纺织型浸润剂---淀粉型浸润剂简介及组成
1、淀粉型浸润剂简介
淀粉型浸润剂为玻纤工业普遍采用的一种纺织型浸润剂,从20世纪30年代玻纤工业创立时,就借鉴了棉纺工业中淀粉浆料的技术开发玻纤浸润剂,后经过几十年来不断改进和提高,现在淀粉型浸润剂技术已达到相当先进和完善的程度。尤其是美国、日本、西欧,在纺织用玻纤生产中得到普遍使用。
淀粉型浸润剂对玻纤集束保护作用好,退解织造时毛丝极少。其原料无毒,对人体无刺激性。主要优点为热清洗容易,分解温度低,经后处理布面洁白、平整、无黑褐色条纹,残碳量可达n*104(n为1-9 )水平。产品广泛用于电绝缘材料,其大宗产品为电子计算机、仪器仪表、家用电子器件所需的印刷电路用覆箔板玻纤基布,如ASTM 标准为7628布、2116 布等。
目前我国新建的池窑生产线生产G75纱时均使用淀粉型浸润剂,如珠海玻纤厂和杭州新兴玻纤厂等。随着国内玻纤工业技术不断进步,淀粉浸润剂应成为纺织纱浸润剂中主流技术。
淀粉型浸润剂尤可适合于池窑法拉丝,又可适合于坩埚法拉丝,但由于池窑法拉制的G75纱,支数波动小,拉丝作业稳定,产品档次较高。
淀粉型浸润剂使用的工艺与石蜡型浸润剂有所不同,淀粉型浸润剂需在55℃左右保温下使用,用带式涂油器对玻纤单丝涂油。生产的原丝筒进行强制退绕,纱管为大卷装(8Kg/个、4Kg/个),纱线捻度小于28捻/m,经纱需上浆,浆料为淀粉浆、化学浆或混合浆料,单经单纱织
造。
淀粉型浸润剂中的淀粉及所使用的油剂会阻碍玻璃纤维与基体树脂之间的结合,在织成布后淀粉浸润剂膜即完成了作用需经后处理除去。后处理工艺流程如下:
连续热处理炉--闷炉闷烧--上偶联剂-----定纹--验布!出厂
淀粉浸润剂中各组分,如淀粉、氢化植物油等均易经热清洗除去,制成电绝缘制品,电学性能好。
2、淀粉浸润剂的组成及其原料性质
(1)淀粉
淀粉主要来源于粮食,其分子可视为!1 葡萄糖缩聚体,是多聚糖的混合物,根据缩聚方法不同,有直链淀粉和支链淀粉之分。直链淀粉是以脱水葡萄糖单元间经α-1,4糖甙键连接;支链淀粉的支叉位置是以α-1,6糖甙键连接,其余为α-1,4糖甙键连接。直链淀粉和支链淀粉分子量在数万至"%%万左右,其中支链淀粉分子大于直链淀粉。
对一般品种的淀粉,直链淀粉的含量高不超过30%’,例如一般玉米淀粉中直链淀粉含量为22-27%,直链淀粉分子链以螺旋状线性排列,其间有很弱的支化链,而支链淀粉结构如树枝状,存有大量的分叉链段。由于分子结构的不同,两种淀粉性能上存在着很大的差异。直链淀粉与碘液能形成螺旋状络合物结构,呈蓝色,吸碘量约19-20%,支链淀粉遇碘液呈紫红色,吸碘量不到1%,这也是一个定性检验直链和支链淀粉的方法,另外,直链淀粉光谱在650μm具有高值。
直链淀粉干燥成膜后膜坚韧、强度高,可挠曲和折叠,但水溶性差,溶液不稳定,凝沉性强,需高温蒸煮糊化,在淀粉型浸润剂中可有效地防止浸润剂迁移。而支链淀粉易溶于水,溶液稳定,但成膜后膜呈脆性,易碎,强度低,在浸润剂中易迁移。
淀粉型浸润剂需使用一定比例的高直链淀粉,其直链淀粉含量要达到55%以上,需从特殊杂交玉米品种中制得。
淀粉浸润剂中的淀粉还需经过改性处理,以进一步提高其粘结性和成膜强度,提高其水溶性,降低粘度。淀粉分子中葡萄糖甙存在着活泼羟基,反应活性高,易于改性。一般改性方法有酯化醚化、阳离子化、胺化等等。在淀粉浸润剂中往往使用两种或两种以上淀粉配合使用,以达到所需性能。
浸润剂中淀粉的选用方法。
1、使用高直链淀粉和低直链淀粉的混合物在性能上可取长补短,使用比例大体相同。该体系粘度虽有降低,但仍较高,蒸煮工艺也复杂,对漏板温度波动,拉丝工艺参数要求较高,用该体系生产的G75纱相对较硬。因此一般对7628 布质量要求不高时可采用。
2、将高直链淀粉进行醚化改性,一般取代度为0.1-0.2%。该体系具有蒸煮工艺简单,粘度相对较低等特点,因此在浸润剂配方中用量较多。生产的原丝在存放、退解时温湿度要求严格,控制不好易产生毛丝、落粉等现象,同时此体系玻纤纱强度相对稍低,但纱质柔软,日本、我国台湾早期大多采用此体系的浸润剂。
3、使用阳离子淀粉的混合物。这种改性淀粉能形成强度较高的膜,而且膜弹性好,与阴离子的玻纤表面亲和性好,能均匀地分布在纤维上。这种改性淀粉还能减少浸润剂的迁移和降低浸润剂在配制、存放、使用过程中形成凝胶的倾向。浸润剂膜干燥快,不回潮,在后道工序加工过程中纤维折断少、毛丝少、落粉亦少。目前该体系在美、日、欧洲等使用较为普遍。
4、使用苄基取代的高直链淀粉,其综合性能较为优良。
浸润剂迁移指数1.16;
退解,捻线时起毛指数1.0;
热处理烧尽指数1.0,纤维无黑斑。
该体系是生产7628 布比较理想的体系。
目前国际上各种改性淀粉的品种已达2000多种。美国改性淀粉的产量每年在200万吨以上。全生产改性淀粉较大的公司有:
美国淀粉和化学公司( NSCC )在全有("个分公司,是上大的改性淀粉生产厂家。美国、日本玻纤工业所需的淀粉,也大都由它提供。
荷兰AVEBE公司在欧洲及各地有%个生产基地,开发了数百种改性淀粉。
日本CPC―NSK()*技术株式会社。
德国汉高公司。
丹麦DDS克罗那公司。
国内改性淀粉的开发和应用与国外存在着较大差距,主要研究和生产的单位有:杭州市化工研究所、北京化工研究院、中科院成都有机所、广州化学所、上海淀粉研究所及上海淀粉厂。到目前为止,国内淀粉浸润剂所用淀粉全部需从国外进口。
(2)油类
淀粉型浸润剂中油类起着润滑和增塑淀粉的作用,用量大的为氢化植物油,如氢化棉籽油、氢化豆油等,这类油经乳化后与水溶性淀粉有很好的相溶性。氢化植物油乳液不仅具有润滑及改善淀粉膜韧性的作用,同时还可在热清洗过程中,促进淀粉浸润剂膜的烧失和挥发,便于玻纤布的后处理。微晶石蜡乳液对纱的润滑性也很好,许多配方中同时使用氢化植物油与微晶石蜡。浸润剂被复层中存在着硬的微晶蜡粒子可以降低浸润剂的迁移性,减少纱的起毛,同时还能控制玻纤退解时的含水率。浸润剂膜中水分过多膜会发粘,退解时纤维易折断起毛,当然水分不足也同样会引起毛丝。
油类乳化剂一般为吐温(聚氧乙烯山梨醇脂肪醇)与司潘(山梨醇脂肪醇)配合使用,以取得佳的HLB值。
(3)阳离子润滑剂
淀粉浸润剂中通常使用的阳离子润滑剂一般为硬脂酸与多乙烯多胺形成的咪唑类化合物。具有较长的碳链。这类化合物的使用可降低浸润剂的表面张力,有利于拉丝作业的顺利进行,减少捻线时的毛丝、断头。
(4)增塑剂
因淀粉的种类不同,有时浸润剂中还引入增塑剂。增塑剂的作用在于降低淀粉膜的脆性和丝筒层间粘结。常用的增塑剂有聚乙二醇、甘油等。
(5 )辅助成膜剂
辅助成膜剂与淀粉并用,可增加浸润剂粘结集束力,提高原丝强力,改善耐磨性,在退解、捻线织造过程中减少毛丝和淀粉脱落。可选用的辅助成膜剂有明胶、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯乳液、聚氨酯乳液、CMC羧甲基纤维素、聚乙酸乙烯酯乳液、水溶性环氧、水溶性聚酯等。但辅助成膜剂的品种及用量应以不影响浸润剂的热清洗性能为准则。在7628布生产中可使用的辅助成膜剂一般有低分子量的聚乙烯醇,水溶性低分子量环氧等。
(6)杀菌剂
为防止因微生物作用而使淀粉及氢化植物油变质、腐败,淀粉型浸润剂中要加微量的防腐剂。防腐剂一般为有机锡类或福尔马林。
(7 )消泡剂
在淀粉浸润剂配制及使用过程中有时会产生较多的泡沫,泡沫水分蒸发后会造成浸润剂表面分相,从而影响了浸润剂的使用寿命,同时单丝涂油器上如有泡沫,也会影响浸润剂涂覆的均匀性,所以浸润剂配制好后,要在表面洒上少量消泡剂。一般使用有机硅消泡剂。








































