04纺织品印花糊料及流变性

纺织品印花5、糊料及流变性纺织品印花糊料及糊料的流变性（五）一、糊料在印花色浆中的作用（一）、印花色浆的组成：染料印花色浆的组成：涂料印花色浆的组成：染料印花助剂糊料水（酸、碱、尿素等）印花涂料印花粘合剂印花交联剂增稠剂水（二）、印花糊料的作用：4、汽蒸时吸湿，助于染料上染。涂料色浆中增稠剂的作用：使色浆增稠，防止印花时花形渗化。使印花图案精确、均匀、清晰。1、让色浆具有一定的粘度，防止印花时花形渗化；2、作为染料对纤维着色的传递介质，起载体作用；3、粘着作用，使染料能均匀、暂时地粘着于纤维；（三）、对糊料的基本要求：1、无色的，不能对织物着色或粘色；2、与色浆中的其它组分有较好的相溶性；3、有较好的染料传递性，给色性能好；4、有良好的抱水性，防止染料随水分而渗化；5、有合适的浸润性能（尤其是对于蓬松、厚重面料印花；6、有良好的印花流变性，使印花图案得色均匀，花形线条精细、轮廓光洁；7、汽蒸时应具有一定的吸湿能力；8、具有良好的洗除性。二、常用印花糊料及其性质：（一）、印花糊料的分类：1、天然糊料（天然亲水高分子物）：淀粉、海藻酸钠、各种树胶、野生植物种子胶；2、天然糊料的变性物：淀粉和纤维素的变性物；3、合成高分子物：丙烯酸共聚物的钠盐、铵盐；马来酸酐共聚物的钠盐、铵盐。（二）、各印花糊料的结构和性质：1、淀粉糊料⑴、淀粉的组成、结构和性质：由直链、和支链淀粉组成。直链淀粉的结构：α–D葡萄糖剩基按1，4-甙键连接；性质：分子量2×105~6×105。遇碘呈深蓝色。分子链呈螺旋状，可扭转，聚集倾向较大，易形成微结晶。胶体溶液易形成凝胶甚至沉淀。成膜后有一定的弹性和挠曲性，皮膜不易折断。OHOHHHHHOHCH2OHOOCH2OHOHHHHHOHHO支链淀粉的结构：在直链淀粉的基础上，平均每隔20~30葡萄糖剩基链段有一个α–D葡萄糖剩基通过1，6-甙键连接。性质：分子量4.5×104~4×108。遇碘呈红紫色。有支链存在不易取向、聚集，胶体溶液稳定。有良好的粘着力，烘干成膜较慢，耐磨性好。CH2OHOHHHHHOHHOCH2OHOHHHHHOHHOOOHOHHHHHOHCH2OHOOCH2OHHHHHOHHO⑵、糊化过程：用于印花的淀粉糊主要为小麦淀粉糊。小麦淀粉中直链淀粉占20~30%，支链淀粉占70~80%。淀粉颗粒分子间存在着大量的氢键。在水中不溶解。溶胀的淀粉颗粒随着温度的升高，水分子进入到颗粒中，分子间的氢键被逐步拆除，淀粉颗粒膨胀，体系的粘度逐步增大。淀粉糊胶体继续升温，溶胀的淀粉颗粒破裂，体系的粘度有所下降。得到淀粉原糊。粘稠的淀粉糊糊化后淀粉大分子与水分子之间的相互作用及结构图示。淀粉大分子间的交叉点和相接触部位分子链段被分子间的作用力结合，整个大分子体系形成网状结构。淀粉大分子为亲水分子，它的分子上结合着大量的水分子，这样淀粉大分子网状结构中就网囊结合着大量的水分子，形成所谓结构粘度。因水分子都被结合固定，整个体系若想流动就要克服这些结合力。淀粉糊的成糊率较高（一般小麦淀粉在原糊中占12~15%）⑶、制糊方法：①、煮糊法：淀粉+适量的水均匀搅拌9.8×104Pa蒸汽隔层加热煮3~4hr成糊（65℃开始膨化，87.5℃完全糊化）制糊处方：小麦淀粉8~10kg水Xkg甲醛（40%）20ml加入规定量的水②、高温汽蒸快速成糊法：淀粉+水高温蒸气喷射加热短时间成糊成糊（糊化不充分）③、烧碱制糊法：淀粉+水浓烧碱溶液迅速膨化成糊→酸中和淀粉原糊的性质：成糊率高，给色量高，花纹清晰。分子中含有羟基，不宜与活性染料共浆。印透性、均匀性差，不易洗除，使手感硬。原糊及色浆长时间放置易析水、发霉。对于难溶或电解质敏感的染化料不适用2、淀粉的变性物（含加工淀粉和变性淀粉）⑴、加工淀粉：①、印染胶：（玉米）淀粉烘炒135~190℃微量的酸印染胶1、4甙键发生断裂（降低分子量，分子链长缩短）；1、6甙键生成（分子链高支化）。克服了分子链的聚集，有形成结构粘度的倾向。性质：印透性、均匀性比淀粉糊高，吸湿性高，易洗除。耐强碱，具有还原性（淀粉水解后生成一些潜在的醛基），可作为还原染料的印花原糊。成糊率稍低。②、糊精：ⅰ、白糊精：淀粉+稀酸处理120~130℃水解→中和→白糊精ⅱ、黄糊精：淀粉+稀酸处理180℃黄糊精性质：印透性、均匀性、粘着力好，成糊率低，有还原性。加工淀粉在处理过程中，1、4甙键断裂后产生潜在的具有还原性的醛基。这样的糊料在用于偶氮染料的印花色浆中，由于糊料具有还原性，在汽蒸发色时会导致染料的还原色变。（2）、变性淀粉（低度醚化的产物）：①、羧甲基淀粉：淀粉+一氯醋酸→羧甲基淀粉COOHClCH2+noOHOHHHHHOHCH2OHNaCl+CH2OCH2COONaOHHHHHOHHOon羧甲基淀粉性质：ⅰ、抱水性好；（醚化度↑，大分子阴电荷↑，有利于分子链的伸展）ⅱ、粘度对PH值较敏感；遇Ca2+、Mg2+凝结、沉淀，粘度↓；（醚化后引入了羧基对PH值较敏感）ⅲ、醚化度在0.5~0.8时可溶于冷水；ⅳ、醚化度高的可用于活性染料的印花。②、甲基淀粉：淀粉+硫酸二甲酯（（CH2）2SO4）→甲基淀粉(CH2)2SO4Na2SO4+CH2OCH3OHHHHHOHHOon+noOHOHHHHHOHCH2OH甲基淀粉的性质：ⅰ、对酸、碱、金属离子稳定，给色量、均匀性好；ⅱ、抱水性、洗除性不好。③、羟乙基淀粉：淀粉+环氧乙烷→羟乙基淀粉OCH2CH2CH2OCH2CH2OHHHHHOHHOon+noOHOHHHHHOHCH2OH羟乙基淀粉的性质：稳定性好，印透性好，易洗除，成膜柔软，耐碱，对重金属离子稳定。3、纤维素衍生物（醚化纤维素）①、羧甲基纤维素：碱纤维素+一氯醋酸→羧甲基纤维素做为印花糊料，醚化度为0.6~0.8溶于水。羧甲基纤维素的性质：成糊率高，皮膜强韧性好，易洗除。取代度高的可与活性染料共浆。②、甲基纤维素：碱纤维素+一氯甲烷→甲基纤维素甲基纤维素的性质：PH3~12稳定，耐金属离子性能好。适用于还原染料两相法印花及金属络合染料印花。③、羟乙基纤维素：纤维素+环氧乙烷→羟乙基纤维素羟乙基纤维素的性质：与羟乙基淀粉类似，耐酸、碱及电解质。4、海藻酸钠（由褐藻浸制而成）与羧甲基纤维素一样都是亲水性高分子电解质。海藻酸钠由海藻酸通过下述方法制得：海藻酸由α–1,4-D甘露糖酸剩基(M)和β-1,4-L-古罗糖酸剩基(G)α–1,4-D甘露糖酸剩基β-1,4-L-古罗糖酸剩基COOHOHHHHHOHHOooooOHOHHHHHOHCOOH①、酸析法：纯碱处理的海藻酸盐→稀盐酸处理→析出海藻酸→漂白→纯碱处理→海藻酸钠。②、钙析法：纯碱处理的海藻酸盐→氯化钙处理→经盐酸处理→海藻酸→纯碱处理→海藻酸钠。海藻酸中α–1,4-D甘露糖酸剩基和β-1,4-L-古罗糖酸剩基典型的含量比为1.5︰1。市售高粘度的海藻酸钠分子量超过150000，也有分子量低的产品，差异很大。海藻酸钠糊料的性质：ⅰ、加入较多的醇、食盐、烧碱生成凝胶。冲稀后再次溶解；ⅲ、在PH5.8~11稳定；ⅳ、印透性、均匀性、吸湿性良好。浆膜柔软、坚牢，易洗除，但给色量较低；ⅱ、遇金属离子易形成凝胶。加入六偏磷酸钠可防止硬水的不良影响；ⅴ、制糊简便，成糊率高（制糊温度不能超过80℃，用40~45℃温水调糊。普通海藻酸纳原糊含海藻酸钠4~8%；高粘度的含3%左右；低粘度的含12~15%）。ⅵ、适用于大多数染料的印花，尤其是适用于活性染料的印花，不适于阳离子染料的印花。5、合成龙胶醚化的植物种子浆料。由豆荚植物种子胶醚化而成。醚化主要采用羟乙基化。合成龙胶的性能：ⅰ、流变性、渗透性好，印制精细；ⅱ、结构粘度高，网印刮力宜重；ⅲ、成糊率高，膨润性大，易洗除，可混于淀粉糊及乳化糊中来改善糊料性能；ⅳ、适宜于酸性（酸性染料）及弱碱性（醚化度高的适宜活性染料）；ⅴ、对拒水性的纯纺和混纺合成纤维织物印花的适应性较好。6、乳化糊及合成增稠剂乳化糊及合成增稠剂主要用于涂料印花中，但目前也有将它们与其它糊料混合使用以提高色浆的流变性。①、乳化糊（也称为邦浆A）通常用于印花的乳化糊为水包油型（O/W），外观呈乳白色。乳化糊的处方及制备方法如下：处方：平平加O（预溶）2~3%10%的CMC糊6~10%火油(馏程在200~250℃)70~80%水X%100%操作：将平平加O用适量热水溶解、冷却，再将水加入。在1500转/分的快速搅拌下将火油慢慢加入乳化，之后续搅30分钟，在这其中加入CMC糊作为保护胶体。乳化糊的性能：ⅰ、有一定的粘度，但无一般糊料的腻滞状态，无长流现象。粘度与乳化糊内外相比例有关，内相含油越多，粘度越大；ⅱ、乳化糊的稳定与油相颗粒的分布细度有关，当内相颗粒大于25微米时，会分相。一般颗粒在0.5~1.5微米最适宜；ⅲ、乳液的颗粒是带电的，一般加入电解质会对体系的稳定产生影响。如必须加入电解质，须先将电解质均匀加入到保护胶体如合成龙胶中，然后再加入到乳化糊中；ⅳ、印制时花型轮廓清晰，边线光洁。因含固量低，印花后可不用洗除；ⅴ、有火油气味，易燃。目前有用无火油的合成增稠剂取而代之的趋势。②、合成增稠剂合成增稠剂为亲水的合成高分子化合物，具有较高的结构粘度。所谓“结构粘度”就是由亲水大分子之间通过氢键等结合形成网状结构，在网状结构中亲水大分子又通过氢键结合网囊了大量的水分子，使整个体系中分子的运动受到限制，因而体系获得粘度。由于这样的“结构”而获得的粘度叫结构粘度，当这种结构由于外力作用被暂时破坏时，其体系的粘度会下降，而外力消失后，体系粘度会随即恢复。当线团状的亲水大分子在一定条件下伸展开来时，大分子间的空间网状结构也充分地扩展开来。水分子随即被大量地网囊于结构之中。COOHOOCHOOCHCOOHOOCNH4-+OOCNH4-+OOCNH4-+OOCNH4-+含有大量羧基的亲水高分子的增稠机理及示意图：氨水合成增稠剂大致分为两类：ⅰ、非离子型增稠剂，是非离子高分子化合物的乳液。此类商品有：LutexalHVW(BASF);EmulsurM(日本松井色素);RyuclyeReclucer400cone(大日本油墨)；增稠剂M（上海助剂厂）非离子增稠剂适应性强，使用方便，应用面广。增稠效果不及阴离子增稠剂强，有时在使用时还需混入一定量的火油。ⅱ、阴离子增稠剂，一般为含有大量羧基的亲水高分子。使用时用氨水调节增稠，有些品种对电解质敏感。此类商品有：AcraconeC(Bayer);AlcoprinPTF、PTH(英国AlliedColloids);Carbopol846、876(美国Goodrich);LutexalHEF(德国BASF);增稠剂AWC-01（四川晨光化工厂）；增稠剂KG201、KG401（常熟辐照技术应用厂）。三、糊料的流变性FF观察液体在下面模型中的流动流体流动时，液体层间存在着阻力，即内部分子间存在着阻碍液体流动的力—粘滞阻力，这种内部阻力的大小表现为流体粘性的大小。（一）、对流体的描述从模型中建立有关描述流体性能参数的数学关系式。其中：F（N）：为克服流体粘滞阻力而使流体流动的力；剪切应力τ：作用于单位面积（厘米2）液层上的切应力。τ=F/A速度梯度γ：流体层间的速度变化。=dν/dγχ对于理想流体（如蒸馏水）：τ=η.γη表示液状物质流动的性质，称为粘度系数，即粘度(pa.s)。AFχB1、牛顿型流体（二）、流体的流变曲线γ=1/η·τγη粘度τ剪切应力速度梯度η为常数（恒温、恒压下）γ与τ成正比①、塑流型流体2、非牛顿型流体γ=1/η（τ-τ0）τ＜τ0时，粘度相当大，τ不能使流体流动；τ＞τ0时，γ与τ成正比。γηττ0屈服值一些油漆、油墨属此种类型流体。②、假塑流型流体γητγ=1/ηa·τn,(n＞1)τ↑,γ↑,η↓;而当τ↓，η↑。ηa为表观粘度表观粘度=牛顿粘度+结构粘度多数印花色浆属于这种类型的流体③、胀流型流体（触稠流型流体）γητγ=1/ηa·τn（0＜n＜1）τ↑,γ↑,η↑。此种类型的流体不宜于作色浆。高浓度的颜料浆