在纺织领域,上浆粉是一个俗称,通常指的是在织造前应用于经纱的一类化学品,其核心目的是在纱线表面形成一层保护膜,以提高纱线的强度、耐磨性和光滑度,减少织造过程中的断头和毛羽。
上浆粉(浆料)通常是一个复杂的复配体系,其成分分析需要各种精密仪器和庞大的数据库,比如红外,核磁,气相,液相,能谱等等。
1. 上浆粉的主要成分类别及功能
浆料配方通常是“一纱一配方”,即根据纱线原料(棉、涤纶、涤棉混纺等)和织机类型(喷水、喷气、剑杆等)不同而不同。
| 成分类别 | 主要功能 | 常见化学成分举例 |
|---|---|---|
| 主粘着剂 | 浆料的核心,在纱线表面形成连续、强韧的薄膜,抱合毛羽,赋予纱线所需的织造性能。 | 淀粉及其衍生物,植物胶,聚乙烯醇, 聚丙烯酸酯(丙烯酸类浆料),蛋白质类。 |
| 辅助粘着剂 | 弥补主粘着剂的不足,改善对特定纤维的粘附性或浆膜性能。 | 聚酯聚醚类浆料, CMC(羧甲基纤维素钠)。 |
| 助剂 | 优化浆液性能和织造效果,是配方的“点睛之笔”。 | 平滑剂/润滑剂,柔软剂,抗静电剂,渗透剂,吸湿剂,防腐剂,消泡剂。 |
2. 成分分析的目的
配方解密与开发: 分析浆料配方,用于新产品开发或工艺模仿。
成本控制与优化: 了解各组分比例,寻找更经济的替代品,降低生产成本。
质量问题诊断: 当出现织造断头率高、布面斑点、退浆不净等问题时,分析浆料成分是否合理。
环保与退浆评估: 分析PVA含量(因其难生物降解),评估环保压力和退浆废水处理难度。
供应链质量监控: 确保不同批次的浆料质量稳定。
3. 常用的成分分析技术与流程
浆料成分复杂,且多为高分子化合物,分析难度较大。
样品前处理与分离:
溶解与沉淀: 利用不同溶剂(水、醇、等)对浆料中各组分溶解性的差异进行分级分离。
索氏提取: 用有机溶剂提取出蜡片、润滑剂等低分子量有机物。
水解/酶解: 针对淀粉、PVA等,通过化学或生物方法将其分解后进行鉴定。
定性鉴定:
碘试剂: 与淀粉反应产生蓝色或紫色,是鉴定淀粉的经典方法。
碘硼酸试剂: 与PVA反应产生蓝绿色络合物,是鉴定PVA的特征方法。
化学显色法:
红外光谱(FTIR): 核心手段。可以快速鉴定浆料中主要聚合物的类别。淀粉、PVA、聚丙烯酸酯、CMC等在红外光谱上都有非常特征吸收峰。
热重分析(TGA): 通过测量样品质量随温度的变化,可以判断各组分的分解温度,辅助定性并粗略定量。
定量分析与精细鉴定:
液相色谱-质谱联用(LC-MS): 用于分析渗透剂、抗静电剂等小分子助剂的具体种类和含量。
气相色谱-质谱联用(GC-MS): 分析提取物中的平滑剂、防腐剂等挥发性或半挥发性成分。
凝胶渗透色谱(GPC): 测定PVA、聚丙烯酸酯等合成聚合物的分子量及其分布,这对浆料性能至关重要。
核磁共振(NMR): 作为确认手段,可以解析复杂聚合物的分子结构。
总结:
上浆粉的成分分析是一个系统工程,需要综合运用多种分析手段。随着环保要求日益严格,分析的重点也逐渐转向减少或替代PVA,以及开发易于生物降解的绿色浆料配方。进行此类分析,需要精密的仪器和庞大的数据库,以及丰富的分析经验。