紡織用漿料在紡織廠中起著舉足輕重的作用，市場(chǎng)上出現(xiàn)了各種漿料和助劑。淀粉 (包括變性淀粉)、聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸類(lèi)漿料仍然是目前的三大主漿料。
淀粉漿料主要是以玉米淀粉和木薯淀粉為主，其中玉米淀粉約占85％，木薯淀粉約為12％，其它淀粉約占3％。近年來(lái)，變性淀粉漿料占淀粉漿料的比例越來(lái)越高，不同規(guī)格PVA的應(yīng)用和研究已引起大家的重視。聚丙烯酸類(lèi)漿料品種不斷增加。其它新型漿料不斷出現(xiàn)，但具有真正意義的新漿料尚需繼續(xù)開(kāi)發(fā)研究。紡織助劑品種很多，對(duì)漿紗效果有一定的影響，也須作更深入的研究。
1 淀粉漿料的使用與存在的問(wèn)題
早期使用的淀粉都是以小麥淀粉為主，但目前其它種類(lèi)的淀粉，如玉米淀粉、土豆淀粉以及木薯淀粉都已工業(yè)化生產(chǎn)，而且成為了主流。
原淀粉用于經(jīng)紗上漿中的不足，可以歸納為以下幾點(diǎn)：
(1)天然淀粉大分子結(jié)構(gòu)龐大 ，漿液流動(dòng)性差，上漿過(guò)程中，漿液在紗中浸透不良，影響漿紗的性能；
(2)糊化后的淀粉經(jīng)冷卻后成為可塑性的凝膠 ，因而利用淀粉對(duì)經(jīng)紗上漿時(shí) ，一般需在高溫條件下 (95℃以上 ) 進(jìn)行；
(3)原淀粉漿的粘度不穩(wěn)定；
(4)原淀粉漿的成膜性差。淀粉由于其大分子鏈?zhǔn)怯森h(huán)狀結(jié)構(gòu)的葡萄糖剩基構(gòu)成，故其柔順性差，玻璃化溫度高，漿膜硬而脆；
(5)淀粉漿對(duì)疏水性纖維粘附力不夠。
對(duì)于低支、低密純棉產(chǎn)品可以采用原淀粉作為主漿料，但對(duì)于高支 (40支以上)高密織物，經(jīng)紗上漿應(yīng)當(dāng)采用變性淀粉。原淀粉對(duì)高支、高密織物上漿時(shí)被覆上漿大，織造時(shí)落漿多。為了克服原淀粉的缺點(diǎn)，研究者利用淀粉大分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，對(duì)淀粉進(jìn)行變性，以改善原淀粉的性能。
對(duì)淀粉的改性研究已進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間，歸納起來(lái)，紡織經(jīng)紗上漿用變性淀粉的發(fā)展，可以分為3個(gè)階段：
(1)轉(zhuǎn)化淀粉：轉(zhuǎn)化淀粉變性的方式主要是解聚反應(yīng)及氧化反應(yīng)，屬于轉(zhuǎn)化淀粉的有酸解淀粉、糊精及氧化淀粉；
(2)淀粉衍生物：淀粉衍生物變性的主要方式是引入化學(xué)基團(tuán)或低分子化合物。這一階段的代表品種有交聯(lián)淀粉、各種淀粉醚、定聚合度的合成物，從而使最終產(chǎn)品具有淀粉及合成物的優(yōu)點(diǎn)，以部分代替或全部代替合成漿料。
(3)接枝淀粉：接枝淀粉的關(guān)鍵是尋找一種有效的引發(fā)劑，在淀粉大分子鏈上產(chǎn)生活性基，從而使要接枝的基團(tuán)，如丙烯酸酯、丙烯酸甲酯等能夠接枝到淀粉鏈上。淀粉主鏈上的游離基產(chǎn)生的方法主要有兩種，即化學(xué)引發(fā)和物理方法引發(fā)。
國(guó)外早在20世紀(jì)初就開(kāi)始研究接枝淀粉，國(guó)內(nèi)在淀粉接枝共聚方面也作了大量研究，這些研究在造紙、石油、采礦與冶金、環(huán)保及新材料等領(lǐng)域已有應(yīng)用。關(guān)于紡織經(jīng)紗上漿方面的淀粉接枝共聚物也有研究，但實(shí)際應(yīng)用還不是很令人滿(mǎn)意，所以接枝淀粉漿料目前仍然是淀粉漿料研究中的一個(gè)熱點(diǎn)。
化學(xué)引發(fā)方法中應(yīng)用最多的引發(fā)劑是MinO和Kaizerman在1958年建議使用的高鈰硝酸銨或其它高鈰鹽。國(guó)內(nèi)一些研究者也采用高鈰鹽類(lèi)作為引發(fā)劑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明以硝酸鈰銨為引發(fā)劑進(jìn)行淀粉——丙烯酰胺接枝共聚是最有效的引發(fā)劑。高鈰鹽價(jià)格貴，產(chǎn)量不高，不可能大量使用，所以一些研究者自己研制引發(fā)劑或選擇其它引發(fā)劑來(lái)替代昂貴的高鈰鹽。如有些研究者認(rèn)為用鈰鹽 (IV)引發(fā)淀粉與丙烯腈的接枝共聚反應(yīng)，成本過(guò)高，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)，篩選出了用過(guò)硫酸鉀 (KPS)引發(fā)木薯淀粉與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)的規(guī)律性和工藝條件，證明了利用KPS加上助引發(fā)劑可以代替高鈰鹽。用作引發(fā)劑的還有Mn3+、Ce4+、H2O2+抗壞血酸等。有人利KmnO4/H2C2O2抗氧化還原引發(fā)體系實(shí)現(xiàn)了丙烯酸丁酯與玉米淀粉的接枝共聚反應(yīng)。還有人利用H2O2+抗壞血酸實(shí)現(xiàn)了苧麻紗上漿用玉米淀粉與丙烯酸的接枝共聚反應(yīng)?？傮w來(lái)看，相對(duì)于其它領(lǐng)域，紡織經(jīng)紗上漿用淀粉接枝共聚反應(yīng)的研究文獻(xiàn)數(shù)量雖遠(yuǎn)不如淀粉接枝共聚物應(yīng)用在其它領(lǐng)域的數(shù)量多，但這些研究已經(jīng)開(kāi)始啟動(dòng)，并且取得了一定的進(jìn)展。
物理引發(fā)方法中使用較多的是輻射引發(fā)。輻射引發(fā)是指在高能射線(xiàn)輻照下或電子束照射淀粉，產(chǎn)生游離基，引發(fā)接枝聚合反應(yīng)。這些射線(xiàn)能量高，穿透力強(qiáng)。這種聚合方式由于是物理方法引發(fā)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，而且符合化學(xué)的問(wèn)題用物理的方法解決的思路。常用的高能射線(xiàn)有Y射線(xiàn)、x射線(xiàn)、β射線(xiàn)和α射線(xiàn)等，其中以鈷60為輻射源的Y射線(xiàn)在研究中用的最多。這種方式引發(fā)的接枝聚合在美國(guó)研究的比較多，但有關(guān)具體過(guò)程并未見(jiàn)詳細(xì)報(bào)道。國(guó)內(nèi)也有一些研究者利用 Co60 Y射線(xiàn)引發(fā)淀粉與丙烯酰胺實(shí)現(xiàn)接枝共聚。這種方法，不需要引發(fā)劑，但大多要通氮?dú)獗Ｗo(hù)。此外，高能輻射引發(fā)的接枝聚合，因能量高，反應(yīng)不易控制，以致影響本體性能。
紫外光引發(fā)接枝聚合也很值得注意。國(guó)內(nèi)已經(jīng)有人研究利用紫外光對(duì)聚合物表面進(jìn)行改性。相對(duì)于臭氧氧化、等離子體處理、高能輻射引發(fā)接枝等方法，紫外光引發(fā)接枝聚合的特點(diǎn)是，長(zhǎng)波紫外光 (300～400nm)能被光引發(fā)劑吸收而引發(fā)反應(yīng)，工藝簡(jiǎn)單，便于操作，易于控制，設(shè)備投資少，有望逐步實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。
微波技術(shù)應(yīng)用在化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)分析和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域，表現(xiàn)出了節(jié)省能源和時(shí)間、簡(jiǎn)化操作程序、減少有機(jī)溶劑使用、提高反應(yīng)速率和顯著降低化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境造成的危害等優(yōu)點(diǎn)。1986年，加拿大Laurentian大學(xué)化學(xué)教授Gedye領(lǐng)導(dǎo)的課題組報(bào)道了在常規(guī)條件下和在微波照射下水解、酯化、氧化和烷基化反應(yīng)的對(duì)比結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在微波照射下反應(yīng)速度比常規(guī)加熱反應(yīng)速度快了240倍。這一發(fā)現(xiàn)揭示了在有機(jī)合成反應(yīng)中微波的潛在價(jià)值。同年，美國(guó)Mecer大學(xué)化學(xué)家Giguere領(lǐng)導(dǎo)的課題組也報(bào)道了在常規(guī)條件下和在微波照射下加成反應(yīng)和重排反應(yīng)的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)在相同收率下，微波照射反應(yīng)時(shí)間縮短很多?？傮w來(lái)看，在微波場(chǎng)中實(shí)現(xiàn)淀粉的接枝共聚反應(yīng)是一條很有前途的方法。國(guó)內(nèi)有關(guān)的研究已取得了一定的進(jìn)展。
國(guó)內(nèi)的變性淀粉漿料，除了在變性程度上不如國(guó)外變性淀粉漿料之外，本身性能也有不少缺陷。表現(xiàn)在隨著含固量的增加，變性淀粉的粘度增加過(guò)快。對(duì)于變性淀粉漿料粘度的測(cè)試，紡織廠現(xiàn)行的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是在6％的含固量下進(jìn)行，不同的變性淀粉在6％時(shí)其粘度可能是一樣的，但在高含固量時(shí)，其粘度可能就不一樣了，所以粘——濃曲線(xiàn)對(duì)國(guó)產(chǎn)變性淀粉尤為重要。
總體來(lái)說(shuō)，我國(guó)淀粉生產(chǎn)水平已達(dá)較高水平，如吉林黃龍淀粉年產(chǎn)量約為30萬(wàn)t，質(zhì)量完全能滿(mǎn)足紡織廠需要。變性淀粉方面也有了年產(chǎn)量超過(guò)3萬(wàn)~5萬(wàn)t的企業(yè)，但總的來(lái)說(shuō)全國(guó)變性淀粉生產(chǎn)廠規(guī)模還太小。具體存在的問(wèn)題有：品種太少，針對(duì)性的品種更少，系列品種沒(méi)有建立起來(lái)；淀粉行業(yè)的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究水平太低；從遺傳育種對(duì)淀粉進(jìn)行變性的研究剛剛起步，還需加大力度。
2 PVA的使用與存在問(wèn)題
目前使用的PVA是白色或微黃色顆粒，亦有片狀、絮狀或粉末狀。聚合度和醇解度決定了PVA的性質(zhì)，如PVA在水中的溶解性能就取決于聚合度和醇解度，特別是醇解度的影響更大。
PVA分子 因含有大量羥基，而羥基是強(qiáng)親水性基團(tuán)，所以它是一種水溶性的高分子化合物。完全醇解型PVA在常溫下只吸潮膨潤(rùn)而不溶解，在高溫下 (80℃以上)溶解；完全醇解型PVA有很強(qiáng)的分子間氫鍵，對(duì)親水性天然纖維(如棉、麻等)的親合力較大，形成的PVA膜較具耐水性；部分醇解PVA的分子內(nèi)有10％左右的殘存醋酸基，醋酸基是疏水性官能團(tuán)，對(duì)疏水性材料的親和力和粘著性良好；部分醇解型PVA在常溫下可以緩慢溶解。
PVA易成膜，形成的薄膜無(wú)色透明，具有良好的機(jī)械強(qiáng)度，表面光潔而不發(fā)粘。聚合度和醇解度越高的PVA薄膜，機(jī)械強(qiáng)度就越大。
PVA漿料具有良好的混溶性，在與其它漿料 (如合成漿料等)混用時(shí)，能良好均勻地混合，混合液比較穩(wěn)定，不易發(fā)生分層現(xiàn)象。正因?yàn)镻VA有如此優(yōu)良的性能，自PVA 用于經(jīng)紗上漿之后，很快就被紡織工業(yè)大規(guī)模采用，作為錦綸絲及粘膠絲上漿的漿料。由于PVA具有優(yōu)良的成膜性、粘附性及與其它漿料相溶性的特點(diǎn)，一度被認(rèn)為是 “理想”的漿料。在經(jīng)紗的增強(qiáng)、耐磨、減伸等綜合指標(biāo)上，至今沒(méi)有任何一種天然或合成漿料能與之匹敵。
PVA的致命弱點(diǎn)是非環(huán)保性，被人們稱(chēng)為“不潔漿料”，歐洲一些國(guó)家已明令禁止含PVA漿料的坯布進(jìn)口。另一個(gè)問(wèn)題是 PVA退漿不易完全退凈，這也阻礙了它的使用。聚乙烯醇漿液易起泡、結(jié)皮、漿膜分紗性差是其主要缺點(diǎn)。為克服這些缺點(diǎn)，可以對(duì)聚乙烯醇進(jìn)行變性處理。比較成熟的變性方法有PVA丙烯酸酰胺共聚變性、PVA內(nèi)酯化變性、PVA磺化變性及 PVA接枝變性。
在我國(guó)，PVA作為紡織漿料的使用量相對(duì)于建筑等其他行業(yè)而言仍然很少，所以PVA生產(chǎn)廠家并未生產(chǎn)專(zhuān)門(mén)用于紡織漿料的PVA，紡織廠一直使用聚合度較高的PVA 1799。但是，PVA 1799漿膜分紗性較差，在漿紗干分絞時(shí)分紗阻力大，漿膜容易撕裂，毛羽增加。為此，在PVA漿液中往往混入部分漿膜強(qiáng)度較低的粘著劑材料 (如淀粉、變性淀粉等)，以改善漿膜的分紗性能。
隨著人們需求的提高和織造技術(shù)的發(fā)展，特細(xì)號(hào)高密織物越來(lái)越多，但 PVA 1799不能適應(yīng)特細(xì)號(hào)高密織物的上漿需要，主要有以下幾個(gè)原因：
(1)漿料分子之間粘著力過(guò)大，易產(chǎn)生漿斑，干分絞時(shí)易拉斷經(jīng)紗，特別是更容易拉斷特細(xì)號(hào)紗；
(2)較難完全溶解，漿液中仍有未溶解的PVA碎片，在織造過(guò)程中對(duì)紗線(xiàn)構(gòu)成威脅；
(3)漿膜強(qiáng)度大，裸露在紗體之外的漿膜較韌，形似刀片，對(duì)鄰紗構(gòu)成威脅。PVA的比例越大，這種漿膜的韌性越大，對(duì)鄰紗的威脅越嚴(yán)重。所以 ，PVA 1799已經(jīng)不再適合于作為主漿料使用，應(yīng)降為輔助漿料或者不用。作為PVA 1799的替代品，低聚合度的PVA比較適用，因?yàn)槠錆{紗強(qiáng)力比較合適，滲透性也好，干分絞分紗性好，再生毛羽少。
對(duì)于PVA的使用，目前反對(duì)的呼聲較高，焦點(diǎn)是其生物降解性能差。從減少環(huán)境污染的角度來(lái)說(shuō)，低聚合度的PVA盡管比淀粉的降解性能差，但與高聚合度的PVA相比已經(jīng)有很大的進(jìn)步。目前漿料的情況是紡織廠不得不繼續(xù)使用PVA，要改善這種狀況，還需要我國(guó)的漿料研究者和漿紗工作者付出艱辛的勞動(dòng)。
3 聚丙烯酸類(lèi)漿料的使用與存在的問(wèn)題
丙烯酸類(lèi)漿料是丙烯酸類(lèi)單體的均聚物、共聚物或共混物用作漿料時(shí)的總稱(chēng)。這類(lèi)漿料通過(guò)單體組合經(jīng)化學(xué)合成而得，理論上可生產(chǎn)適應(yīng)各種用途的漿料，具有取代PVA的可能性。 國(guó)外丙烯酸類(lèi)漿料的發(fā)展經(jīng)歷了3個(gè)階段：第一階段是該類(lèi)漿料的初級(jí)研究階段，這一階段丙烯酸類(lèi)漿料為丙烯酸鹽或丙烯酸酯的部分皂化的單一型溶液狀產(chǎn)品，產(chǎn)品含固量不高 (約14％)，產(chǎn)品種類(lèi)少，性能有許多缺陷，對(duì)環(huán)境濕度敏感，吸濕性很大，再粘嚴(yán)重；第二階段丙烯酸類(lèi)漿料研究趨于成熟，性能方面得到大的改善，產(chǎn)品仍為溶液狀態(tài)，含固量提高到25％，產(chǎn)品種類(lèi)較全，組成也較為復(fù)雜，是各種丙烯酸單體或其它單體的共聚物，這些漿料大幅度改進(jìn)了早期丙烯酸類(lèi)漿料吸濕發(fā)粘的缺點(diǎn)，具有漿膜強(qiáng)韌、貼伏毛羽、浸透性好、退漿容易、不落漿等特點(diǎn)；第三階段丙烯酸類(lèi)漿料主要目的是改變產(chǎn)品形態(tài)。由于丙烯酸類(lèi)漿料容易具有高分子溶液流動(dòng)特性，溶液濃度到一定值時(shí)粘度就很高，甚至成凍膠，溶液中有效成分的含量不高，這增加了遠(yuǎn)距離運(yùn)輸成本。通過(guò)工藝技術(shù)，混合其它類(lèi)型的漿料，將丙烯酸類(lèi)漿料制成粉末狀固態(tài)漿料。
自德國(guó)BASF(巴斯夫)公司在20世紀(jì)50年代開(kāi)始研制專(zhuān)用于滌／棉混紡紗的丙烯酸類(lèi)漿料至今，英國(guó)聯(lián)合膠體公司美國(guó)西達(dá)公司、意大利萊姆公司、日本松本油脂公司、日本互應(yīng)公司都將其產(chǎn)品輸入到中國(guó)。國(guó)內(nèi)丙烯酸類(lèi)漿料的研究工作起步較晚，從70年代開(kāi)始，隨著滌／棉織物的迅猛發(fā)展，許多漿料工作者開(kāi)始致力于聚丙烯酸類(lèi)漿料的研究，也取得了一定的進(jìn)展。
與國(guó)外同行業(yè)研究應(yīng)用水平相比，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在許多方面還存在著差距：一是品種不齊全，不能針對(duì)不同品種的織物提供不同類(lèi)型的漿料，往往是一種漿料“適用于”任何種類(lèi)的產(chǎn)品，而英國(guó)聯(lián)合膠體公司和日本互應(yīng)公司的產(chǎn)品自成系列，對(duì)不同產(chǎn)品有不同的漿料供應(yīng)；二是產(chǎn)品的含固量及形態(tài)有差距，國(guó)產(chǎn)丙烯酸類(lèi)漿料含固量普遍偏低，形態(tài)為液體；三是國(guó)產(chǎn)丙烯酸類(lèi)漿料吸濕再粘性嚴(yán)重，漿液粘度大，使用時(shí)只能作為主漿料中的輔助漿料。
隨著對(duì)PVA用量的減少，今后對(duì)短纖紗的漿紗必將采用變性淀粉和丙烯酸類(lèi)漿料相結(jié)合的路線(xiàn)，這在歐洲已經(jīng)成功。
聚丙烯酸類(lèi)漿料分為三大類(lèi)：聚丙烯酸 (鹽)類(lèi)漿料、聚丙烯酰胺漿料和聚丙烯酸酯漿料。隨著PVA漿料的少用或不用，有些漿料廠推出了聚丙烯酸酯漿料，其實(shí)，有些聚丙烯酸酯比PVA降解更難，這是應(yīng)當(dāng)引起注意的。
聚丙烯酸類(lèi)漿料在使用中的其它問(wèn)題也應(yīng)引起足夠的重視，才能更好地使用聚丙烯酸類(lèi)漿料。如多元共聚型丙烯酸漿料同變性淀粉PVA混合調(diào)漿時(shí)有時(shí)會(huì)有增粘現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到漿紗工藝的進(jìn)行。
