鄭敏捷　謝　東　朱俊萍（德凱質(zhì)量認(rèn)證（上海）有限公司廣州分公司，廣東廣州 510663）

聚丙烯酸共聚漿料的合成及其性能研究

鄭敏捷謝東朱俊萍
（德凱質(zhì)量認(rèn)證（上海）有限公司廣州分公司，廣東廣州 510663）

本文通過對漿料的粘附性、粘度及成膜性等指標(biāo)進(jìn)行測試及進(jìn)行漿紗實(shí)驗(yàn)，確定了自制漿料制備工藝的合理性，并根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)對自制漿料進(jìn)行優(yōu)選，最終得出一種性能較好的聚丙烯酸共聚漿料制備工藝。

聚丙烯酸；漿料；共聚；粘附性；粘度

0 引言

隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)及各種新織機(jī)新紗線的出現(xiàn)，人們對織物經(jīng)紗上漿所用到漿料的要求也越來越高。一方面希望漿料具有優(yōu)良的上漿性能，能夠滿足經(jīng)紗上漿的需求，達(dá)到耐磨、增強(qiáng)、保伸、減少毛羽的目的；另一方面又希望使用的漿料具有環(huán)保的特點(diǎn)，易于退漿和生物降解。在目前使用的三大主漿料中，淀粉漿料具有資源廣泛，價(jià)格低廉，對親水性纖維粘附性好，生物降解性好的特點(diǎn)，但是其漿膜脆硬，上漿性能不能滿足要求，特別是對疏水性纖維的粘附力不夠。PVA漿料具有很好的成膜性，對天然纖維和合成纖維均有良好的粘附性能，但是煮漿費(fèi)時(shí)、易結(jié)皮、分干絞紗困難，特別是其生物降解性差，對環(huán)境造成的污染大，所以歐洲一些國家已提出限制使用PVA漿料。丙烯酸類漿料是丙烯酸類單體的均聚物、共聚物或共混聚物的總稱，是一類性能可調(diào)的漿料，可根據(jù)經(jīng)紗特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)不同單體的配比和采用不同的聚合方法滿足不同的經(jīng)紗所需的各種性能要求。此外，丙烯酸類漿料易于與水均勻混合，配漿操作簡便，低溫即可上漿，退漿亦容易，較PVA易于降解，對環(huán)境污染小，可作為PVA漿料的一種替代產(chǎn)品，是今后發(fā)展綠色漿料的的重要方向之一。

1　 試驗(yàn)部分

1.1試驗(yàn)原料及儀器

原料：丙烯酸，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯，丙烯酸丁酯，甲基丙烯酸甲酯，丙烯酰胺，氨水，十二烷基硫酸鈉，過硫酸銨，OP-10，丙烯腈等。

儀器：冷凝管，燒杯，膠頭滴管，分液漏斗，三口燒瓶，量筒，溫度計(jì)、吸耳球、移液管，膠管，JJ-1型增力攪拌器，廣泛pH試紙，精密試紙，101-1型電熱鼓風(fēng)干燥箱，鐵架臺，藥匙，電爐，鋁鍋，GA391型單紗上漿機(jī)，YG020B型電子單紗強(qiáng)力儀，Y731型抱合力機(jī)，MP200A型電子天平，YG026A型電子織物強(qiáng)伸機(jī)，NDJ-7型旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)，HH-4型恒溫水浴鍋等。

1.2試驗(yàn)步驟

在反應(yīng)器中加入適量單體，40℃進(jìn)行預(yù)乳化，然后邊攪拌邊緩慢升溫至80℃，加入引發(fā)劑后控制反應(yīng)溫度在80℃左右并保溫30min。繼續(xù)滴加剩余單體，注意控制滴加速度，兩小時(shí)左右滴加完成，觀察并記錄試驗(yàn)現(xiàn)象。滴加完后保持溫度及攪拌條件，繼續(xù)反應(yīng)兩個(gè)小時(shí)后停止攪拌，自然冷卻至室溫，即得到反應(yīng)終產(chǎn)物，過程如下圖所示：

1.3試驗(yàn)配方

表1　試驗(yàn)配方表

注：3號、11號、12號、13號、15號、16號、17號、18號、19號以及20號漿料的合成失敗。

2　分析與討論

2.1漿液性能測定結(jié)果

具體結(jié)果見表2、表3。

表3　漿液性能測定結(jié)果

續(xù)表3

為了驗(yàn)證漿料的穩(wěn)定性，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束一個(gè)月后再次對漿料狀態(tài)進(jìn)行觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)2號、7號、9號、10號漿料均出現(xiàn)了分層現(xiàn)象，則無須進(jìn)一步分析。 通過對表3中的粘度分析可知：8號、23號漿料的粘度太大，原因可能是由于反應(yīng)不充分，使得漿料中含有較多的-COOH基團(tuán)。當(dāng)用氨水進(jìn)行中和時(shí)，會使羧基轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的銨鹽，可增加漿料對水的親和力，同時(shí)，由于含有大量羧酸鹽的漿料分子鏈上羧基負(fù)離子的相互排斥作用，使?jié){料分子鏈伸展，從而增加了漿料的粘度，使?jié){液的滲透作用減弱，從而不利于漿料對紗線的浸透，在漿紗過程中還可能引起干分絞、分紗困難、脆斷增加等問題，從而得不到好的上漿性能。故斷定8號、23號漿料的合成是失敗的。另由于1號漿料的合成工藝沒有完全按照標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行，使其數(shù)據(jù)沒有了可比性，故亦放棄對其性能的分析。從表3可以看出，合成成功的漿料的粘度熱穩(wěn)定性較為優(yōu)良，可進(jìn)行后續(xù)漿紗實(shí)驗(yàn)。

漿料粘著力是漿料上漿性能的一個(gè)重要指標(biāo)，與漿紗質(zhì)量密切相關(guān)。粘著力高使?jié)B透到紗線內(nèi)的漿液在纖維間強(qiáng)力粘合，可提高紗線內(nèi)纖維間的抱合力，增強(qiáng)紗線的強(qiáng)力，同時(shí)使紗線表面上的毛羽粘附于紗體表面以貼伏毛羽，另外通過增強(qiáng)漿膜與紗體的結(jié)合牢度，使之被覆于經(jīng)紗表面，以提高經(jīng)紗的耐磨性能。故通過圖2、圖3可以看出， 5號、6號、14號、21號、22號、24號、25號、27號、28號、29號漿料在強(qiáng)力方面滿足了漿料所需的粘附性要求，并且在斷裂伸長率方面也有較好的表現(xiàn)，故可以對其進(jìn)行下一步的優(yōu)選。

2.2漿膜性能的評定

在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下簡單的制備了漿膜（即將調(diào)制好的漿液平攤在玻璃板上，然后自然晾干），以用來觀察漿膜的相關(guān)表面性質(zhì)。通過對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察發(fā)現(xiàn)：所有合成成功的漿料都具有良好的成膜性，且漿膜具有一定的強(qiáng)度和水溶性，初步斷定可以作為經(jīng)紗上漿的漿料。

2.3漿紗性能測定結(jié)果

表4　漿紗性能的測定結(jié)果

通過對圖4、圖5、圖6的分析可知，本試驗(yàn)終產(chǎn)物聚丙烯酸類漿料的性能雖未明顯超出傳統(tǒng)PVA漿料，但其性能也已達(dá)到較高水平。通過對5號和28號試驗(yàn)漿料的優(yōu)選，發(fā)現(xiàn)雖然5號漿料的粘附性偏低，但只需對其硬單體比例進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整即可得到較好粘附性的漿料。同時(shí)本試驗(yàn)也為后續(xù)研究提供了相關(guān)數(shù)據(jù)和指導(dǎo)意義。

3　結(jié)論

3.1根據(jù)實(shí)驗(yàn)配比計(jì)算出的共聚漿料玻璃化溫度（丙烯酸共聚漿料的最高玻璃化溫度為-1.3℃，最低為-12.9℃，優(yōu)選出的28號漿料的玻璃化溫度為-4.9℃，5號的玻璃化溫度是-8.45℃）及其相應(yīng)的粘度（具體結(jié)果見表3），分析可知，如果增加玻璃化溫度較高的硬單體在聚合物中的比例，可以較好地升高其玻璃化溫度和降低其粘度，從而提高其性能。

3.2適當(dāng)增加丙烯酸甲酯和丙烯酰胺的量，減少丙烯酸乙酯和丙烯酸的量時(shí)，可得到更好的漿紗效果，且粘附性能得到提高?？烧{(diào)整工藝配方為：丙烯酸甲酯： 丙烯酸乙酯：丙烯酰胺：丙烯酸=22：44：24：10，最終得到了性能較為良好的聚丙烯酸共聚漿料。

3.3對比性能可知，試驗(yàn)合成漿料在性能上已基本接近甚至等同于傳統(tǒng)聚丙烯酸類（PVA）漿料，從而促使聚丙烯酸類漿料更好地應(yīng)用于經(jīng)紗上漿。

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Synthesize and property research of polyacrylic acid copolymer size

ZHENG Min-jie XIE Dong ZHU Jun-ping
（DEKRA Testing and Certification （Shanghai） Ltd. Guangzhou Branch， Guangdong Guangzhou 510063， China）

In this article， the rationality of synthesis technology of native size was discussed by testing and verifying the adhesion property， viscosity and forming film property. After analyzing experiment data， the best synthesis method was managed to be optimized and acquire a kind of excellent polyacrylic copolymer size.

polyacrylic acid； size； copolymerization； adhesion； viscosity

TQ616.9

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投稿日期：2016-01-04

鄭敏捷（1986-），男，西安工程大學(xué)紡織工程碩士畢業(yè)，課題方向?yàn)槿玖弦约爸鷦┑暮铣膳c研發(fā)，現(xiàn)從事化學(xué)類第三方檢測認(rèn)證工作。