一种优化经纱上浆用浆泡发泡参数的方法技术

本发明专利技术公开了一种优化经纱上浆用浆泡发泡参数的方法，利用单因素法分别建立发泡温度、转速、十二烷基硫酸钠的浓度以及发泡浆液浓度与浆液的发泡性能的函数关系，利用这些函数关系，分别找到最佳发泡温度、最佳转速、十二烷基硫酸钠的最佳浓度以及最佳发泡浆液浓度，上述方法代替经验法的粗略估计，为经纱上浆用浆泡的发泡工艺提供了依据。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种经纱上浆用浆泡制备与性能表征方法，属于纺织浆纱

技术介绍
为提高经纱承受反复多次拉伸和摩擦作用的能力，提高其织造性，需要对经纱进行上浆处理。泡沫上浆是以泡沫为介质对经纱进行上浆的一种新工艺，其良好的节能、环保性能受到棉纺织企业的青睐。泡沫上浆不仅降低了浆料消耗，易于退浆。而且减少了对纱线烘燥的负担，节省了能源消耗；与普通上浆，经过泡沫上浆的经纱耐磨性与毛羽降低率都得到了提升。泡沫上浆具体为选用一种添加有表面活性剂的混合浆料，调配成具有一定浓度的溶液，发泡装置将压缩空气导入浆料溶液中，再由机械搅拌作用而形成泡沫浆并由泡沫施加器将泡沫均匀地喷淋到经纱上。附着于经纱的泡沫经过压浆辊时，泡沫在轧点处破裂，浆液均匀地被覆在经纱上。泡沫上浆用泡沫称为浆泡，浆泡性能直接决定了浆纱质量。一种经纱上浆用浆泡发泡参数的制定方法是泡沫上浆技术的基础。但是目前泡沫上浆用浆泡发泡参数的制定往往是通过经验法进行粗略估计，这种方法往往会由于物料的改变而改变经纱上浆的质量，影响后续工艺。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术的所要解决的技术问题是提供一种优化经纱上浆用浆泡发泡参数的方法；本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种能够获得良好起泡能力的经纱上浆用发泡原液以及相应的发泡方法。就优化经纱上浆用浆泡发泡参数的方法，本专利技术采用的技术方案为：一种优化经纱上浆用浆泡发泡参数的方法，不分先后地分别通过下述实验过程确定最佳发泡温度、最佳转速、十二烷基硫酸钠的最佳浓度以及最佳发泡浆液浓度：①将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9-11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆液质量浓度为1％-10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相对于浆液质量0.5％-5％中任一质量的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，将发泡原液在不同温度下采用罗氏泡沫法发泡，测试其泡沫初始高度，三分钟泡沫高度与五分钟泡沫高度，建立以泡沫初始高度与同一温度不同时间的泡沫高度的标准差为自变量、发泡能力为因变量的函数，然后通过目标函数分析法获取最佳发泡温度；所述的函数如下式(1)所示：f＝αh′0-(1-α)D   (1)式(1)中α分别(0，1)，h0’为比重法无纲量化处理后的初始泡沫高度；f取最大值fmax时则表明对应的α在该温度下发泡原液的起泡能力与稳定性最好；fmax出现最多的温度为最佳温度；②将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9-11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆液质量浓度为1％-10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相对于浆液质量0.5％-5％中任一重量的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，得到的发泡原液利用机械搅拌法在200i r/min转速下对发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度；所述i为1-10之间的正整数；可以得到计算发泡倍率增幅g(a)、泡沫半衰期增幅g(b)、泡沫粘度增幅g(c)的公式(2)：g(a)=|ai-ai-1|ai-1×100%g(b)=|bi-bi-1|bi-1×100%g(c)=|ci-ci-1|ci-1×100%---(2)]]>式(2)中不同转速200i r/min下发泡后得到的泡沫的发泡倍率为ai、泡沫半衰期为bi、泡沫粘度为ci；g(a)、g(b)、g(c)的值同时小于10％时的转速即为最佳转速；③将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9-11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆液质量浓度为1％-10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相当于浆液质量为0.5j％的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，利用机械搅拌法在200-2000r/min中任一转速下对发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度；所述j为1-10之间的正整数；可以得到计算发泡倍率增幅h(a)、泡沫半衰期增幅h(b)、泡沫粘度增幅h(c)的公式(3)：h(a)=|aj-aj-1|aj-1×100%h(b)=|bj-bj-1|bj-1×100%h(c)=|cj-cj-1|cj-1×100%---(3)]]>式(3)中不同十二烷基硫酸钠浓度0.5j％下发泡后得到的泡沫的发泡倍率为aj、泡沫半衰期为bj、泡沫粘度为cj；h(a)、h(b)、h(c)的值同时小于10％时的转速即为十二烷基硫酸钠的最佳浓度；④将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9-11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆液浓度为x％并加热调浆，调浆后加入相对于浆液质量0.5％-5％中任一质量的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，利用机械搅拌法在200-2000r/min中任一转速下对发泡原液进行发泡，分别取x为1-10之间的正整数进行实验，测试发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度；将所得到的参数无纲量化处理后，采用最小二乘法分别拟合出浆液浓度与发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度之间的函数关系式，采用理想点法各分目标函数统一到一个新构成的总目标函数中，把多目标优化转化为单目标优化问题从而确定最佳发泡浆液浓度。进一步地，实验④中氧化淀粉与聚丙烯酸按照10:1混合，加入水搅拌所述的浆液浓度x，调浆后加入相当于浆液质量为2％的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，利用机械搅拌法在1000r/min转度下，测试发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度；将所得到的参数比重法无纲量化处理后，利用Matlab软件采用最小二乘法分别拟合出浆液浓度与发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度之间的函数关系式；所述的浆液浓度与泡沫半衰期的函数如下式(5)所示；所述的浆液浓度与泡沫粘度的函数如下式(6)所示；f1(x)＝-0.27ln(x)+0.18(R2＝0.9528)   (4)f2(x)＝99.75x1.65(R2＝0.9317)   (5)f3(x)＝12.44x+0.32(R2＝0.9824)   (6)式中x为浆液浓度，f1(x)为发泡倍率，f2(x)为泡沫半衰期，f3(x)为泡沫粘度。采用理想点法各分目标函数统一到一个新构成的总目标函数中，把多目标优化转化为单目标优化问题从而确定最佳发泡浆液浓度，所述总目标函数如下式(8)所示f(x)＝0.04ln2(x)+0.24ln(x)+2513.02x3.30-100.26x1.62+58.22x2-12.21x+2.01   (8)本专利技术提供的利用上述优化方法得到的一种适用于机械搅拌法的发泡原液及相应的发泡工艺如下：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种优化经纱上浆用浆泡发泡参数的方法，分别通过下述实验过程确定最佳发泡温度、最佳转速、十二烷基硫酸钠的最佳浓度以及最佳发泡浆液浓度：①将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9‑11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆液质量浓度为1％‑10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相对于浆液质量0.5％‑5％中任一质量的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，将发泡原液在不同温度下采用罗氏泡沫法发泡，测试其泡沫初始高度，三分钟泡沫高度与五分钟泡沫高度，建立以泡沫初始高度与同一温度不同时间的泡沫高度的标准差为自变量、发泡能力为因变量的函数，然后通过目标函数分析法获取最佳发泡温度；所述的函数如下式(1)所示：f＝αh0′‑(1‑α)D   (1)式(1)中α分别(0，1)，h0’为比重法无纲量化处理后的初始泡沫高度；f取最大值fmax时则表明对应的α在该温度下发泡原液的起泡能力与稳定性最好；fmax出现最多的温度为最佳温度。②将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9‑11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆液质量浓度为1％‑10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相对于浆液质量0.5％‑5％中任一重量的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，得到的发泡原液利用机械搅拌法在200i r/min转速下对发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度；所述i为1‑10之间的正整数；可以得到计算发泡倍率增幅g(a)、泡沫半衰期增幅g(b)、泡沫粘度增幅g(c)的公式(2)：g(a)=|ai-ai-1|ai-1×100%g(b)=|bi-bi-1|bi-1×100%g(c)=|ci-ci-1|ci-1×100%---(2)]]>式(2)中不同转速200i r/min下发泡后得到的泡沫的发泡倍率为ai、泡沫半衰期为bi、泡沫粘度为ci；g(a)、g(b)、g(c)的值同时小于10％时的转速即为最佳转速。③将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9‑11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆液质量浓度为1％‑10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相当于浆液质量为0.5j％的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，利用机械搅拌法在200‑2000r/min中任一转速下对发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度；所述j为1‑10之间的正整数；可以得到计算发泡倍率增幅h(a)、泡沫半衰期增幅h(b)、泡沫粘度增幅h(c)的公式(3)：h(a)=|aj-aj-1|aj-1×100%h(b)=|bj-bj-1|bi-1×100%h(c)=|cj-cj-1|cj-1×100%---(3)]]>式(3)中不同十二烷基硫酸钠浓度0.5j％下发泡后得到的泡沫的发泡倍率为aj、泡沫半衰期为bj、泡沫粘度为cj；h(a)、h(b)、h(c)的值同时小于10％时的转速即为十二烷基硫酸钠的最佳浓度。④将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9‑11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆液浓度为x％并加热调浆，调浆后加入相对于浆液质量0.5％‑5％中任一质量的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，利用机械搅拌法在200‑2000r/min中任一转速下对发泡原液进行发泡，分别取x为1‑10之间的正整数进行实验，测试发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度；将所得到的参数比重法无纲量化处理后，采用最小二乘法分别拟合出浆液浓度与发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度之间的函数关系式，采用理想点法各分目标函数统一到一个新构成的总目标函数中，把多目标优化转化为单目标优化问题从而确定最佳发泡浆液浓度。...

【技术特征摘要】
1.一种优化经纱上浆用浆泡发泡参数的方法，分别通过下述实验过程确定
最佳发泡温度、最佳转速、十二烷基硫酸钠的最佳浓度以及最佳发泡浆液浓度：
①将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9-11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆
液质量浓度为1％-10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相对于浆液质量
0.5％-5％中任一质量的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，将发泡原液在不同温度下
采用罗氏泡沫法发泡，测试其泡沫初始高度，三分钟泡沫高度与五分钟泡沫高
度，建立以泡沫初始高度与同一温度不同时间的泡沫高度的标准差为自变量、
发泡能力为因变量的函数，然后通过目标函数分析法获取最佳发泡温度；所述
的函数如下式(1)所示：
f＝αh0′-(1-α)D   (1)
式(1)中α分别(0，1)，h0’为比重法无纲量化处理后的初始泡沫高度；
f取最大值fmax时则表明对应的α在该温度下发泡原液的起泡能力与稳定性
最好；fmax出现最多的温度为最佳温度。
②将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9-11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆
液质量浓度为1％-10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相对于浆液质量
0.5％-5％中任一重量的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，得到的发泡原液利用机械
搅拌法在200i r/min转速下对发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰
期与泡沫粘度；所述i为1-10之间的正整数；可以得到计算发泡倍率增幅g(a)、
泡沫半衰期增幅g(b)、泡沫粘度增幅g(c)的公式(2)：
g(a)=|ai-ai-1|ai-1×100%g(b)=|bi-bi-1|bi-1×100%g(c)=|ci-ci-1|ci-1×100%---(2)]]>式(2)中不同转速200i r/min下发泡后得到的泡沫的发泡倍率为ai、泡沫半衰

\t期为bi、泡沫粘度为ci；
g(a)、g(b)、g(c)的值同时小于10％时的转速即为最佳转速。
③将氧化淀粉与聚丙烯酸按(9-11):1中任一比例混合，加入水搅拌均匀至浆
液质量浓度为1％-10％中任一浓度并加热调浆，调浆后加入相当于浆液质量为
0.5j％的十二烷基硫酸钠形成发泡原液，利用机械搅拌法在200-2000r/min中任
一转速下对发泡原液进行发泡，测试泡沫发泡倍率、泡沫半衰期与泡沫粘度；
所述j为1-10之间的正整数；可以得到计算发泡倍率增幅h(a)、泡沫半衰期增
幅h(b)、泡沫粘度增幅h(c)的公式(3)：
h(a)=|aj-aj-1|aj-1×100%h(b)=|bj-bj-1|bi-1×100%h(c)=|cj-cj-1|cj-1×100%---(3)]]>式(3)中不同十二烷基硫酸钠浓度0.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：高卫东，朱博，刘建立，傅佳佳，范雪荣，刘立强，张建祥，刘子斌，杜立新，赵海涛，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32