浆纱综合实验指导书

浆纱综合实验一、实验目的1.了解浆纱机的结构与原理。

2.了解纱线上浆的工艺流程与操作方法。

3. 熟悉浆料配方设计方法，掌握浆液调制方法。

4. 掌握浆液粘度的测试方法，了解浆料粘着力的测试方法。

5. 熟悉测试仪器和测试方法，并对测试数据进行综合分析。

二、实验仪器与材料1.实验仪器与工具：浆纱小样机、NDJ-79型旋转式粘度计、恒温水浴锅、烧杯、温度计、锥形烧瓶、调浆桶、毛羽测试仪、单纱强力机、抱合力机、超级水浴锅、电子天平等。

2.实验材料：变性淀粉、纱线等。

三、实验内容1.了解浆纱小样机的机器结构以及工艺流程。

2.调制浆液。

配制变性淀粉6%的浆液1000ml，90℃保温1小时。

3.保持浆液浓度不变，测试温度对浆液粘度的影响。

分别在50℃、70℃、90℃下保温20分钟，在转速不变的前提下，待浆液的温度达到待测温度时，分别测量这三种温度下的粘度。

4.保持浆液的温度不变，测试浓度对浆液粘度的影响。

配制浓度分别为8%、6%、4%的90℃浆液，在粘度计中测定各自的粘度，记录粘度值。

5.在浆纱小样机上对纱线进行上浆，浆液浓度为6%，之后测定上浆纱线的上浆率。

6.采用以上三种浓度的浆液对纱线进行上浆，将三个筒子的纱线做好标记待用。

7.用单纱强力机测试三种纱线的强力，与没有上浆的纱线比较。

8.用毛羽测试仪测试纱线毛羽指标，比较未上浆纱线与上浆纱线的毛羽值。

9.在抱合力机上测试浆好的三种纱线的抱合力与原纱比较。

温度对粘度的影响、上浆率以及可织性指标转速对粘度的影响四、思考题1.简述浆纱小样机的结构与浆纱的工艺流程。

2.上浆的主要目的是什么？3.浆纱的工艺要求是什么？4.试述淀粉浆料的主要性质。

淀粉上浆时应注意哪些问题？它适用于哪些纤维的上浆？5.分析浆液的粘度与温度、浓度之间的关系。

6.浆液的搅拌速度会对浆液的粘度产生影响吗？简述之。

7.上浆后的纱线其强力和毛羽都有怎样的变化？8.通过实验，分析上浆后的纱线的可织性。

实验报告一、实验目的二、实验设备与材料三、实验步骤四、讨论分析五、回答问题五、基础知识所谓浆纱，就是对经纱表面和内部粘附、渗入一定量的浆液，再经烘燥使表面成膜，以此来增加原纱的强度和耐磨性，减少表面毛羽，提高其可织造性。

浆纱后，经纱在织造中应能承受反复拉伸、摩擦和冲击等作用，顺利完成与纬纱交织。

浆纱是重要的织前准备工序，从设备配套情况看，一般的织物品种，一台浆纱机可供应200~300台左右织机的生产；从生产速度对比上看，一分钟生产的浆纱，织机运转一个班才能完成。

因此，浆纱质量的好坏对织造生产影响极大。

浆纱工程包括调浆和上浆两部分。

调浆就是选择浆料以一定比例配合调料成一定浓度的浆液，其工作在调浆桶内进行。

对浆纱工程的要求如下：⑴上浆量符合工艺设计要求，避免过大或过小。

⑵轴与轴之间、片段之间、单纱之间上浆要均匀一致。

⑶浆液对纤维有良好的粘附性，即被覆和渗透的比例应符合工艺要求。

⑷上浆后纱线毛羽贴伏，浆膜平滑，柔软而又坚韧。

⑸上浆后纱线的弹性损失小。

⑹上浆后纱线的回潮率应符合工艺设计要求，浆膜具备适当的吸湿性。

⑺浆料来源充足，价格便宜，调浆操作简便而安全。

⑻织物在后处理时，浆料容易退净，废液易净化，不污染环境。

⑼织轴卷绕质量良好，具有均匀的张力，良好的分纱、排列和圆整度，没有”倒头、并头、绞头“等疵点。

浆料浆料分两部分，即粘着剂和助剂。

一、粘着剂粘着剂是一种具有粘着力的材料，它是构成浆液的主体材料（除溶剂水外），浆液的上浆性能主要由它决定。

浆纱用的粘着剂分为天然粘着剂、化学粘着剂和合成粘着剂三大类。

目前用的最多的淀粉、PV A和聚丙烯酸类浆料共称作三大浆料。

此外，纤维素衍生物（简称CMC）海藻酸钠和动植物胶类等也用的较多。

下面就几种常用的粘着剂作简要介绍。

（一）淀粉淀粉作为主粘着剂在浆纱工程中应用已有很久历史。

它具有良好的上浆性能，并且资源丰富，价格低廉，退浆废液易处理，也不易造成环境污染。

目前在各种浆料中，淀粉用量占70%左右，浆纱生产中广泛使用的淀粉粘着剂一般为天然淀粉和变性淀粉。

1.天然淀粉天然淀粉（以下简称淀粉）有很多种，纺织生产中常用的为小麦淀粉、玉蜀黍淀粉、马铃薯淀粉、米淀粉、木薯淀粉等。

（1）淀粉的一般性质淀粉是由许多个α葡萄糖分子通过α型甙键连接而成的缩聚高分子化合物，它的分子式为(C6H10O5)n。

淀粉有直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉能溶于热水，水溶液不很粘稠，直链淀粉形成的浆膜具有良好的机械性能，浆膜坚韧，弹性较好。

支链淀粉不溶于水，在热水中膨胀，使浆液变得极其粘稠，所成薄膜比较脆弱。

淀粉浆的粘度主要由支链淀粉形成，使纱线能吸附足够的浆液量，保证浆膜一定的厚度。

直链淀粉和支链淀粉在上浆工艺中相辅相成，起到各自的作用（2）淀粉浆的粘度浆液的粘度是描述浆液流动时的内摩擦力的物理量。

粘度是浆液重要的性质指标之一，它直接影响了浆液对经纱的被覆和浸透能力。

粘度越大，浆液越粘稠，流动性能就越差。

这时，浆液被覆能力加强，浸透能力削弱。

上浆过程中，粘度应保持稳定，使上浆量和浆液对纱线的浸透与被覆程度维持不变。

表示粘度的单位有两种即泊（P）和帕·秒（Pa·s）。

在CGS制中，粘度的单位是泊（P），1P等于100cP（厘泊）。

20℃时，水的粘度为1.0087cP 。

在国际单位制中，粘度单位为帕·秒（Pa ·s ）。

1P 等于0.1Pa ·s 或1cP 等于1mPa ·s 。

泊和帕·秒都是绝对粘度单位。

在度量分散液体的粘度时，也可以使用相对粘度值ηr ，其物理意义是分散液体的绝对粘度(η)与介质的绝对粘度(η0)之比0ηηητ= 实验室中，浆液的粘度一般以乌式粘度计和旋转式粘度计测定。

前者测得的是相对粘度，后者测得的是绝对粘度。

在调浆和上浆的生产现场，一般使用黄铜或不锈钢制成的漏斗式粘度计，试验时，漏斗下端离浆液液面高约10cm ，以浆液从漏斗式粘度计中漏完所需时间的秒数来衡量浆液粘度。

（3）淀粉的上浆性质淀粉在水中其性质随温度而变化，淀粉在水中的变化大致分为吸湿、膨胀和糊化三个阶段。

吸湿阶段：在常温下淀粉吸收少量水分子，使淀粉颗粒略有膨胀，粘度无明显增加。

膨胀阶段：当温度逐渐升高时，吸收水分的量增大，体积迅速膨胀。

当温度升高到一定数值时，淀粉颗粒可膨胀到原理体积的百余倍，开始破裂，直链淀粉从颗粒中流出，并溶于水，这时的温度称为糊化开始温度。

支链淀粉仅仅膨胀，使不透明的淀粉分散液变为透明的、具有一定粘度的浆液。

糊化阶段：当温度继续升高至颗粒充分破裂，支链淀粉分散在水中，浆液粘度大到峰值后，随着膨胀的颗粒破碎，粘度开始下降。

在高温状态下维持一段时间后，粘度逐渐趋于稳定状态，这种粘度的稳定状态成为淀粉的完全糊化，此时的温度为完全糊化温度。

据上述分析可知：为稳定上浆质量，控制浆液对经纱的被覆和浸透程度，浆液用于经纱上浆宜处于粘度稳定阶段。

在淀粉浆液调制时，浆液煮沸之后必须闷煮30min ，待达到完全糊化之后，再放浆使用。

同时，一次调制的浆使用时间不宜过长，玉蜀黍淀粉一般为3～4h 。

否则，在调浆和上浆装置中，由于长时间高温和搅拌剪切作用，浆液粘度会下降，从而影响上浆质量。

（4）淀粉浆的浸透性未经分解剂分解作用的淀粉浆粘度很高，浸透性极差，不适宜经纱上浆使用。

经分解剂分解作用后，部分支链淀粉分子链裂解，浆液粘度下降，浸透性能得以改善。

经分解剂分解后的小麦淀粉和玉蜀黍淀粉浆液浸透性均较好，适用于细特高密棉织物的经纱上浆。

（5）淀粉浆的粘附力淀粉大分子中含有羟基，因此具有较强的极性。

根据“相似相容”原理，它对含有相同基团或极性较强的纤维材料有高的粘附力，如棉、麻、粘胶等亲水性纤维，相反，对疏水性纤维的粘附力就很差，不能用于纯合纤的经纱上浆。

（6）淀粉浆的成膜性淀粉浆的浆膜一般比较脆硬，浆膜强度大，但弹性较差，断裂伸长小。

玉蜀黍淀粉的浆膜机械性能优于小麦淀粉，其强度较大，弹性也稍好，因此玉蜀黍淀粉上浆效果比小麦淀粉好。

但是，玉蜀黍淀粉浆膜手感粗糙，上浆率不宜过高。

以淀粉作为主粘着剂时，浆液中要加入适量柔软剂，以增加浆膜弹性，改善浆纱手感。

柔软剂的加入可增加浆膜弹性、柔韧性，但浆膜机械强度亦有所下降。

为此，柔软剂加入量应适度。

淀粉浆膜过分干燥时会发脆，从纱身上剥落，在气候干燥季节，车间湿度偏低时，浆液中要适当添加吸湿剂，以改善浆膜弹性，减少剥落。

2．变性淀粉以各种天然淀粉为母体，通过化学、物理或其它方式使天然淀粉的性能发生显著变化而形成的产品称为变性淀粉。

淀粉大分子结构中甙键及羟基决定着淀粉的化学、物理性质，也是各种变性可能的内在因素。

淀粉的变性技术不断发展，变性淀粉的品种也层出不穷。

各种变性淀粉的变性方式及变性目的如表1所示。

下面介绍几种常用的变性淀粉。

（1）酸解淀粉变性原理。

在淀粉悬浊液中加入无机酸溶液，利用酸可以降低淀粉分子甙键活化能的原理，使淀粉大分子断裂，聚合度降低，形成酸解淀粉。

酸解反应时及时地用碱中和，终止分解反应，控制淀粉的降解程度，是提高酸解淀粉质量的关键。

上浆性能。

酸解淀粉的外观和原淀粉基本相同。

在水中经加热后，酸解淀粉粒子容易分散，也容易达到完全糊化状态。

由于淀粉粒子膨胀较小，分子量明显降低，故成浆后浆液粘度低，流动性好，但粘度稳定性比原淀粉略有下降。

酸解淀粉浆膜较脆硬，与原淀粉相似。

浆液对亲水性纤维具有很好的粘附性，在混合浆中可代替10%～30%的合成浆料，是一种适宜于一般混纺纱上浆的变性淀粉浆料。

（2）氧化淀粉变性原理。

氧化淀粉是用强氧化剂对淀粉大分子中甙键进行氧化断裂，并使其羟基氧化成醛基和羧基所形成的产品。

氧化后，淀粉大分子得到裂解，聚合度下降，并含有羧基基团，羧基的存在是氧化淀粉的结构特点。

上浆性能。

氧化淀粉外观为色泽洁白的粉末。

成浆后粘度低，流动性好，浸透性强，粘度稳定性好，不易凝胶，与原淀粉相比，它对亲水性纤维的粘附性有所提高，形成浆膜比较坚韧，是棉纱，粘胶纱的良好浆料。

（3）酯化淀粉变性原理。

淀粉大分子中的羟基被化学活泼性较强的酯化剂（有机酸或无机酸）酯化后形成的产物叫酯化淀粉。

用于经纱上浆的主要有醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉、氨基甲酸酯淀粉（尿素淀粉）和其它酯化淀粉。

酯化淀粉的酯化程度以取代度（缩写成DS）表示，取代度是指淀粉大分子中每个葡萄糖基环上羟基的氢被取代的平均数，取代度的数值在0～3之间。

上浆性能。

淀粉大分子中带有疏水性酯基后，对疏水性合成纤维的粘附性、亲和力加强。

因此从原理上说，这类浆料对聚酯纤维混纺或纯纺纱有较好的上浆效果。

与磷酸酯淀粉相比，醋酸酯淀粉和聚酯纤维的溶度参数比较接近，因此上浆效果比磷酸酯淀粉为好，也较为实用。

（4）醚化淀粉变性原理。

淀粉大分子中的羟基被各种试剂（卤代烃、环氧乙烷等）醚化，生成的醚键化合物称为醚化淀粉。