韩慧敏
（常州纺织服装职业技术学院，江苏 常州 ２１３１６４）
【摘要】 竹炭纤维具有优良的环保性和抗菌特性，已被广泛地应用于纺织制品。为了提高此类纤维的浆纱性能，通过改变几种常用浆料的配伍，对竹炭纤维纱进行了上浆实验。结果表明，浆料的配伍性对竹炭纤维浆纱的强力、伸长、耐磨及毛羽性能均有显著影响，当淀粉/ＰＶＡ/ＣＭＣ共混浆的质量比为８０/１５/５时，竹炭浆纱的使用性能较为优异。
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关键词 竹炭纤维；配伍性；浆纱；使用性能
Doi：10.3969/j.issn.2095-0101.2015.03.010
中图分类号： TS105.21+2 文献标识码： A 文章编号： 2095-0101（2015）03-0029-02
收稿日期：２０１５-０３-１０
基金项目：２０１４年常州纺织服装职业技术学院校级科研项目
作者简介：韩慧敏（１９６３- ），女，常州纺织服装职业技术学院高级实验师，高级工程师，主要从事新型纺织材料、浆料与浆纱领域的研究与教学工作。
０ 引 言
近年来，纺织领域内不断掀起纤维革命，功能性保健纺织品成为市场主流。采用竹炭纤维纱制成的纺织品，日益受到消费者的欢迎，竹炭纤维因而获得了“黑钻石”的美誉。竹炭纤维不仅具有优良的抗菌性和环保特性，同时包含吸湿透气、蓄热保暖和产生负离子等多种功能，适宜于制作贴身穿着服装。竹炭纤维的功能亦具有永久性，不受洗涤次数的影响。随着竹炭纤维产品的不断推广，如何选择合适的浆料对此类纤维纱线进行上浆以提高其可织性已成为亟需解决的工艺问题。因此，本研究选择几种常用的纺织浆料按照不同的比例进行配伍，然后对竹炭纤维细纱进行上浆实验，并测定竹炭纤维浆纱的机械力学性能及毛羽性能为主要指标，从而遴选出适宜于竹炭纤维纱线的浆料配方。
１ 实验设计与过程
１．１ 原料配方与规格
酸解淀粉，以玉米原淀粉为原料，以盐酸按照Ｚｈｕ的方法［１］对其进行酸解制成；ＰＶＡ１７９９，化学纯；羧甲基纤维素（ＣＭＣ），实验室自制，取代度为０．７，其纤维素原料源于汉麻秆，此类浆料退浆后易降解，不会产生有毒物质；竹炭细纱为竹炭粘胶短纤纱，细度为１４．８ｔｅｘ。
为方便表述实验中的３种共混浆料，文中用１＃表示ｍ（酸解淀粉） ∶ ｍ（ＰＶＡ）＝７０ ∶ ３０，２＃表示ｍ（酸解淀粉） ∶ ｍ（ＰＶＡ） ∶ ｍ（ＣＭＣ）＝８０ ∶ １５ ∶ ５，３＃表示ｍ（酸解淀粉） ∶ ｍ（ＣＭＣ）＝９０ ∶ １０。
１．２ 浆纱试验
上浆实验采用的是ＧＡ３９２型电子式单纱上浆机，浆纱步骤如下所述：
首先打开浆纱机电源进行预热，浆槽温度调节到９５℃，烘房温度为１０５℃；
配制含固率为１０％的共混浆液，搅拌均匀后移入圆底烧瓶中，放入９５℃的恒温水浴锅中加热，待升温至９５℃后，计时１ｈ，煮成的共混浆液即可进行浆纱；
按要求将细纱缠绕在浆纱机上，将煮成的浆液倒入浆槽，调节浆纱速度为３０ｍ/ｍｉｎ，浆纱张力１１８ｇ。按启动按钮，约５ｍｉｎ后，按停止按钮，取出纱筒，上浆试验完成。
１．３ 浆纱性能测试
采用ＹＧ０２３Ａ型全自动单纱强力仪测试浆纱增强率及减伸率，试验条件：初始张力１２．５ ｃＮ，夹距５００ ｍｍ，拉伸速度５００ ｍｍ/ｍｉｎ；用ＬＦＹ－１０９Ｂ型电脑纱线耐磨仪测定浆纱耐磨性能，摩擦速度６０次/ｍｉｎ ， 单纱张力３０ｃＮ；用ＹＧ１７１Ｂ－２型纱线毛羽测试仪测试毛羽数量；采用碱退浆法测定退浆率。有关浆纱性能的试验操作及计算参照范雪荣等人的方法［２］。
２ 结果与讨论
２．１ 浆料配伍对纱线强伸性能的影响
淀粉、ＰＶＡ与ＣＭＣ的配伍对竹炭浆纱强伸性能的影响如表１所示。由表可知，随着淀粉浆料所占比例的增加，浆纱的断裂强力逐渐上升，而断裂伸长率则呈现出降低的趋势。
淀粉是目前工业界最为常用的纺织浆料，然而，由于淀粉大分子本身刚性环状结构的缺陷，其对纤维素纤维的粘附性能并不是很好。此外，由α－葡萄糖剩基所形成的刚性环状结构导致了淀粉分子链的柔顺性较差，玻璃化温度较高，刚性很强，成膜性较差，所形成的浆膜呈现“硬而脆”的特点［３］。因此，当淀粉在共混浆（３＃）中所占比例为９０％时，纱线的减伸率已达到３２．４６％。ＰＶＡ对纤维素纤维的粘附性能佳，所成浆膜具有“坚而韧”的优点，然而，ＰＶＡ易结皮，难退浆，最为严重的问题是，其生物降解性很差，给自然环境带来了严重损害，这些缺陷限制了ＰＶＡ的使用。ＣＭＣ属生物基浆料，对亲水性纤维的粘附力很高，其膜性能虽不如ＰＶＡ浆料，但较淀粉为佳，与其他种类的浆料混溶性也好，故多作为辅助浆料用于调配混合浆［４］。由表１可知，以淀粉为主浆料，适量添加ＰＶＡ、ＣＭＣ（２＃），所浆出竹炭纱的断裂强力与保伸性均能达到较高的数值。
２．２ 浆料配伍对纱线耐磨性能的影响
共混浆的配伍性对竹炭纱耐磨性能的影响如表２所示。观察此表可知，随着淀粉浆料所占比例的增加，浆纱的耐磨性呈现出先增加后降低的趋势，２＃浆纱的耐磨性最佳。
浆纱的耐磨性与浆料的内聚力、强伸度与韧性密切相关，披覆在纱体外的淀粉浆在烘燥成膜后虽然具有较高的内聚强度，但其脆性亦大，在摩擦过程中易造成落浆。在淀粉中混入ＰＶＡ，可以提高浆膜的韧性，进而改善浆纱的弹性。ＣＭＣ与纤维素纤维的粘附性较好，浆膜性能居于ＰＶＡ与淀粉之间，良好的混溶性使之与其他浆料的混合浆液易于调制均匀，可长时间使用而不会分层。２＃浆料是由淀粉、ＰＶＡ及ＣＭＣ配伍而成的混合浆，所成浆膜内聚力高，对竹炭纤维的粘附力良好，故所浆出纱线的耐磨性优于其他两种浆纱。
２．３ 浆料配伍对纱线毛羽性能的影响
共混浆的配伍性对竹炭纱毛羽数量的影响如表３所示。从表３可以得知，随着淀粉浆料所占比例的增加，浆纱毛羽数量呈现先降低后增加的趋势，２＃浆纱的毛羽数最低。
淀粉、ＰＶＡ及ＣＭＣ的分子链上都含有与竹纤维相似的基团，尤其是ＰＶＡ和ＣＭＣ，对竹纤维均具有良好的粘附性，共混浆液在浸透入经纱内部后，能有效增强纤维间的抱合，贴伏毛羽，故浆纱的毛羽数量远低于原纱。需要指出的是，ＰＶＡ1７９９浆膜的撕破强度过高，分子间的聚合力超过粘附力几个数量级，造成分绞阻力大，分绞困难，极易产生二次毛羽［５］。因此，ＰＶＡ含量较高的１＃浆纱的毛羽数量高于另外两种浆纱，而２＃和３＃浆纱的毛羽数量较为接近，并未产生明显差别。
３ 结 语
由试验结果可知，淀粉、ＰＶＡ及ＣＭＣ混合浆料的配伍性对竹炭纤维纱的上浆性能有显著的影响。以淀粉为主浆料，辅之以适量的ＰＶＡ、ＣＭＣ浆料可获得使用性能良好的竹炭浆纱。三种浆料若能合理搭配使用，所浆竹炭纱的断裂强力、断裂伸长及耐磨次数就能达到较高的数值，纱线毛羽数量也可大幅度降低。综合使用和环保性能两个因素，质量比为８０/１５/５的淀粉/ＰＶＡ/ＣＭＣ混合浆料比较适宜用于竹炭经纱的上浆。
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参考文献
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