毛纱用浆料的上浆性能专题测试试验

一、试验目的与意义
（1）因单经单纬毛纱强力低，织造中易断头且毛羽多影响生产，故毛纱上浆成为研究热点。选择精纺毛纱用浆料时，应综合考虑羊毛特性、毛纱结构和浆料性能。
（2）通过对常用的淀粉类、PVA类、丙烯酸类三大浆料的性能分析认为，生产中完全具备毛纱上浆的单组分浆料较少，只有进行各种各类浆料的筛选并复配，才能满足毛纱上浆的工艺要求。
（3）影响毛纱上浆效果的因素很多，但首先取决于浆料的种类、性能和配比。因此正确测试和评价毛纱上浆用的浆料性能对毛纺织厂合理选用浆料、优化浆液配方、提高上浆效果、降低浆纱成本等具有重要意义。
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二、试验方法与计算
) z2 g: o3 g$ H1 N& B) r5 k" L& u（一）浆液黏附性测试
. q9 [7 ?0 Z1 O" U' j浆液黏着力是上浆质量的重要标志，黏着力的大小与浆料本身的内聚力和浆料与纤维之间的黏附性能有关，故采取测定浆液的黏着力来衡量浆料的黏附性能。
9 s, `6 M0 Z8 s! X. x7 i/ e1.测试原理
( W  s0 D, R# ]测试浆液的黏附力主要有两种：一种是以直接指标表示的方法，即织物条试验法，使用一定量的浆液涂在两块羊毛织物条上，在一定压力下使其粘合，干燥后（一般使用50~65℃的干燥温度），在织物强力试验仪上测出剥离所需的功，用黏附强度（g/cm² ）或黏附功（erg/cm² ） 表示。一种是以粗纱被浆液粘合后的力学性能变化表示的方法，即粗纱试验法，粗纱上浆晾干后在织物强力试验仪上测试断裂强度和断裂伸长率来表示黏附性能。前一种方法由于测试结果受试验条件制约因素较多，如织物的表面状态、加压方式、干燥程度等，故必须严格控制试验条件，才有可比性；后一种方法，由于粗纱本身的强力很低，在比较时粗纱本身的强力可忽略不计，粗纱上浆后的断裂强度和断裂伸长率完全与浆液的黏附性能有关，因此可以用上浆后的粗纱断裂强度和断裂伸长率表示浆液的黏附力的大小。故建议在测试浆液黏附性时应采用粗纱试验法。
2.黏附性的测试方法——粗纱法
试验时，先将羊毛粗纱条轻轻地（注意不能使粗纱产生伸长）绕在一定尺寸的铝合金框架上，再将其浸入预先调制的浓度为1%、温度为95℃的浆液中，5min后取出框架挂起，自然晾干。剪下上过浆的粗纱放入恒温恒湿标准状态下平衡24h，在YG99126A型电子织物强力试验仪上测试断裂强度和断裂伸长率（试样夹持距离100mm，上夹头运动速度50mm/min），测试30个子样，求其平均值。粗纱试验法测试浆料的黏附力，具有方法简单、可靠性好、适合各种浆料的优点，而且测试的结果是浆料对纤维的黏附力和浆料本身内聚力的综合值，与浆纱的实际情况比较相符，但要注意作对比时应用同一卷装上的粗纱。

（二）浆液润湿性测试
' x  w, d1 K) n1.浆液润湿性的测试原理
润湿性是液、固两相间的界面现象，液体润湿固体表面的能力称为润湿力。对于光滑的固体表面则用液体与固体的接触角的大小来衡量润湿的程度。对于织物则用测定液体润湿织物的时间来衡量润湿的程度。常用的方法是帆布沉降法。帆布沉降法是将一定标准规格的帆布浸入浆液中，在浆液未浸透帆布前，由于浮力作用帆布悬浮在浆液上，一定时间后，帆布被浸透而下沉。由于不同浆液对帆布的润湿力不同，因此可用帆布的沉降时间来比较润湿力的大小。
2.浆液润湿性的测试方法
. s4 ~5 j: J8 f, o, q由于毛纱表面粗糙，并且单根毛纱很难观察实验现象，只好采用“帆布沉降法”来测定未经后整理的羊毛白坯布在各类浆液中的润湿情况来反映浆液对毛纱的润湿性能。试验时，将羊毛白坯布剪成直径35mm的圆片，轻轻投置于小烧杯中已调制好的浆液液面上。此时按下秒表，直至布片完全沉没在液面下，记下沉降时间。另外，由于羊毛白坯布质地比较轻，一般不易下沉。这时可在浆液中滴加适量的渗透剂，但必须每次试验的滴加量保持一致，才有可比性。

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（三）浆液混溶性测试
1.测试原理
混溶性是指两种或两种以上组分的溶液能相互均匀地混合，即使静止一定时间后,也不至分层的性能。为比较和衡量混合浆液的混溶性，可根据热力学公式计算相对平衡时的浆液的相互作用参数α作为评价浆液混溶性的量度，且相互作用参数越小，混溶性越好。在测试时，浆液的相互作用参数较难取得，故实践中常用分离速度和沉降率这两个量来直观地反映混溶性的优劣。分离速度即指混合浆分层脱混的时间，也就是开始出现分层的快慢，分离速度越小，即开始分层越慢，则混溶性越好。沉降率是指混合浆静置一定的时间后，分层界面上部的高度占总高度的百分率，反映了混合的均匀程度，沉降率越小，即浆液混合越均匀，则混溶性越好。
6 Q' R; D2 T  F. K" |2.水溶性的测试方法
3 Q; a% s- D  U3 @8 v+ j% w( y试验时，在常压下制取各类混合浆液，然后在室温下静置，观察记录各试管中浆液开始出现分层的时间，即用它来表示分离速度的大小，反映浆液分层快慢和混溶性的优劣。并且在8h后，测量并记录各试管中分层界面上部透明液体高度和所用浆液的总高度，据此计算出沉降率来反映浆液混合的均匀程度和混溶性的优劣。设试管中液体总高度为H₀，试管底部到浆液分层处的高度为H₁，则沉降率f用下式计算：

f =（H₀—H₁）  ×100%/H₀

为使观察较为直观，统一规定每试管中浆液的吸取量为20mL、高度为100mm。
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（四）浆膜性能测试
浆液成膜性是浆料的一个重要性能。上浆工艺要求毛用浆料应具有良好的成膜性，而且要求浆膜的机械性能与毛纱接近，只有这样才能承受织机的织造应力。掌握与测定浆膜的某些性能，对毛纱上浆质量及退浆工艺都有重要意义。目前通常采用薄膜试验法测试与评价浆膜性能。
6 e, ^) `* }8 r, E$ ?: A1.浆膜制备
; q4 i6 Y  ^4 n9 }浆膜采用浇铸法制得，即用6%浓度的浆液，冷却至50℃左右时量取400mL，慢慢倒满带有模框的长650mm，宽400 mm，厚5mm的长方形磨光玻璃板上，再用刮刀沿模框的长度和宽度方向将浆液刮平，待自然干燥成膜后，小心地将浆膜从玻璃板上剥下，此为试验用的浆膜。
2.浆膜拉伸强度
5 j+ q+ P1 o  `浆膜必须具有一定的拉伸强度，以承受织造过程的反复作用，但织造过程中浆纱所受到的是远比其断裂强度和断裂伸长小的负荷和伸长，而且浆料对纱线的增强主要是浆液渗透到纱线内部，使纤维黏合在一起，增加纤维的抱合力，从而提高纤维受拉时的抗滑移能力。又由于浆膜本身的拉伸强度对浆纱强力提高所发挥的作用较小，所以对浆膜的伸长率有新的要求，浆膜的伸长率若与所浆纱线伸长率相等或偏大，则非常有利于浆纱性能的提高，若偏小，则浆膜易被拉破并脱落，造成经纱断头增多。试验时，将浆膜裁成长220mm、宽10mm的条状试样，放在恒温恒湿内平衡24h，然后在YG020型电子织物强力试验仪上测试其断裂强力和断裂伸长率（试样夹持距离100mm，下降速度50mm/min），测试10次，计算其平均值。浆膜的断裂强度P用下式计算：
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P（cN/mm² ）=浆膜平均强力（cN）/ [浆膜的平均厚度（mm）×10(mm)]

3.浆膜耐磨性
2 |; B& ^! B' J8 |/ I8 Y- X; x8 k$ ]织造过程中，经纱与所接触的部件（主要是综眼、筘齿、经停片等）摩擦作用，且具有多向（纵向和横向）、多种类（平磨和曲磨）和频率高的特点，因而浆膜的耐磨性能非常重要。浆膜的耐磨性能是其强度、初始模量和回弹率的综合反映，对耐磨性能的评价可用磨损率来表示，也就是用标准磨料对浆膜进行一定次数摩擦作用后，由浆膜受到每次磨损的磨损量多少来评价。试验时，将浆膜裁成符合织物耐磨仪进行平磨要求的形状，在Y522型织物耐磨仪上进行耐磨试验，且试验时应选用150号砂轮，加压重量为250g，测试四次，求其平均值。浆膜耐磨性能评价指标用磨损量M（mg/cm²）来表示，设浆膜耐磨试验前称得重量为G₀（mg），浆膜耐磨试验后称得重量为G₁（mg），则磨损量M的计算公式为：
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M=G₀- G₁/浆膜面积

4.浆膜吸湿性
浆膜吸湿性主要与浆料的分子结构、性能和环境温、湿度有关。浆膜的吸湿性差时，浆膜粗糙发脆，耐磨性变差，浆膜易被刮落，从而使纱线起毛；浆膜吸湿性过高时，一方面使浆膜发黏，纱线易粘连在一起，造成开口不清；另一方面也使浆料对纤维的黏附力下降，造成浆纱强力降低。因此在一定的温、湿度条件下浆膜的吸湿率应在一个合理的范围内。试验时，先将浆膜裁成直径为70mm的圆状试样，放在110℃烘箱中烘至恒重后，再将试样放入调温调湿控制箱内，且调温调湿控制箱内的温、湿度已调至工艺规定要求（一般温度为25℃，相对湿度为75%），使试样达到吸湿平衡后（约24h），取出称重。设浆膜干燥质量为G₀（mg），浆膜吸湿后的质量为G₁（mg），则吸湿率S的计算公式为：

S={G₀-G₁ }×100%/G₀

5.浆膜水溶性
上浆是织造生产的临时需要，织成织物后，还得将浆料退掉，所以对浆料的要求既要上浆好，又要易退浆。虽然浆膜的水溶性并不能直接等于织物的退浆性能，但水溶性好的浆膜有利于织物退浆，而且浆膜水溶性对退浆也是重要条件之一。试验时，先将浆膜裁成25mm×25mm大小的试样，再投入装有300mL水的小烧杯中，置于磁力搅拌器上，接通电源并加热，按动秒表开始计时，直至浆膜完全溶解，记下温度及时间。测试5次，求其平均值。
总之，评价毛纱上浆用浆料的浆液和浆膜性能指标包括浆液的黏附性、润湿性、混溶性和成膜性，浆膜的拉伸强度、耐磨性、吸湿性、水溶性。用上述介绍的浆液和浆膜性能测试方法来评价毛用浆料的上浆性能具有简单、方便、经济、直观等优点。掌握和运用这些指标的测试原理和方法，对毛纱上浆用的浆料合理选择和浆料复配比例的确定，具有重要的指导意义。诚然，对于其他种类纱线的上浆，在评价浆料性能及配方制定时，也可参照上述介绍的方法有选择地进行。