品来说，就必须小心了，因为已经有一些纺织厂受到罚款或退货了。

近年来，在减少PVA用量方面主要有以下几种做法：
（1）改进浆纱工艺，采用新型浆纱设备。

例如高压上浆、预湿上浆和两高一低工艺等。

（2）采用大量混用聚丙烯酸(酯)浆料的方法，西方发达国家依靠其强大的经济实力，在上浆生产中大量混用聚丙烯酸(酯)浆料，以保护环境。

（3）我国在经济上不如西方国家，不可能在全国范围内采用西方国家的生产模式，因而主要是开发高性能的变性淀粉浆料。

五、水分散性聚酯浆料
聚酯是聚合物的一个系列，并不是具体的一种高分子物质，它是采用二元酸与二元醇类为原料，通过缩聚反应合成的大分子结构单元中含有酯基（-COO-）的高分子物质。

然而，一般性的聚酯是疏水性的，在水中不能溶解也不能分散，不能作为浆料使用。

为了使聚酯具有水溶性或水分散性，可在其大分子中的部分苯环上引入磺酸基等亲水性基团；或以二乙二醇、三乙二醇、…、聚乙二醇取代一部分甚至全部乙二醇单体；也可以采用间苯二甲酸（二甲酯）、邻苯二甲酸（二甲酯）替代对苯二甲酸（二甲酯），与二元醇进行缩聚，使所合成的聚酯具有一定的亲水性，从而具备水分散性或水溶性。

水分散性聚酯或水溶性聚酯浆料的合成通常是将上述方法结合起来。

这种聚酯能够作为浆料使用，因而分别称为水分散性或水溶性聚酯浆料，有时也简称为聚酯浆料。

由于化学结构相似，聚酯浆料对涤纶纤维具有优异的粘附性，经纱耐磨性好，浆膜韧性好，初步试验结果表明其浆纱质量良好。

人们在试验中发现，在淀粉中添加20-30%的分散性聚酯浆料，就能大幅度提高纯涤及涤/棉混纺经纱的浆纱性能，这显示水分散性聚酯浆料具有大幅度取代PVA用于含涤经纱上浆的潜力。

六、浆料的回收与再利用
PVA浆料的污染性也是众所周知的，但由于PVA具有优良的上浆性能，目前还很难在全行业的经纱上浆中不用它，因此，就有了浆料回收与再利用的研究。

超滤回收法是将退浆废水泵入超滤设备，在一定的压力下通过超滤膜，使退浆废水中的水分子通过超滤膜，而浆料大分子则被阻止，从而将浆料与水分离。

经过超滤回收的浆料可以再次用于浆纱生产，因而减少了退浆废水中浆料的排放量。

然而，浆料的超滤回收也还存在着很多的缺陷。

超滤回收还缺乏投资的动力，在美国只有极少数的厂家采用，还没有在世界上得到推广[5]。

但浆料的回收与再利用，的却是一个积极的发展方向。

参考文献（略）。