DF525系列浆料无PVA上浆应用

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

http://www.cnd-china.com/  2008年5月14日

上海西达实业有限公司 曾 勇

      摘要：通过DF525系列浆料与PVA性能特点的比较分析，和大量使用实践表明：应用高性能淀粉衍生物取代PVA上浆，在高支高密纯棉及一般涤棉品种上，可实现无PVA上浆；在保证织机高速高效前提下，既可降低用浆成本，更符合国家当前节能减排的环保要求。
      关键词：DF525，多功能，高性能，淀粉衍生物，PVA，浆料，成本，环保
      PVA是纺织经纱上浆中传统的三大主浆料之一，其综合上浆性能一度被认为是“王牌”浆料。随着织造技术无梭化高速化发展，品种档次高支高密化，对浆纱质量要求更高，耐磨和贴伏毛羽已成为浆纱追求的主要目标。特别是高速喷气织造效率与浆纱毛羽关系更为密切，据统计喷织效率的影响因素中70-80%都与纱线毛羽相关；而PVA因浆膜强度过高，浆纱干分纱阻力大，浆膜易被强行撕裂，产生大量二次有害毛羽，影响织机效率进一步提高。
      PVA退浆困难，生物降解性差，其退浆废水COD排放严重超标，被定为“不洁浆料”，欧盟已禁用含PVA产品；国内提倡少用不用PVA多年，今年更是提出“绿色环保，不用PVA”为年会主题，符合国家实施节能减排新要求。随着石油价格不断上涨，PVA价格也一路攀升，用浆成本让纺织厂难以承受。因此，开发应用能够取代PVA上浆的浆料新产品，已成为纺织行业的当务之急。
      我公司经过多年潜心研发，并于近年成功推向国内外市场的CD-DF525系列多功能浆料，在取代PVA上浆应用中取得很好成效，并基本实现无PVA上浆。现介绍如下：
 

一、DF525系列浆料的性能特点
　　CD-DF525系列浆料，是我公司近年成功研发、并广泛应用于国内外众多纺织企业，取代PVA上浆的新型多功能浆料。该系列浆料在分子设计上，根据不同纱线纤维原料性质上差别，运用“相似相容”原理，将其产品分为DF525C与DF525T两大类，分别适用于纯棉（及其它亲水性纤维素纤维）纱线与涤纶（等疏水性合成纤维）及其混纺纱线的上浆，以满足不同上浆性能的差异化要求。由于针对性强，对不同纤维纱线的粘附性更好。
      DF525C是以深度醚化的优质淀粉衍生物为主，加入特殊高分子材料的多功能浆料。醚键是亲水性很强的极性基团，而加入的特殊高聚物又进一步提高了对亲水性纤维的亲和力，故它对棉纱等纤维素纤维纱线有很好粘附性。
      DF525T是在DF525C基础上进一步酯化的高性能淀粉衍生物为主体，并加入特殊高聚物。引入的酯基属非极性的疏水性基团，与涤纶等疏水性纤维有很好亲和性；而加入的特殊高聚物与涤纶纤维分子结构十分相似，亲和性更佳。故它对含涤混纺纱特别是高含涤或纯涤纱等疏水性纤维纱线具有极好的粘附性。
      醚键的引入改善了淀粉的吸湿性，起到了外增塑作用（水是很好的增塑剂）；而酯基等官能团的引入则削弱了淀粉大分子间的氢键缔合，改善了淀粉大分子链的柔顺性（Tg降低），使其浆膜柔韧可弯更耐屈曲。故DF525系列浆膜柔韧性很好，克服了淀粉浆膜“硬而脆”的劣性。
      DF525系列属高浓低粘浆料，浆液流动性好，其良好的浸透为被覆打下牢固基础；加之其具有粘附性强和浆膜强伸度好的特点，使浆纱更耐磨，表现在取代PVA上浆的同类产品中织造落物更少。其适度的浆膜强度既保证了无梭织机高速织造对耐磨的高要求；又因其粘附力大于内聚力，浆纱干分绞十分轻快（以内聚破坏为主），浆膜完整，二次有害毛羽特别少。这是它取代PVA上浆、技术上可行的最主要理由。
      另外，由于其具有表面活性剂化学结构特征，表现在有良好的乳化性，使它不仅与PVA等各类浆料有很好混溶性，还能明显改善PVA与其它淀粉之间的混溶性，使混合浆液的质量更为均匀稳定，从而保证上浆质量的稳定。高取代度的醚化淀粉冷水可溶，故DF525系列具有较好水溶性，容易退浆。经中棉行协浆料检测中心检测，DF525不含PVA，生物降解迅速，符合环保要求。
 

二、应用案例分析
      1、山东某大型纺织企业以生产高支高密纯棉服装面料为主，原浆料配方中PVA用量较多，造成后整理退浆废水COD值高达5000以上，排污严重超标，既增加排污成本，又面临高额处罚。迫于环保压力积极寻求能够取代PVA的新型环保浆料。经多次试验比较，最终择优使用我公司生产的DF525C，取代PVA上浆获得成功。由于PVA用量大幅减少，其退浆废水COD值仅2000左右，大大减轻了环保压力和排污成本。以该公司生产的普梳纯棉40X40 133X100 67 1/1防羽府绸为例，用DF525C全部取代PVA及替代PVA的某同类产品，实现无PVA上浆：
表1

      由上表分析：该品种为细支高密高紧度平纹织物，纬向紧度大、交织点多。在700转/分高速喷织时因打纬阻力大，对经纱耐磨要求高，故一般采用质量较好的精梳纱生产。而该产品由于成本原因使用质量较差的普梳纱生产，其织造难度可想而知。原配方使用替代PVA的某同类产品取代PVA上浆，由于不能满足织造要求，仍保留较多的PVA。新配方用DF525C等量取代全部PVA及该同类产品上浆，浆纱内在质量不仅稳定改善；还因二次有害毛羽明显减少等，表现在织机纬停大为下降，使织造效率进一步提高。不仅满足后工序对环保的要求，且用浆成本又大幅降低达18%以上。
      2、武汉某大型纺织企业以生产高档家纺面料为主，由于出口欧盟，禁用PVA。选用我公司生产的DF525系列浆料，完全取代PVA上浆获得成功。
      2.1、在高支高密纯棉品种JC60S×特C40S 173×115 87”上浆中，用DF525C全部取代PVA情况：
表2

      由上表分析：该品种经纱JC 60S 配棉采用100%细绒棉（不含长绒棉），原纱强力、条干较含长绒棉的同种纱差，因此必须通过良好的上浆条件来满足高速布机的织造要求。因纱支高、纱线截面积小，纱线内纤维间隙小，很不利于浸透，容易造成表面上浆，落物落浆多，从而影响织造效率。原配方因PVA粘度高，流动性差，浆液浸透少被覆多，不利于增强和改善干分纱、贴伏毛羽。但因其很好的成膜性强包裹在纱线表面，加之浆膜耐磨性较好而弥补了上述缺陷。后因产品出口欧洲市场禁用PVA，改用DF525C全部取代PVA上浆新配方。由于DF525C不仅浆液粘度低浸透好,且粘附力强使高支纱得到适度增强；而优良的浆膜柔韧性及较好的浸透基础使浆纱更耐磨,表现在织机经向断头下降,从而保持了较高的织造效率。在满足外销市场的同时，还降低上浆成本12%以上。
      2.2、在高比例涤粘品种 T/R70/30 16S×16S 116×78 65”直贡上，用DF525TM全部取代PVA实例：
表3

      由上表分析：该品种纱线含涤比例高，织物紧度达100%以上，如上浆达不到条件，极易造成轻浆，影响布机效率和布面质量。原配方采用较多PVA满足浆纱、织造要求，但上浆成本高，更不符合环保要求。因DF525TM以较高取代度的酯化淀粉为主，含有较多非极性的疏水性酯基，并加入增强粘附性的特殊高分子材料，对该T/R纱有很好粘附力；良好的流动性使浸透在纱线内部的浆液，与被覆于纱线表面的液膜，烘干后牢牢结合在一起，而浆膜优良的柔韧性使浆纱更加耐磨。故新配方用DF525TM等量全部取代PVA及固体丙烯上浆，仍能较好地满足高速喷织下，高含涤高紧度织物对浆纱耐磨性的更高要求。且用浆成本大幅度下降30%以上，并满足环保要求。
      3、湖北某大型纺织企业以生产高支高密的CVC面料及粗支高紧度的纯涤产品为主，原浆料配方以PVA为主，成本太高。为了降低成本，试验了不少取代PVA上浆的同类产品，最终选用我公司生产的DF525TM高性能淀粉衍生物，取代PVA上浆获得成功。以该公司生产的纯涤粗支高紧度品种 T 12x12 102x48 67" 1/1 为例，用DF525TM大幅取代70%以上PVA上浆实例：
表4

      由上表分析：该品种纱线为100%的疏水性涤纶纤维，不吸湿、难上浆；又是粗支高紧度平纹，经向紧度和总紧度均超过100%，经纱分层后的上浆覆盖系数仍达50%（纯T纱以30%为宜）；加之700转/分的高速喷织，显然浆纱、织造均有很大难度，对浆液粘着力和耐磨性要求特别高。
      PVA相对淀粉或普通变性淀粉而言，对涤纶纤维有较好粘附性；且成膜性很好，通过强包裹在纱线外表，来满足高速织造所需耐磨性。故原配方中用了90KG的PVA（1799与205搭配），达到较高的织造效率。但因成本过高，后改用对涤纶纤维粘附性强、耐磨性好的DF525TM，等量取代65KG的PVA，仅保留少量含有酯基的部分醇解PVA。新配方使用62.5KG的DF525TM，大幅取代70%以上PVA上浆后，由于浆纱二次有害毛羽明显减少，织机效率不仅未见下降，反而稳中有升。虽然落物略有增加，但已能满足生产要求。而上浆成本大幅下降20%以上，同时也大大降低了对环境的污染。将进一步试验探讨在纯涤品种上浆中完全不用PVA的可能性。
 

三、结论
      1、大量使用实践证明：应用DF525系列浆料，在纯棉高支（60支）高密及一般涤棉（如中粗支高紧度）品种上，可完全取代PVA，实现无PVA上浆；在纯涤（如中粗支高紧度）品种上，可大幅取代70%以上的PVA，做到少用PVA上浆。不仅保证织机的高速高效，还显著降低上浆成本，并符合环保要求。
      2、DF525系列浆料，对各类纤维纱线都具有较好的上浆性能和织造效果；依据“相似相容”原理，从高分子设计上将产品分为DF525C与DF525T，具有很强的针对性，对不同纤维纱线具有更好的上浆性能和织造效果。这是它区别于市场上同类浆料的显著特点。
      3、DF525系列浆料，由于优良的浆纱织造效果，在同类产品中更具性价比优势，及很好的环保效应，已广泛应用于国内外市场（包括东南亚和美国等）。
      4、少用、不用PVA的方法较多，取代PVA上浆的新型浆料或助剂也不少。但实际应用表明，使用高性能淀粉衍生物如DF525系列浆料，应是取代PVA上浆的主要实现途径之一。

参考资料：2007年全国浆料年会论文集。