摘要：
通过对现有浆料的工艺参数，如调浆温度、反应时间和调浆过程中的搅拌速度等探讨，确定了浆料的反应温度维持在90℃左右，反应时间40min，搅拌速度为120r/min和润滑剂 L300含量为0.40%时，是最佳调浆工艺。
关键词：玻璃纤维；电子纱；浆料；工艺
1调浆用化工原料及装置
1.1化工原料
调浆用的化工原料主要有聚乙烯醇PVA、润滑剂L300和消泡剂Ag290，参数如表1。
表1化工原料
1.2试验装置
调浆过程中使用到的试验装置主要有电子天平、马弗炉和恒温烘箱，具体如表2。
1.3调浆方法：
在容积为500mL的三颈瓶中加入适量的去离子水，加入聚乙烯醇PVA，搅拌10min，同时进行升温，当温度达到90℃后，保温40min。再加去离子水，降温至60℃~70℃时，加入润滑剂L300和消泡剂Ag290，搅拌10min，出料。
2测试指标及方法
上浆率：玻璃纤维经纱上浆率一般在实验室通过高温灼烧法测定。测试脱浆前的干燥重量和脱浆后的干燥重量，即可得出经纱上浆率：
X＝[(W0－W1)/W1]×100%
其中：X——上浆率；W0——上浆纱试样的绝对干燥重量；W1——上浆纱试样灼烧后绝对干燥重量。
浆液固含量：取浆液4g左右，在烘箱105℃中，烘至恒重，即为浆液固含量。
P＝[N×(1－N0)]/N1×100%
其中： P——固含量；N——浆料量；N0——浆料中含水率；N1——浆液量。
浆膜含水率：取一定量的刚上好浆的经纱称重，在烘箱105℃中，烘至恒重，即为浆膜含水率。
P＝[(M0－M1)/M0]×100%
其中：P——浆膜含水率；M0——试样湿重；M1——试样干重。
3浆料调浆工艺条件
在玻璃纤维纱浆料的调浆过程中，浆料的聚合反应温度、反应时间、搅拌速度和润滑剂的用量都影响调浆质量。
3.1调浆温度
在玻璃纤维纱浆料的合成工艺中，通常聚合反应温度的控制是根据PVA的分解温度来确定的。在反应开始阶段需要加热到PVA的热裂解温度以上，反应开始后由于反应体系会放出大量的聚合热，所以又需要使反应体系降温、放热，将反应体系的温度维持在一定的温度范围内使聚合反应顺利进行。
PVA溶于水，水温越高则溶解度越大，但几乎不溶于有机溶剂。PVA溶解性随醇解度和聚合度而变化。部分醇解和低聚合度的PVA溶解极快，而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。在大量的试验验证过程中，PVA的反应温度确定为90℃。
3.2反应时间
为了确保聚合物状态，需要对聚合物进行一定时间的保温，如何取得最佳反应时间，通过对浆料的反应时间与单体转化率试验，见图1。
图1反应时间与单体转化率关系
从图1可以看出，反应时间从35min~55min，单体的转化率基本上保持一致，这是因为自由基聚合反应速度快，反应开始后在很短的时间内绝大多数单体都已转化为聚合物。从节约能源和反应体系稳定性上考虑，在所选的反应时间范围内，聚合时间选取40min。
3.3搅拌速度
搅拌的速度并不是越大越好，过快的搅拌会产生副作用，使乳胶粒获得足够的机械能以克服粒子间由于乳化剂保护而获得的排斥势能发生凝结。搅拌速度和浆液状态如表3。
通常调浆设备的搅拌速率在90r/min~130r/min之间，在调浆设备煮浆的过程中根据浆液状态得出结论：搅拌速度超过130r/min，浆液翻腾剧烈；低于100r/min浆液转动太慢，达不到搅拌的目的，所以确定搅拌速度为120r/min。
通过上面的分析讨论，确定玻璃纤维纱浆料的最佳反应条件为：反应温度维持在90℃左右，反应时间40min，设定搅拌速度为120r/min。
3.4润滑剂L300与浆液稳定性
表4是润滑剂L300用量对浆液稳定性的影响。
表4润滑剂用量对浆液稳定性的影响
从表4中可以看出，润滑剂L300用量在大于0.40%后，浆液在反应过程中很稳定，无凝聚物生成，而小于0.40%时反应中有凝聚物产生。在乳液聚合过程中，随着润滑剂L300在水中浓度的增大，达到临界胶束浓度后，溶液中形成了乳化剂分子胶束，这时不溶或难溶于水的单体，通过与胶束内部烃基部分的相互作用，溶解在胶束内，客观上增加了单体在水相中的溶解度，从而使反应顺利进行。而当润滑剂L300浓度过小时就难以形成胶束，PVA在少量润滑剂及高速搅拌的作用下以微粒状分散在水中，当聚合反应发生时，便形成凝聚物。但润滑剂用量增加，浆液更易起泡，对浆纱工艺不利，所以应在保证浆液稳定的前提下，尽量减少润滑剂的用量。
4结论
采用乳液聚合法合成浆料，浆料的反应温度维持在90℃左右，反应时间40min，搅拌速度为120r/min和润滑剂 L300用量为浆料组分总量的0.40%的调浆工艺最佳。
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（作者单位：天津工业大学纺织学院）