上浆剂—应用和问题
织造工艺因设备和纱之间产生高摩擦力,对经纱提出了很大的挑战。为了承受这种应力,保证经纱不受到损伤,通常有必要在经纱表面加一层保护层,即意味着上浆。
但作为保护层的浆料妨碍了织物的后整理。浆料在织造后必须去除,即退浆,进入废水中。浆料最后须在污水处理厂进行消除。
当今广泛应用的高效织机对经纱提出了相当高的要求。为了实现高速织造,没有断纱或纱线起毛,过去基于淀粉的浆料不再能满足要求。例如,天然纤维包芯纱使用的浆料,是以基于淀粉的浆料为主,添加聚丙烯酸、聚乙烯醇或聚酯混合浆料。合成纤维所用的浆料,大部分基于单个这些产品或混合使用。所以一般纤维所用浆料,大部分是不可再生资源、化石原料。
合成浆料只能一定限度地生物降解。原则上,浆料回收是有可能性的。但现实中,退浆工厂和上浆工厂是分开的。在当今纺织工业,象这样织造上游与下游的染整加工在同一工厂的情况不常见。所以高效生物降解的浆料是值得推荐的。
壳质和壳聚糖
除了纤维素,壳质是地球上最常见的多糖。它是为数不多的、重要的再生原材料之一。天然壳质用于建造结构,广泛存在贝类的外壳或是蘑菇里。
壳质是很容易获得的副产品(如蟹壳),作为生产壳聚糖的原材料。从壳质转化为壳聚糖是一个平稳过程。如果在整个分子中(脱乙酰基级数>50%)氨基多过乙酰氨基,这种物质就叫壳聚糖。
关于壳聚糖的质量,除了脱乙酰基的级数外,分子量也是一个决定性因素,大大影响其特性。粉状壳质、壳聚糖混合物及其溶液都具有非常好的生物降解性。
我们的实验结果
我们测试了一定范围的壳聚糖作为浆料的适用性能,发现某些质量表现出很好的粘着力和水溶性。除了浆料的这些基本要求,还有其他原因注定壳聚糖用在这个领域:
-壳聚糖溶于稀释的强酸(硫酸除外)和有机酸;
-壳聚糖形成一个膜,且透气;
-溶解状态下,壳聚糖是无色的。
与通常的浆料比较,我们实验表明:用壳聚糖作为浆料上浆的经纱,加工性能上没有缺点。但新原材料的使用怎么样影响后序的工艺呢?为了澄清这个问题,我们将退浆、没退浆的轻纱在漂白、染色、后整理(树脂整理、防水整理等等)工艺中的表现进行分析。我们没有发现壳聚糖作为浆料对后序加工有什么不良的影响。
从研究结果可以预见,壳聚糖衍生物作为浆料将是非常有趣的。
远景
第一步已经迈出了。基于再生原料的壳聚糖浆料取代以矿物油为基础的浆料,具有很大可能性。如您愿意进一步了解,我们很高兴与您一道研究所有的技术难点。