聚丙烯酸盐增稠剂及其复合体系应用性能.pdf
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1、印染(2024 No.5)聚丙烯酸盐增稠剂及其复合体系应用性能许琳1,2,马琦1,董中华3,吴静怡1,4,徐舒颍4,5,倪丽杰1,41.武汉纺织大学,湖北 武汉 430200;2.河北省产品质量监督检验研究院,河北 石家庄 050000;3.德凯新材料(浙江海宁)有限公司,浙江 嘉兴 314000;4.江汉平原纺织服装产业技术研究院,湖北 荆州 434000;5.湖北达雅生物科技股份有限公司,湖北 荆州 434000摘要:以含四种常见的海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠和聚丙烯酸盐增稠剂的印花糊料为研究对象,对其进行复配,测试了复合物的成糊率、流变性、耐盐性等主要应用性能指标。研究表明:3
2、0聚丙烯酸盐增稠剂拼混70海藻酸钠的复合糊料可使前者的耐盐性能显著提升,复合糊料的活性及分散白糊的耐盐黏度保留率分别为88%、90%,色浆印花黏度指数达到0.610.66;30聚丙烯酸盐与70羧甲基纤维素钠拼混后,在不影响两者成糊率的情况下,复合糊料的活性及分散白糊的耐盐黏度保留率分别为71%、78%,色浆印花黏度指数达到0.320.44,具有较佳的综合应用性能。关键词:复合增稠剂;印花;聚丙烯酸盐增稠剂;性能中图分类号:TS194.23文献标志码:BDOI:10.3969/j.yinran.202405020Application performance of polyacrylate th
3、ickeners and their composite systemsXU Lin1,2,MA Qi1,DONG Zhonghua3,WU Jingyi1,4,XU Shuying4,5,NI Lijie1,41.Wuhan Textile University,Wuhan 430300,China;2.Hebei Product Quality Supervision and Inspection Institute,Shijiazhuang 050000,China;3.Dekai New Material(Zhejiang Haining)Co.,Ltd.,Jiaxing 314000
4、,China;4.Jianghan Plain Textile and Garment Industry TechnologyResearch Institute,Jingzhou 434000,China;5.Hubei Daya Bio-technology Co.,Ltd.,Jingzhou 434000,ChinaAbstract:Four common types of printing pastes,including sodium alginate,sodium carboxymethyl cellulose,sodium carboxymethyl starch and pol
5、yacrylate thickener,are studied for their compounding,and the main application performance indicators such as paste formation rate,rheological property,salt resistance are tested.Theresults show that the salt resistance of the 30%polyacrylate thickener can be significantly improved by blending 70%so
6、dium alginate,with the composite pastes activity and salt retention rate of white paste being 88%and 90%,respectively,and viscosity index reaching 0.61-0.66.When 30%polyacrylate thickener and 70%sodium carboxymethyl cellulose are blended without affecting the paste rate of the two,the composite past
7、es activity and salt retention rate of white paste are 71%and 78%,respectively,and the viscosity index reaches 0.32-0.44,with excellent comprehensive application performance.Key words:compound thickener;printing;polyacrylate thickener;properties印花糊料作为印花工艺过程中必不可少的一种助剂,其种类在不断增加。海藻酸钠糊料得色量及脱糊率高,适用于各种纺织品
8、印花,但其存在流变性差、成糊率不佳和不耐酸碱的缺点1-3。对于醚化改性的淀粉或纤维素,其醚化度在1.0以上时,原糊的化学稳定性高、流动性和渗透性良好,有较好的印花性能,但其成糊率较低、结构黏度较大且印花黏度指数(PVI值)偏高、抱水性不好,导致渗化严重4-5。合成增稠剂为化学交联型强吸水聚合物,具有显著的触变性和假塑性,其PVI值较低、流变性好、印花色光鲜艳,更适用于复杂花型印花、髙目数印花、大面积印花和质地紧密织物的印花6。然而,合成增稠剂普遍存在耐电解质性能较差、脱糊率低、手感较硬等缺陷7。以常用糊料为基础,将各种糊料进行复配,以获取成本低、综合性能优良或单点性能突出的复合糊料是当前印花糊
9、料发展的主要方向8-9。本文分析了海藻酸钠、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉钠和聚丙烯酸盐增稠剂的优缺点,并对其进行拼混复配,研究了复合增稠剂的成糊率、流变性、耐盐性及成糊提升率等指标,以期获得综合性能更佳或单点性能更突出的低成本印花复合型增稠剂产品。1试验部分1.1试剂与仪器试剂海藻酸钠(化学纯)、防染盐(分析纯)、尿素(分析纯)、小苏打(分析纯)、六偏磷酸钠(分析纯)、氯化钠(分析纯)(均为国药集团化学试剂有限公司),羧收稿日期:2024-02-07;修回日期:2024-04-20基金项目:国家市场监督管理总局科技计划项目(2021MK019);湖北省重点研发计划项目(2023BAB125)。作
10、者简介:许琳,女,武汉纺织大学兼职硕士生导师,主要研究纺织品及纺织化学品检验技术。通信作者:倪丽杰,男,高级实验师,从事纺织助剂研发及相关科研教学工作。E-mail:。56聚丙烯酸盐增稠剂及其复合体系应用性能印染(2024 No.5)甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸盐增稠剂(工业级,湖北达雅生物科技股份有限公司),活性染料、分散染料(工业级,湖北达雅生物科技有限公司)仪器YK120电动搅拌机(上海翼控机电有限公司),NDJ-8S旋转黏度计(上海精密科学仪器有限公司),JJ100B精密电子天平(常熟市双杰测试仪器厂)1.2原糊和色浆的制备原糊的制备:将海藻酸钠、羧甲基淀粉钠、羧甲基纤维素钠与
11、聚丙烯酸盐增稠剂按5%的质量分数分别与水混合搅拌直至糊料成均匀透明状,静置过夜使其充分膨胀,制得基本原糊。将制得的基本原糊按试验设计复配制得复合原糊。活性印花色浆处方/%原糊x染料3防染盐1尿素8小苏打2六偏磷酸钠1.5加水合计100调节印花色浆黏度至3 000 mPas。分散印花色浆处方/%原糊x染料3加水合计100调节印花色浆黏度至9 000 mPas。1.3测试指标1.3.1成糊率10按式(1)计算成糊率,数值越小代表达到指定黏度所需的糊料越少,即成糊能力越好。本试验采用的活性白糊及色浆目标黏度为3 000 mPas,分散白糊及色浆目标黏度为9 000 mPas。成糊率=糊料质量原糊或色
12、浆质量100%(1)1.3.2耐盐性11糊料的耐盐性是指糊料在加入染料和助剂过程后保持原有性质的能力,通常用白糊加盐后的黏度保留率来表示。取待测糊料,依次加入01.5的氯化钠,充分搅拌后再分别测定糊料加盐前后的黏度,按式(2)计算黏度保留率。黏度保留率越大,则表示糊料的耐盐性越好。黏度保留率=10100%(2)式中:0为加盐前的黏度;1为加盐后的黏度。1.3.3流变性(PVI)12流变性是衡量糊料印制性能的指标之一。使用旋转黏度计,选用四号转子,分别在60 r/min和6 r/min转速下测试糊料黏度60和6,按式(3)计算PVI值。PVI值小的糊料,黏度受剪切应力的影响较大,触变性大。PVI
13、=606(3)1.3.4成糊提升力以白糊黏度为横坐标、成糊率(即糊料浓度)为纵坐标绘制曲线,用斜率表示糊料的成糊提升力,即糊料浓度的增加对溶液黏度提升的贡献率。斜率越小,表示成糊提升力越高。2结果与讨论2.1单品增稠剂白糊性能2.1.1糊料成糊率单品糊料目标黏度下的成糊率见表1。表1单品糊料目标黏度下的成糊率Table 1Paste formation rate at target viscosity of single product paste糊料活性白糊分散白糊成糊率/%海藻酸钠3.003.63羧甲基淀粉钠1.631.97羧甲基纤维素钠1.101.47聚丙烯酸盐增稠剂1.281.61由表
14、1可知,无论是在低黏区还是高黏区范围,聚丙烯酸盐增稠剂与羧甲基纤维素钠的成糊率均优于羧甲基淀粉钠,且远优于海藻酸钠。海藻酸钠溶于水后,其分子与水分子发生氢键和范德华力结合,形成稳定的胶体溶液,具有一定的黏度,由于其分子中均匀地存在着大量羧基,羧基之间的斥力使其分子链非常舒展而“保合”较多的水分。由于舒展的海藻酸钠分子为分子质量相对较小的线性结构,使其不能有效地形成分子间的网状结构,从而无法大量“抱合”水分子,导致其成糊率并不理想13-14。羧甲基淀粉钠与羧甲基纤维素钠分子上的大量羧基不但同样能够使其大分子舒展而“保合”大量水分;而且由于其羧基取代度较海藻酸钠低,且其分子中还具有一定的交联和支化
15、结构,加之两者的分子质量较大,线性结构也较长,有利于分子间网格的形成,而“抱合”更多的水分,宏观上表现出较大的黏度,成糊性能较海藻酸钠好15。与羧甲基淀粉及羧甲基纤维素一样,合成增稠剂主链上含有大量的羧基,可与水分子形成氢键而“保合”大量的水分;同时,其交联性第三单体的引入,会生成网状的微交联高分子物,且交链网格较大,加入碱生成羧酸盐时,形成的网络交联格子中还会“抱合”大量水分,所以成糊能力也很优异16。2.1.2糊料耐盐性及流变性单品糊料的耐盐性及流变性测试结果见图1。57印染(2024 No.5)#U P3DgV1D&OCH#U+)U+)#,3U,3U#,3#,3#GJ#U P3DgV1D
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