紡織型浸潤劑---淀粉型浸潤劑簡介及組成
1、淀粉型浸潤劑簡介
淀粉型浸潤劑為玻纖工業普遍采用的一種紡織型浸潤劑,從20世紀30年代玻纖工業創立時,就借鑒了棉紡工業中淀粉漿料的技術開發玻纖浸潤劑,后經過幾十年來不斷改進和提高,現在淀粉型浸潤劑技術已達到相當先進和完善的程度。尤其是美國、日本、西歐,在紡織用玻纖生產中得到普遍使用。
淀粉型浸潤劑對玻纖集束保護作用好,退解織造時毛絲極少。其原料無毒,對人體無刺激性。主要優點為熱清洗容易,分解溫度低,經后處理布面潔白、平整、無黑褐色條紋,殘碳量可達n*104(n為1-9 )水平。產品廣泛用于電絕緣材料,其大宗產品為電子計算機、儀器儀表、家用電子器件所需的印刷電路用覆箔板玻纖基布,如ASTM 標準為7628布、2116 布等。
目前我國新建的池窯生產線生產G75紗時均使用淀粉型浸潤劑,如珠海玻纖廠和杭州新興玻纖廠等。隨著國內玻纖工業技術不斷進步,淀粉浸潤劑應成為紡織紗浸潤劑中主流技術。
淀粉型浸潤劑尤可適合于池窯法拉絲,又可適合于坩堝法拉絲,但由于池窯法拉制的G75紗,支數波動小,拉絲作業穩定,產品檔次較高。
淀粉型浸潤劑使用的工藝與石蠟型浸潤劑有所不同,淀粉型浸潤劑需在55℃左右保溫下使用,用帶式涂油器對玻纖單絲涂油。生產的原絲筒進行強制退繞,紗管為大卷裝(8Kg/個、4Kg/個),紗線捻度小于28捻/m,經紗需上漿,漿料為淀粉漿、化學漿或混合漿料,單經單紗織
造。
淀粉型浸潤劑中的淀粉及所使用的油劑會阻礙玻璃纖維與基體樹脂之間的結合,在織成布后淀粉浸潤劑膜即完成了作用需經后處理除去。后處理工藝流程如下:
連續熱處理爐--悶爐悶燒--上偶聯劑-----定紋--驗布!出廠
淀粉浸潤劑中各組分,如淀粉、氫化植物油等均易經熱清洗除去,制成電絕緣制品,電學性能好。
2、淀粉浸潤劑的組成及其原料性質
(1)淀粉
淀粉主要來源于糧食,其分子可視為!1 葡萄糖縮聚體,是多聚糖的混合物,根據縮聚方法不同,有直鏈淀粉和支鏈淀粉之分。直鏈淀粉是以脫水葡萄糖單元間經α-1,4糖甙鍵連接;支鏈淀粉的支叉位置是以α-1,6糖甙鍵連接,其余為α-1,4糖甙鍵連接。直鏈淀粉和支鏈淀粉分子量在數萬至"%%萬左右,其中支鏈淀粉分子大于直鏈淀粉。
對一般品種的淀粉,直鏈淀粉的含量高不超過30%’,例如一般玉米淀粉中直鏈淀粉含量為22-27%,直鏈淀粉分子鏈以螺旋狀線性排列,其間有很弱的支化鏈,而支鏈淀粉結構如樹枝狀,存有大量的分叉鏈段。由于分子結構的不同,兩種淀粉性能上存在著很大的差異。直鏈淀粉與碘液能形成螺旋狀絡合物結構,呈藍色,吸碘量約19-20%,支鏈淀粉遇碘液呈紫紅色,吸碘量不到1%,這也是一個定性檢驗直鏈和支鏈淀粉的方法,另外,直鏈淀粉光譜在650μm具有高值。
直鏈淀粉干燥成膜后膜堅韌、強度高,可撓曲和折疊,但水溶性差,溶液不穩定,凝沉性強,需高溫蒸煮糊化,在淀粉型浸潤劑中可有效地防止浸潤劑遷移。而支鏈淀粉易溶于水,溶液穩定,但成膜后膜呈脆性,易碎,強度低,在浸潤劑中易遷移。
淀粉型浸潤劑需使用一定比例的高直鏈淀粉,其直鏈淀粉含量要達到55%以上,需從特殊雜交玉米品種中制得。
淀粉浸潤劑中的淀粉還需經過改性處理,以進一步提高其粘結性和成膜強度,提高其水溶性,降低粘度。淀粉分子中葡萄糖甙存在著活潑羥基,反應活性高,易于改性。一般改性方法有酯化醚化、陽離子化、胺化等等。在淀粉浸潤劑中往往使用兩種或兩種以上淀粉配合使用,以達到所需性能。
浸潤劑中淀粉的選用方法。
?。?、使用高直鏈淀粉和低直鏈淀粉的混合物在性能上可取長補短,使用比例大體相同。該體系粘度雖有降低,但仍較高,蒸煮工藝也復雜,對漏板溫度波動,拉絲工藝參數要求較高,用該體系生產的G75紗相對較硬。因此一般對7628 布質量要求不高時可采用。
?。病⒏咧辨湹矸圻M行醚化改性,一般取代度為0.1-0.2%。該體系具有蒸煮工藝簡單,粘度相對較低等特點,因此在浸潤劑配方中用量較多。生產的原絲在存放、退解時溫濕度要求嚴格,控制不好易產生毛絲、落粉等現象,同時此體系玻纖紗強度相對稍低,但紗質柔軟,日本、我國臺灣早期大多采用此體系的浸潤劑。
?。场⑹褂藐栯x子淀粉的混合物。這種改性淀粉能形成強度較高的膜,而且膜彈性好,與陰離子的玻纖表面親和性好,能均勻地分布在纖維上。這種改性淀粉還能減少浸潤劑的遷移和降低浸潤劑在配制、存放、使用過程中形成凝膠的傾向。浸潤劑膜干燥快,不回潮,在后道工序加工過程中纖維折斷少、毛絲少、落粉亦少。目前該體系在美、日、歐洲等使用較為普遍。
?。?、使用芐基取代的高直鏈淀粉,其綜合性能較為優良。
浸潤劑遷移指數1.16;
退解,捻線時起毛指數1.0;
熱處理燒盡指數1.0,纖維無黑斑。
該體系是生產7628 布比較理想的體系。
目前國際上各種改性淀粉的品種已達2000多種。美國改性淀粉的產量每年在200萬噸以上。全生產改性淀粉較大的公司有:
美國淀粉和化學公司( NSCC )在全有("個分公司,是上大的改性淀粉生產廠家。美國、日本玻纖工業所需的淀粉,也大都由它提供。
荷蘭AVEBE公司在歐洲及各地有%個生產基地,開發了數百種改性淀粉。
日本CPC―NSK()*技術株式會社。
德國漢高公司。
丹麥DDS克羅那公司。
國內改性淀粉的開發和應用與國外存在著較大差距,主要研究和生產的單位有:杭州市化工研究所、北京化工研究院、中科院成都有機所、廣州化學所、上海淀粉研究所及上海淀粉廠。到目前為止,國內淀粉浸潤劑所用淀粉全部需從國外進口。
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淀粉型浸潤劑中油類起著潤滑和增塑淀粉的作用,用量大的為氫化植物油,如氫化棉籽油、氫化豆油等,這類油經乳化后與水溶性淀粉有很好的相溶性。氫化植物油乳液不僅具有潤滑及改善淀粉膜韌性的作用,同時還可在熱清洗過程中,促進淀粉浸潤劑膜的燒失和揮發,便于玻纖布的后處理。微晶石蠟乳液對紗的潤滑性也很好,許多配方中同時使用氫化植物油與微晶石蠟。浸潤劑被復層中存在著硬的微晶蠟粒子可以降低浸潤劑的遷移性,減少紗的起毛,同時還能控制玻纖退解時的含水率。浸潤劑膜中水分過多膜會發粘,退解時纖維易折斷起毛,當然水分不足也同樣會引起毛絲。
油類乳化劑一般為吐溫(聚氧乙烯山梨醇脂肪醇)與司潘(山梨醇脂肪醇)配合使用,以取得佳的HLB值。
?。ǎ常╆栯x子潤滑劑
淀粉浸潤劑中通常使用的陽離子潤滑劑一般為硬脂酸與多乙烯多胺形成的咪唑類化合物。具有較長的碳鏈。這類化合物的使用可降低浸潤劑的表面張力,有利于拉絲作業的順利進行,減少捻線時的毛絲、斷頭。
?。?STRONG>4)增塑劑
因淀粉的種類不同,有時浸潤劑中還引入增塑劑。增塑劑的作用在于降低淀粉膜的脆性和絲筒層間粘結。常用的增塑劑有聚乙二醇、甘油等。
(5 )輔助成膜劑
輔助成膜劑與淀粉并用,可增加浸潤劑粘結集束力,提高原絲強力,改善耐磨性,在退解、捻線織造過程中減少毛絲和淀粉脫落??蛇x用的輔助成膜劑有明膠、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、CMC羧甲基纖維素、聚乙酸乙烯酯乳液、水溶性環氧、水溶性聚酯等。但輔助成膜劑的品種及用量應以不影響浸潤劑的熱清洗性能為準則。在7628布生產中可使用的輔助成膜劑一般有低分子量的聚乙烯醇,水溶性低分子量環氧等。
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為防止因微生物作用而使淀粉及氫化植物油變質、腐敗,淀粉型浸潤劑中要加微量的防腐劑。防腐劑一般為有機錫類或福爾馬林。
(7 )消泡劑
在淀粉浸潤劑配制及使用過程中有時會產生較多的泡沫,泡沫水分蒸發后會造成浸潤劑表面分相,從而影響了浸潤劑的使用壽命,同時單絲涂油器上如有泡沫,也會影響浸潤劑涂覆的均勻性,所以浸潤劑配制好后,要在表面灑上少量消泡劑。一般使用有機硅消泡劑。










































