一种处理棉型经纱的水溶性聚合物及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种处理棉型经纱的水溶性聚合物及其应用。所述处理棉型经纱的水溶性聚合物为碳链高分子丙烯酸基衍生物，侧基由R基、M基、R’基组成，根据三类侧基的作用，其结构的质量百分比为R基40％～70％，M基45～25％，R’基15～5％。本发明专利技术水溶性聚合物上浆的湿经纱不需要专门烘干处理，在上浆中，经过不加温浆纱机烘房烘筒，或者直接空中通过的前提下，经冷风吹干，绕于织轴，便可以后续织造使用，方法节能，浆料环保无害。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用在纺织棉型经纱上浆领域的聚合物的合成及其使用方法，尤 其涉及一种热水可溶性的聚合物，属于纺织印染环保节能新技术。
技术介绍
纺织棉型经纱由棉型短纤维经纺纱工艺加工而成，经纱中棉型短纤维相互抱合摩 擦形成经纱强力。在受到作用力时经纱中纤维断裂、相互滑移，经纱就会断开，这是纺织棉 型经纱在织造时需要上浆粘合的内在原因。织造时，经纱在织造中受停经片、综丝、钢筘、邻 纱等的摩擦作用剧烈反复，从织轴后梁到织口要经受4000余次的摩擦，剧烈反复摩擦使得 经纱经常断头，不得不借助浆用粘合剂赋予耐磨、增强能力，这是纺织棉型经纱在织造时需 要上浆的外在原因。国内年经纱织造量达7040000万米，因此，经纱上浆是个很重要的关 键。 对纺织棉型经纱上浆的浆料是淀粉之类的高分子物质，如变性淀粉、聚乙烯醇、聚 丙烯酸和其它化合物，这些材料在上浆时组配，用水高温烧制成浆液上浆、高温烘干，上浆 经纱；经纱织造成坯布后到印染前作退浆处理，退浆液进入废水处理环节，流程示意如图1 所示。 目前，国内棉型纺织体系的经纱上浆工艺基本上沿用高温烧煮、高温（85°C~ 95°C )对经纱上浆、高温（1KTC~135°C )烘干经纱的方法。这方法之所以采用是因为有 如下原因：（1)浆料必须在高温煮解，否则形不成浆液；（2)浆液在高温流动性好、均匀，常 温就冻凝，不能上浆浸透经纱；（3)浆液分布于经纱纤维间隙，带水量大，不能成膜，必须烘 干，浆料高分子才能粘结纤维，达到增强经纱、耐磨、毛羽贴伏的效果。这种方法虽然在生产 中使用，但是，存在高温烧煮耗能、耗时，浆液结皮、观察液位困难，浆料分子降解、浆液粘度 不稳定，不耐高温纤维变形、异经经纱难控制等问题。 高温烧煮、高温（85°C~95°C )对经纱上浆、高温（110°C~135°C )烘干经纱的 上浆方法一个现实的问题是目前能源、污染问题，将浆料水分散体系从室温上升到高温， 煮浆、保温、上浆、烘干，需要数小时，消耗能源较多，大多数工厂烧煤制蒸汽来加热，产生污 染，不符合当前清洁生产要求。 针对上述情况，虽然在一些工作中作了技术改进，例如，专利申请号200610103441 中低温半糊化经纱上浆方法，专利申请号200510018365 -种直接用淀粉乳液进行经纱上 浆的方法，专利申请号201010222890. 2 -种常温调浆及常温上浆经纱的方法。但是，由于 上浆材料配方淀粉是主浆料，因此，技术改进主要集中于高温烧煮、高温浸浆过程变革，进 行较低温度下的调浆和浸浆，但带湿浆的经纱仍需要大量消耗热能烘干，这个关键技术问 题仍需要浆料性能和工艺改革。
技术实现思路
本专利技术所要解决的是高温煮浆、高温上浆、高温烘干的耗能问题和其它高温上浆 质量问题。 为了解决上述问题，本专利技术提供了一种处理棉型经纱的水溶性聚合物，其特征在 于，为碳链高分子丙烯酸基衍生物，侧基由R基、M基、R'基组成，根据三类侧基的作用，其结 构的质量百分比为R基40%~70%，M基45~25%，R'基15~5%。 优选地，所述R基为甲基、乙基、丙基或丁基类烷基，赋予浆膜柔韧性；M基为可水 中离子化基，具体为钾、钠或铵，赋予浆膜水溶性；R'基为甲基-羧甲氧基、羧甲氧基或羟乙 基功能改性基，赋予浆膜顺滑性、一定的亲水性和膜结构强度。 本专利技术还提供了上述处理棉型经纱的水溶性聚合物的制备方法，其特征在于，将R 基、M基、R'基单体原料进行混合预乳化制预乳液体，然后在反应温度为60°C~80°C的条件 下加预乳液体和过硫酸盐引发剂进行自由基聚合反应，反应4~6小时合成聚合物溶液，溶 液调节成中性，常温过滤后形成20~40%质量百分比固含量浆液。 本专利技术还提供了上述处理棉型经纱的水溶性聚合物在上浆棉型经纱中的应用。 优选地，具体为：将水溶性聚合物常温下加水稀释制成浆液，搅拌15~30分钟即 可下一步使用，放入浆槽常温浸浆，或上浆辊常温涂浆，浸浆长度缩短至10~20厘米，经冷 风吹干，绕于织轴。 进一步地，所述浆液与淀粉类浆料同时使用时，浆液与淀粉浆料的质量比为90~ 60 : 10 ~40〇 进一步地，所述浆液的黏度保持在6~15mPa *s，在整经架前涂浆挤压，经纱带浆， 无须后续上浆工艺。 进一步地，上浆后，经过不加温浆纱机烘房烘筒，或者直接空中通过的前提下，经 冷风吹干，绕于织轴。 本专利技术提供的方法首先根据上浆、退浆性能设计聚合物的结构，然后，通过聚合反 应将其制成，在上浆时常温（20°c~40°C)用水稀释制浆，加入乳化液蜡、渗透剂等组分，于 调浆桶中混合均匀、在浆纱机上对经纱上浆，通过不加温通风烘房或者通道，绕经纱于织轴 上，用于后续织造。 本专利技术水溶性聚合物浆料避免淀粉类浆料的性能缺点，设计浆膜柔韧、粘附亲水 和疏水纤维能力强、能单组分或者拼配少量其它种类浆料上浆。本专利技术水溶性聚合物是高 效能聚合浆料，主要原料来源于石油化工资源和部分可再生资源，合成浆料结构相对稳定， 成膜性能好，上浆率可以降低10~40%，并且，不象淀粉浆料只能使用一次后就排入污水， 该水溶性聚合物浆料具有回收利用性。 本专利技术水溶性聚合物浆料选择烯基类单体和双官能分子单体为原料，单体选择丰 富，例如可以都是丙烯酸类物质、也可以是其它结构单体参与，合成工艺采用溶液聚合或乳 液聚合。根据应用对象，设计成具有吸湿水溶性，应用于棉纺短纤织物的喷气织机等干态织 造中。共聚物浆料适用性广，对纯棉、纯麻、纤维素人造纤维、涤棉混纺或者其它棉型短纤维 纱可用，这是其它类型浆料不具备的。 因此，新型高效能水溶性聚合物浆料设计路线由丙烯酸和双官能分子单体共聚物 形成，达到上浆性和易退浆、回收性之间的平衡。通过设计、合成共聚物的新结构和浆料新 配方组分，达到简化上浆、节能减排的目的。 在本专利技术中，所述的水溶性聚合物浆料设计结构为碳链高分子，示意式如下： 水溶性聚合物浆料结构设计侧基具有不同的功能作用，R基主要是烷基，如甲基、 乙基、丙基、丁基，赋予浆膜柔韧性；M基主要是可水中离子化基，赋予浆膜水溶性；R'基是 功能改性基，是本专利技术针对经纱用浆料性能而设计的，赋予浆膜顺滑性、一定的亲水性和膜 结构强度。根据三类侧基的作用，其结构比例为R基40%~70%，M基45~25%，R'基 15 ~5%〇 根据本专利技术的方法，将R基、M基、R'基单体原料进行混合预乳化制预乳液体，然后 在反应温度（60°C~80°C )条件下加预乳液体和过硫酸盐引发剂进行自由基聚合反应，反 应4~6小时合成聚合物溶液，溶液调节成中性，常温过滤后形成20~40%质量百分比固 含量浆液。上述合成过程中，M基、含R'基单体取得，可以从市场购用，也可以自制备用。 由于合成聚合物本身已是液体形态的，在使用时，直接加水稀释，其适宜加水量以 所浆的经纱情况、织造情况、织物品种而定。如果是单独使用，这里指不加淀粉类浆料物质， 加水稀释后浓度可以稀释至比含淀粉浆料低〇~30% ;如果是加淀粉类浆料物质，它们与 淀粉材料的质量比可在90~60 : 10~40。加入方法以淀粉调成液体，边搅拌边加入。 在使用了常温水稀释的情况下，取消了高温煮焖3小时程序，搅拌15~30分钟即 可下一步使用，放入浆槽常温浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理棉型经纱的水溶性聚合物，其特征在于，为碳链高分子丙烯酸基衍生物，侧基由R基、M基、R’基组成，根据三类侧基的作用，其结构的质量百分比为R基40％～70％，M基45～25％，R’基15～5％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭腊梅，张斌，戴传彪，田永龙，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31