印花色漿動靜態(tài)流變性能及其對印制性能的影響.pdf

1、紡織品印花是一門綜合性的技術，衡量著整個印染行業(yè)的發(fā)展水平。印花的重點就是要使符合原樣設計精神的花樣圖案在紡織品上準確再現(xiàn)，而這與色漿的流變性能有著密切的關系。在絲網(wǎng)印花中，色漿在不斷變化的剪切作用下經(jīng)歷流動和變形過程，進而透過絲網(wǎng)網(wǎng)孔轉(zhuǎn)移到織物上，并向織物和纖維內(nèi)部滲透。糊料是印花色漿中起著很重要作用的組分，調(diào)節(jié)并決定色漿的流變性能，進而影響印花織物的表面色光、得色均勻性、花型輪廓清晰度及織物手感。糊料的流變性能在絲網(wǎng)印花的質(zhì)量最優(yōu)化

2、控制方面起著越來越重要的作用。但是糊料流變性能和印制性能之間存在何種關聯(lián)，至今還未得到詳細解釋和具體說明。
　　糊料是一種高分子聚合物，其溶液的流變性能比較復雜，介于彈性固體和粘性液體之間，需要用流變學理論來描述其性質(zhì)。目前，對于糊料流變性能的研究，主要采用穩(wěn)態(tài)剪切實驗，研究糊料表觀粘度隨剪切速率的變化情況。已有研究表明，良好的糊料應該在低剪切速率下有著高表觀粘度，在高剪切速率下有著低表觀粘度。但單一用穩(wěn)態(tài)剪切的方法有著局限性，反

3、映不出糊料所具有的粘彈特征和觸變特征。因此，需要采用靜態(tài)法（穩(wěn)態(tài)剪切和瞬態(tài)實驗）和動態(tài)法（動態(tài)振蕩實驗）對糊料的流變性能進行全面研究，尋找能顯著影響其印制性能的重要流變參數(shù)。同時，具備怎樣流變特征的增稠劑適合作為印花糊料也是需要進行深入探尋的問題。除此之外，在活性染料印花中，國內(nèi)外一直用海藻酸鈉作為糊料，但由于價格上漲、來源受限以及自身存在的流變?nèi)毕?，研究者都在試圖尋找性能更好的糊料替代海藻酸鈉。
　　為了解決以上問題，本課題將流

4、變學研究的靜態(tài)法（穩(wěn)態(tài)剪切和瞬態(tài)實驗）和動態(tài)法（動態(tài)振蕩實驗）相結合，深入探究印花糊料在不同條件下的流變性能，并將流變數(shù)據(jù)用流變模型擬合得到流變參數(shù)。同時將印制工藝參數(shù)與印制質(zhì)量參數(shù)、流變參數(shù)相對應，探尋糊料流變性能和印制性能之間的關聯(lián)，分析各種印制現(xiàn)象的流變原因，進而確定出能顯著影響糊料印制性能的重要流變參數(shù)，以區(qū)分具有不同流變性能的糊料，力求從流變學角度對糊料的印制性能進行初步預測和判斷，尋找良好印制性能的糊料應具備的流變特征。隨后

5、，通過糊料改性和復配的方法來改變糊料的流變性能，研究糊料流變性能對印制性能的影響，進一步說明糊料流變性能與印制性能的關系，并試圖尋找可以用于織物印花的新型糊料。
　　首先，研究了七種常見天然印花糊料的流變性能。采用穩(wěn)態(tài)剪切、動態(tài)振蕩和瞬態(tài)實驗，深入探討常見天然印花糊料的穩(wěn)態(tài)流動性能、動態(tài)粘彈性能和觸變性能，尋找糊料普遍適用的流變模型。并采用分步剪切的方法得到糊料的粘度回復率，來定量表征糊料的觸變性能。研究表明，印花糊料都表現(xiàn)出剪切

6、變稀的特征，黃原膠的流動曲線符合Power-law模型，而其他糊料的流動曲線在低剪切速率下符合Cross模型，在剪切變稀區(qū)域內(nèi)符合Power-law模型。糊料的粘彈曲線都符合Friedrich-Braun模型。由Cross模型可以得到糊料的零剪切粘度，由Power-law模型可以得到糊料的流動指數(shù)，由Friedrich-Braun模型可以得到糊料的粘彈特征參數(shù)（儲能模量、損耗模量、損耗角）。從流變結果來看，其他糊料的流變性能都介于海藻酸

7、鈉和黃原膠之間。
　　其次，建立了精細花型印制性能的評價體系，研究了七種常見天然印花糊料的印制性能，探討了糊料流變性能與印制性能的關系，確定出能顯著影響糊料印制性能的重要流變參數(shù)。選用海藻酸鈉和黃原膠作為兩種典型糊料，研究其在不同印制條件下的印制性能，同時將印制工藝參數(shù)與印制質(zhì)量參數(shù)、流變參數(shù)進行對應關聯(lián)，分析各種印制現(xiàn)象的流變原因，并初步找到良好印制性能的糊料所應具備的流變特征。糊料在外力作用下的剪切變稀特性、粘彈性能和觸變性能

8、，決定色漿的透網(wǎng)性能，進而影響表面得色量、滲透性、色澤均勻性及花型輪廓清晰度。研究表明，顯著影響糊料印制性能的重要流變參數(shù)為低剪切速率下的表觀粘度、剪切變稀區(qū)域的流動指數(shù)、線性粘彈區(qū)域內(nèi)的損耗角和低頻下的損耗角、粘度回復率。良好印制性能的糊料應該具備這樣的流變特征，包括較好的流動性能（低剪切速率下具有適當?shù)谋碛^粘度以及剪切變稀區(qū)域內(nèi)具有適當?shù)牧鲃又笖?shù)），相對穩(wěn)定的粘彈性能且表現(xiàn)出較多的粘性行為（線性粘彈區(qū)域內(nèi)和低頻下的損耗角大于45°）

9、，較弱的觸變性能（較高的粘度回復率）。
　　為了改善黃原膠的流變性能，在90℃的堿性條件下對其進行脫乙酰改性處理，控制氫氧化鈉用量，成功制備了一系列不同改性程度的黃原膠。通過紅外光譜、凝膠滲透色譜和特性粘度，探討了改性黃原膠的結構變化及氫氧化鈉用量對改性程度的影響。并進行流變實驗和印花實驗，分析對比不同改性程度黃原膠的流變性能及印制性能，將重要流變參數(shù)和印制質(zhì)量參數(shù)相對應來探討糊料流變性能對印制性能的影響，進一步說明糊料流變性能與

10、印制性能的關系。此外，探討了改性黃原膠在不同織物印花中的應用。研究表明，隨著氫氧化鈉用量的增加，黃原膠改性程度逐漸增大，且當加入氫氧化鈉的摩爾數(shù)與黃原膠五糖重復結構單元的摩爾數(shù)之比為0.917∶1時，黃原膠完全脫去乙?；?，改性程度達到最大。與未改性黃原膠相比，改性黃原膠的特性粘度和表觀粘度會發(fā)生一定程度的降低，流動性能變好。隨著改性程度的增大，改性黃原膠的彈性效應逐漸減弱，粘性效應逐漸增強，結構粘度逐漸減小，粘度回復性逐漸增大，觸變性逐

11、漸減弱。與未改性黃原膠相比，改性黃原膠的透網(wǎng)性能、表面得色量和滲透率分別能夠提高30～50％，32～57％，5～66％。完全脫乙酰改性黃原膠0.917MXG可以作為印花糊料，用于不同織物不同染料類型的印花中，其印制性能接近海藻酸鈉的大塊面花型印制性能，甚至優(yōu)于海藻酸鈉的精細花型印制性能。
　　最后，將海藻酸鈉和完全脫乙酰改性黃原膠0.917MXG按照不同比例進行拼混，制成不同復配比例的色漿，研究其流變性能及印制性能，尋找適合大塊面

12、花型和精細花型印制的最佳復配比。研究表明，加入少量改性黃原膠于海藻酸鈉中，復配色漿流動性能優(yōu)于海藻酸鈉色漿。之后，隨著改性黃原膠加入量的增多，復配色漿在低剪切速率下的表觀粘度會不斷提高，且越來越接近假塑性流體，表現(xiàn)出越來越顯著的剪切變稀特征。此外，隨著改性黃原膠含量的增加，復配色漿的彈性效應逐漸增強，粘彈性能經(jīng)歷了以粘性為主向以彈性為主的轉(zhuǎn)變。海藻酸鈉含量較多的復配色漿體系以粘性效應為主，且類液態(tài)特征隨著黃原膠加入量的增多而越來越弱;而