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(shù)，衡量著整個印染行業(yè)的發(fā)展水平。印花的重點(diǎn)就是要使符合原樣設(shè)計精神的花樣圖案在紡織品上準(zhǔn)確再現(xiàn)，而這與色漿的流變性能有著密切的關(guān)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(jìn)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(jìn)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(guān)聯(lián)，至今還未得到詳細(xì)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(fù)雜，介于彈性固體和粘性液體之間，需要用流變學(xué)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(shí)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(yīng)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(shí)驗）和動態(tài)法（動態(tài)振蕩實(shí)驗）對糊料的流變性能進(jìn)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(jìn)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(xué)研究的靜態(tài)法（穩(wěn)態(tài)剪切和瞬態(tài)實(shí)驗）和動態(tài)法（動態(tài)振蕩實(shí)驗）相結(jié)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(yīng)，探尋糊料流變性能和印制性能之間的關(guān)聯(lián)，分析各種印制現(xiàn)象的流變原因，進(jìn)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(xué)角度對糊料的印制性能進(jìn)行初步預(yù)測和判斷，尋找良好印制性能的糊料應(yīng)具備的流變特征。隨后

5、，通過糊料改性和復(fù)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(jìn)一步說明糊料流變性能與印制性能的關(guān)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(shí)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(fù)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(jié)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(xì)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(guān)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(jìn)行對應(yīng)關(guān)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(yīng)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(jìn)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(fù)率。良好印制性能的糊料應(yīng)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(dāng)?shù)谋碛^粘度以及剪切變稀區(qū)域內(nèi)具有適當(dāng)?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(fù)率）。
　　為了改善黃原膠的流變性能，在90℃的堿性條件下對其進(jìn)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(jié)構(gòu)變化及氫氧化鈉用量對改性程度的影響。并進(jìn)行流變實(shí)驗和印花實(shí)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(yīng)來探討糊料流變性能對印制性能的影響，進(jìn)一步說明糊料流變性能與

10、印制性能的關(guān)系。此外，探討了改性黃原膠在不同織物印花中的應(yīng)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(dāng)加入氫氧化鈉的摩爾數(shù)與黃原膠五糖重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的摩爾數(shù)之比為0.917∶1時，黃原膠完全脫去乙?；男猿潭冗_(dá)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(yīng)逐漸減弱，粘性效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)粘度逐漸減小，粘度回復(fù)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(xì)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(jìn)行拼混，制成不同復(fù)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(xì)花型印制的最佳復(fù)配比。研究表明，加入少量改性黃原膠于海藻酸鈉中，復(fù)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(fù)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(fù)配色漿的彈性效應(yīng)逐漸增強(qiáng)，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(fù)配色漿體系以粘性效應(yīng)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