脂肪族單體結(jié)構(gòu)對(duì)水溶性聚酯漿紗性能的影響

金恩琪， 李曼麗， 張玲玲

(紹興文理學(xué)院 紡織服裝學(xué)院， 浙江 紹興 312000)

脂肪族單體結(jié)構(gòu)對(duì)水溶性聚酯漿紗性能的影響

金恩琪， 李曼麗， 張玲玲

(紹興文理學(xué)院 紡織服裝學(xué)院， 浙江 紹興 312000)

為研究脂肪族酯類(lèi)單體分子結(jié)構(gòu)對(duì)脂肪族-芳香族水溶性共聚酯漿料上漿性能的影響，選取具有不同碳鏈長(zhǎng)度的脂肪族二羧酸酯(ADE)單體，以酯交換-縮聚法合成出一系列具有不同酯基結(jié)構(gòu)的水溶性共聚酯，再通過(guò)與酸解淀粉共混對(duì)滌/棉(65/35)經(jīng)紗進(jìn)行上漿實(shí)驗(yàn)，測(cè)試了漿紗的強(qiáng)伸性、耐磨性及毛羽數(shù)量。結(jié)果表明：ADE單體的碳鏈長(zhǎng)度對(duì)水溶性共聚酯漿料的漿紗性能有著明顯的影響，以丙二酸二醇酯為ADE單體合成出的共聚酯漿料具有較為優(yōu)異的上漿性能，與原紗相比，以此單體合成出的共聚酯與淀粉漿料共混時(shí)，漿紗的斷裂強(qiáng)度提高了45.72%，斷裂伸長(zhǎng)率僅降低了11.73%，耐磨次數(shù)達(dá)到原紗的近2倍，毛羽數(shù)量大為降低，生物可降解性能亦比純芳香族聚酯有較大改善。

脂肪族單體； 酯基結(jié)構(gòu)； 水溶性共聚酯； 漿紗性能； 生物可降解性； 滌/棉紗線

滌綸具有結(jié)晶度高、缺乏極性基團(tuán)等特點(diǎn)，故疏水性強(qiáng)，漿液在其表面潤(rùn)濕、鋪展困難。針對(duì)滌綸紗線上漿難的問(wèn)題，水溶性聚酯(WSP)作為一種專(zhuān)門(mén)漿料被研發(fā)出來(lái)，取得了良好的使用效果。脂肪族-芳香族水溶性共聚酯則是WSP漿料系列中對(duì)環(huán)境較為友好的一類(lèi)品種，此類(lèi)漿料雖然發(fā)展歷史較短，但與WSP漿料中的主要種類(lèi)——純芳香族水溶性聚酯相比，在使用性能未出現(xiàn)顯著降低的基礎(chǔ)上，生物可降解性有了大幅的提高。在為數(shù)不多的有關(guān)脂肪族-芳香族水溶性共聚酯漿料的報(bào)道中[1-3]，研究者大都選用較常見(jiàn)的丁二酸醇酯作為模型脂肪族單體合成水溶性共聚酯。然而，采用此類(lèi)脂肪族單體合成出的共聚酯漿料是否使用性能最佳，學(xué)界尚無(wú)明確報(bào)道。

淀粉來(lái)源豐富，價(jià)格低廉，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，大量用于純棉、粘膠紗線的上漿，但是，因其分子上含有數(shù)量較多的羥基，導(dǎo)致淀粉與滌綸黏附性不佳，所成漿膜脆性高，無(wú)法滿(mǎn)足滌綸短纖紗及高比例滌/棉混紡紗的上漿要求。從提高漿紗性能、降低生產(chǎn)成本及減輕環(huán)境污染3個(gè)目標(biāo)出發(fā)，選擇淀粉和脂肪族-芳香族水溶性共聚酯共混上漿具備較強(qiáng)的可行性。為此，本文選取了一系列具有不同碳鏈長(zhǎng)度的脂肪族二羧酸酯單體(英文簡(jiǎn)稱(chēng)ADE，如丙二酸二甲酯、丁二酸二甲酯等)合成出相應(yīng)的脂肪族-芳香族水溶性共聚酯。依據(jù)前期研究的成果[4]，本文在WSP與淀粉共混比一致的基礎(chǔ)上探究脂肪族酯類(lèi)單體的分子結(jié)構(gòu)對(duì)WSP/淀粉共混漿上漿性能所產(chǎn)生的影響。這對(duì)于改善純滌綸短纖紗及滌綸含量高的滌/棉混紡紗上漿后的使用性能，減少退漿廢水對(duì)環(huán)境造成的污染都具有積極的意義。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

芳香族酯類(lèi)單體對(duì)苯二甲酸二甲酯(DMT)，水溶性單體間苯二甲酸二甲酯-5-磺酸鈉(SIPM)，乙二醇(EG)，三聚氰酸-酰胺(ADE)單體，包括丙二酸二甲酯(DMM)、丁二酸二甲酯(DMSu)、戊二酸二甲酯(DMG)、癸二酸二甲酯(DMSe)，以上化學(xué)試劑均為化學(xué)純。酸解淀粉：以玉米淀粉為原料，按照文獻(xiàn)[5]的方法進(jìn)行酸解降黏處理，表觀黏度為11.0 mPa·s，滌/棉(65/35)細(xì)紗由儀征化纖常州大明公司提供，線密度為13.1 tex。

EL204電子天平(梅特勒一托利多儀器有限公司)，SHT型數(shù)顯恒溫磁力攪拌電熱套(山東鄄城華魯電熱儀器有限公司)，2XZ-2型旋片式真空泵(浙江臺(tái)州求精真空泵有限公司)，PM-2型麥?zhǔn)险婵毡?上海行知儀器廠)，NDJ-79型旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)(同濟(jì)大學(xué)機(jī)電廠)，YG023A型全自動(dòng)單紗強(qiáng)力機(jī)(萊州市電子儀器有限公司)，LFY-109型紗線耐磨儀(山東省紡織科學(xué)研究院)，YG171B-2型紗線毛羽測(cè)試儀(南通三思機(jī)電科技有限公司)。

1.2 脂肪族-芳香族水溶性共聚酯的制備

共聚酯通過(guò)酯交換-縮聚二步法合成，在酯交換時(shí)，首先將DMT、ADE單體、SIPM、EG及催化劑醋酸錳、醋酸鈉的混合物移入三口燒瓶中，將燒瓶置于磁力攪拌電熱套中。為確保共聚酯具有良好的水溶性和生物可降解性，投入反應(yīng)體系的DMT與ADE單體之和與SIPM物質(zhì)的量比為4∶1，DMT與各ADE單體的物質(zhì)的量比均為7∶3。反應(yīng)體系在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下從室溫緩慢升溫至160 ℃，此刻酯交換反應(yīng)開(kāi)始發(fā)生。之后，在約5 h內(nèi)將反應(yīng)溫度逐漸升至180 ℃，保溫1～2 h，酯交換反應(yīng)基本結(jié)束。

此后，將反應(yīng)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移至真空縮聚體系中，加入催化劑三氧化二銻、穩(wěn)定劑磷酸三甲酯及防暴沸玻璃珠。縮聚初始階段，反應(yīng)體系的真空度保持在4 000 Pa左右，溫度緩慢升至220 ℃，在此環(huán)境下反應(yīng)60 min。之后，反應(yīng)體系的真空度和溫度緩慢升至100 Pa和260 ℃，在此條件下反應(yīng)約30 min，縮聚反應(yīng)結(jié)束，及時(shí)將黏稠的共聚酯產(chǎn)物傾倒入瓷制容器中，冷卻至室溫后密封儲(chǔ)存。

1.3 WSP特性黏度及黏均分子質(zhì)量測(cè)定

準(zhǔn)確稱(chēng)取0.125 g(精確至0.1 mg)WSP漿料樣品，將其放置于干燥的錐形瓶中，用移液管加入25 mL苯酚-四氯乙烷(質(zhì)量比1∶1)混合溶劑，攪拌至完全溶解后，冷卻至室溫，將該溶液用砂芯漏斗過(guò)濾后待測(cè)。實(shí)驗(yàn)采用3支管烏氏黏度計(jì)在(25±0.1)℃下進(jìn)行，WSP漿料的特性黏度及黏均分子量依據(jù)文獻(xiàn)[6-7]的方法計(jì)算得出。

1.4 WSP化學(xué)需氧量和生化需氧量測(cè)定

為評(píng)價(jià)不同類(lèi)型WSP漿料的環(huán)保性能，分別依據(jù)GB 11914—1989《水質(zhì) 化學(xué)需氧量的測(cè)定 重鉻酸鹽法》和中華人民共和國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)(HJ 505—2009《水質(zhì) 五日生化需氧量(BOD5)的測(cè)定稀釋與接種法》)測(cè)定出WSP漿料樣本的化學(xué)需氧量(CODcr)和五日生化需氧量(BOD5)。

1.5 WSP/淀粉共混漿液表觀黏度測(cè)試

將干態(tài)質(zhì)量為24 g的WSP/酸解淀粉混合漿料分散于376 mL蒸餾水中，WSP與淀粉的質(zhì)量比為1∶4，攪拌均勻后移至圓底燒瓶中。煮漿的具體過(guò)程以及漿液的表觀黏度測(cè)試按照文獻(xiàn)[5]的方法完成。

1.6 上漿實(shí)驗(yàn)及漿紗性能測(cè)試

將干態(tài)質(zhì)量為48 g的WSP/酸解淀粉混合漿料分散于蒸餾水中，配制成含固率為12%的共混漿液，其中，WSP與淀粉的質(zhì)量比為1∶4。采用GA392電子式單紗上漿機(jī)完成對(duì)滌/棉(65/35)紗線(簡(jiǎn)稱(chēng)T/C紗)的上漿實(shí)驗(yàn)，煮漿過(guò)程與漿紗試驗(yàn)步驟按照文獻(xiàn)[8]的方法完成。上漿實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，有關(guān)漿紗性能的測(cè)試操作及計(jì)算參見(jiàn)文獻(xiàn)[9]。

1.7 核磁共振波譜表征

采用核磁共振波譜儀(AVAMCE III，400MHz，瑞士Bruker公司生產(chǎn))分別對(duì)純芳香族水溶性聚酯與脂肪族-芳香族水溶性共聚酯進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，測(cè)定的共聚酯樣本在制備時(shí)采用的ADE單體為DMM。測(cè)試時(shí)，選用CDCl3為溶劑，共聚酯中分子鏈段中丙二酸二醇酯與對(duì)苯二甲酸二醇酯的物質(zhì)的量比由波譜儀積分質(zhì)子峰面積經(jīng)計(jì)算求得。

2 結(jié)果與討論

2.1 聚酯核磁共振譜圖分析

純芳香族水溶性聚酯和脂肪族-芳香族水溶性共聚酯的1H-NMR圖譜如圖1所示。分析可知，除保留有CDCl3的溶劑峰(化學(xué)位移7.26處)和純芳香族聚酯所有的化學(xué)位移峰[10](如化學(xué)位移處8.10處)外，脂肪族-芳香族共聚酯分子結(jié)構(gòu)中還包含了新的鏈節(jié)(圖1(b)中為丙二酸醇酯)，而此鏈節(jié)上質(zhì)子對(duì)應(yīng)的化學(xué)位移峰出現(xiàn)在圖1(b)中約化學(xué)位移(2.10)處，這就證實(shí)了脂肪族酯基結(jié)構(gòu)單元已存在于脂肪族-芳香族共聚酯的分子鏈中[11]。另外，根據(jù)積分圖1(b)中化學(xué)位移8.10和2.10附近質(zhì)子峰面積得出的結(jié)果，脂肪族-芳香族共聚酯中對(duì)苯二甲酸二醇酯與丙二酸二醇酯的量比為74∶26，該比值與合成共聚酯時(shí)DMT與ADE單體投料時(shí)物質(zhì)的量比70∶30基本一致。

2.2 ADE單體結(jié)構(gòu)對(duì)漿液表觀黏度的影響

表1示出ADE單體的分子結(jié)構(gòu)對(duì)WSP漿料的特性黏度、黏均分子質(zhì)量及WSP/淀粉共混漿液的表觀黏度所產(chǎn)生的影響。由表可知，ADE單體的碳鏈越長(zhǎng)，WSP的分子質(zhì)量和共混漿液的表觀黏度越小。就純芳香族WSP而言，其分子質(zhì)量及與淀粉共混漿液的表觀黏度介于戊二酸醇酯和丁二酸醇酯型脂肪族-芳香族共聚酯之間。

表1 不同類(lèi)型WSP的特性黏度、分子質(zhì)量及WSP/淀粉共混漿液的表觀黏度Tab.1 Intrinsic viscosity and molecular weight of WSP with different molecular structure and apparent viscosity of WSP/starch blended sizing paste

注：丙二酸醇酯、丁二酸醇酯、戊二酸醇酯及癸二酸醇酯型WSP分別代表ADE單體為DMM、DMSu、DMG及DMSe時(shí)合成出的脂肪族-芳香族共聚酯(下表同)，純淀粉漿液的表觀黏度為11.0 mPa·s。

就共聚酯而言，其脂肪族鏈段比芳香族鏈段的柔順性強(qiáng)，在共縮聚反應(yīng)的后期，反應(yīng)體系的黏稠度增幅很大，脂肪族鏈段會(huì)比笨重的芳香族鏈段易于運(yùn)動(dòng)[12]，縮聚反應(yīng)的活性更高，更易形成較長(zhǎng)的分子鏈，故丙二酸醇酯、丁二酸醇酯型共聚酯的分子度量高于純芳香族WSP。對(duì)同一類(lèi)型的漿料來(lái)說(shuō)(如WSP)，其分子質(zhì)量越大，與其他漿料混合后形成漿液的表觀黏度越大。然而，依據(jù)線性縮聚動(dòng)力學(xué)理論，當(dāng)合成共聚酯所投入ADE單體的碳鏈長(zhǎng)度超過(guò)一定限度時(shí)，反應(yīng)物官能團(tuán)的縮聚活性會(huì)下降，分子的活動(dòng)能力亦隨之減弱，部分活性端基甚至?xí)话馵4]，不利于聚合反應(yīng)的順利進(jìn)行。因此，ADE單體的碳鏈長(zhǎng)度越大，所合成出的脂肪族-芳香族共聚酯的分子質(zhì)量越低，與淀粉共混后漿液的表觀黏度也越小。當(dāng)ADE單體的碳鏈長(zhǎng)度延伸至戊二酸醇酯時(shí)，其與淀粉共混漿液的表觀黏度已開(kāi)始低于純芳香族WSP與淀粉的共混漿液。

2.3 ADE單體分子結(jié)構(gòu)對(duì)漿紗性能的影響

ADE單體分子結(jié)構(gòu)對(duì)滌/棉漿紗力學(xué)及毛羽貼伏性能的影響分別如表2、3所示。隨著ADE單體碳鏈長(zhǎng)度的增加，漿紗的斷裂強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、耐磨性以及貼伏毛羽的能力均呈現(xiàn)出降低的趨勢(shì)；對(duì)純芳香族WSP來(lái)說(shuō)，其漿紗的力學(xué)性能及毛羽貼伏性能除低于丙二酸醇酯型共聚酯外，均高于其他類(lèi)型脂肪族-芳香族共聚酯漿出的滌/棉經(jīng)紗。

表2 滌/棉上漿紗的強(qiáng)伸及耐磨性能Tab.2 Tensile properties and abrasion resistance of sized T/C yarns

注：原紗的拉伸斷裂強(qiáng)力為2.86 N，斷裂伸長(zhǎng)率為9.72%，耐磨次數(shù)為69。

前文已闡明，隨著ADE單體碳鏈長(zhǎng)度的增加，其對(duì)應(yīng)的脂肪族-芳香族共聚酯的分子質(zhì)量逐漸降低，因此，滲透入紗線內(nèi)部纖維間的共聚酯漿液在干燥后所形成膠層的內(nèi)聚力會(huì)隨之下降，導(dǎo)致膠層的斷裂強(qiáng)度及耐磨性受損，漿紗抵抗外力拉伸、磨損的能力降低；WSP/淀粉共混漿液的表觀黏度同樣也隨ADE單體碳鏈長(zhǎng)度的增加而降低，過(guò)小的黏度會(huì)使?jié){液在紗線中浸透有余而被覆不足，使紗線表面的纖維游離端難以貼伏在紗體上，不利于降低毛羽數(shù)量[13-14]。另外，在使用相同質(zhì)量共聚酯漿料的情況下，ADE單體的碳鏈越短，共聚酯脂肪族鏈節(jié)的分子量越小，其合成出的共聚酯分子鏈上所含的酯基數(shù)量就越多。依據(jù)擴(kuò)散理論中的相似相容原理[15]，脂肪族-芳香族共聚酯漿料對(duì)聚酯纖維的黏附性越強(qiáng)，在漿紗受到拉伸、摩擦等外力作用時(shí)，可表現(xiàn)出更好的強(qiáng)伸性與耐磨性，亦有助于將毛羽更為牢固地黏在紗體上。由于上述2個(gè)原因，漿紗的力學(xué)及毛羽貼伏性能隨著ADE單體碳鏈長(zhǎng)度的增加而降低。

純芳香族WSP漿料具備與聚酯纖維幾近相同的分子結(jié)構(gòu)，故二者的親和力好，宏觀表現(xiàn)為純芳香族WSP對(duì)聚酯纖維的黏附性很強(qiáng)，毛羽貼伏效果佳。另外，純芳香族WSP主鏈上芳環(huán)的數(shù)量比脂肪族-芳香族共聚酯高出許多，分子鏈的剛性強(qiáng)，漿液烘干后，經(jīng)紗外包覆的漿膜及纖維間膠層的內(nèi)聚強(qiáng)度和模量高，漿紗力學(xué)性能好，雖然純芳香族WSP雖具備這些性能優(yōu)勢(shì)，但表2、3數(shù)據(jù)顯示，丙二酸醇酯型共聚酯漿出紗線的力學(xué)及毛羽貼伏性能均比純芳香族WSP略為優(yōu)異。究其原因，丙二酸醇酯型共聚酯的分子質(zhì)量高出純芳香族WSP近10%，漿料膠層的內(nèi)聚強(qiáng)度大，與淀粉的共混漿液的黏度大，更有利于貼伏毛羽；且丙二酸醇酯型共聚酯的分子鏈的柔順性較純芳香族WSP為佳，故其對(duì)紗線的保伸性亦優(yōu)于純芳香族WSP；漿紗的耐磨性是漿料內(nèi)聚力、分子主鏈柔順性及漿料與纖維大分子間黏附性的綜合表現(xiàn)，基于上述原因，丙二酸醇酯型共聚酯漿出紗線的耐磨次數(shù)也略高于純芳香族WSP。

表3 滌/棉原紗與上漿紗的毛羽數(shù)量Tab.3 Hairiness amount of unsized and sized T/C yarns 個(gè)

2.4 WSP漿料的生物可降解性分析

在評(píng)估紡織漿料的生物可降解性時(shí)，業(yè)內(nèi)人士一般采用生化需氧量(BOD5)、化學(xué)需氧量(CODcr)及二者的比值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，純芳香族WSP、丙二酸醇酯型共聚酯、PVA及聚丙烯酸酯類(lèi)漿料的BOD5與CODcr如表4所示。在通常情況下，脂肪族酯鍵比芳香族酯鍵更易被自然界中的微生物侵蝕和水解，故丙二酸醇酯型共聚酯的BOD5/CODcr比值是WSP漿料系列中純芳香族樣品的2倍有余。與常用于滌綸短纖紗及高比例滌/棉混紡紗上漿的聚丙烯酸酯類(lèi)漿料相比，丙二酸醇酯型共聚酯的BOD5/CODcr比值亦相差無(wú)多，退漿廢液對(duì)環(huán)境的損害小。PVA1799和PVA1788分別只有0.004和0.009，故脂肪族-芳香族水溶性共聚酯漿料有很大的潛力取代環(huán)境污染嚴(yán)重的PVA。

表4 不同種類(lèi)漿料的BOD與COD值Tab.4 BOD and COD values of various sizing agents

注：AA、EA及BA分別為丙烯酸、丙烯酸乙酯及丙烯酸丁酯的英文縮寫(xiě)；PVA漿料的COD、BOD值來(lái)源于文獻(xiàn)[16]。

3 結(jié) 論

1)ADE單體的分子結(jié)構(gòu)對(duì)WSP漿料的分子質(zhì)量及漿液的表觀黏度影響較大。隨著ADE單體碳鏈長(zhǎng)度的增加，WSP漿料的分子質(zhì)量逐漸降低，與淀粉共混漿液的黏度隨之降低。純芳香族WSP漿料的分子質(zhì)量略低于丁二酸醇酯型共聚酯，高于戊二酸醇酯型共聚酯，其與淀粉共混漿液的黏度亦呈現(xiàn)相似趨勢(shì)。

2)ADE單體的分子結(jié)構(gòu)對(duì)WSP/淀粉混合漿料的漿紗性能產(chǎn)生顯著影響。隨著ADE單體碳鏈長(zhǎng)度的增加，滌/棉(65/35)漿紗的強(qiáng)伸、耐磨性能逐漸降低，毛羽數(shù)量隨之增加。純芳香族WSP的漿紗性能除低于丙二酸醇酯型共聚酯外，優(yōu)于其他類(lèi)型的脂肪族-芳香族共聚酯樣品。

3)將丙二酸醇酯鏈段嵌入芳香族WSP分子主鏈中是提高WSP漿料使用及環(huán)保性能的有效化學(xué)方法。丙二酸醇酯型共聚酯除主要漿紗性能優(yōu)于純芳香族WSP外，生物可降解性能亦顯著高于后者。

4)綜合本文實(shí)驗(yàn)結(jié)果，丙二酸醇酯型共聚酯對(duì)滌/棉(65/35)經(jīng)紗的上漿效果較為理想，作為針對(duì)純滌綸短纖紗及高比例滌/棉混紡紗的環(huán)境友好型漿料新品種，此類(lèi)脂肪族-芳香族共聚酯具備較大的推廣使用價(jià)值。

FZXB

[1] ZHU Z F, JIN E Q, YANG Y Q. Incorporation of aliphatic units into aromatic water-soluble polyesters to improve the performances for warp sizing[J]. Fibers and Polymers, 2009, 10(5): 583-589.

[2] JIN E Q, ZHU Z F, YANG Y Q, et al. Blending water-soluble aliphatic-aromatic copolyester in starch for enhancing the adhesion of sizing paste to polyester fibers[J]. Journal of the Textile Institute, 2011, 102(8): 681-688.

[3] LOGIN R B. Graft polyesters and sized textiles: US Patent, 4275176[P]. 1981-06-23.

[4] 金恩琪, 祝志峰, 仇國(guó)際, 等. 水溶性聚酯漿料酯基結(jié)構(gòu)對(duì)上漿性能的影響[J].紡織學(xué)報(bào), 2008, 29(9): 72-74. JIN Enqi, ZHU Zhifeng, QIU Guoji, et al. Effect of ester structure of water-soluble polyester sizes on the sizing properties of polyester warp yarns[J]. Journal of Textile Research, 2008, 29(9): 72-74.

[5] ZHU Z F, CHEN P H. Carbamoyl ethylation of starch for enhancing the adhesion capacity to fibers[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2007, 106(4): 2763-2768.

[6] 彭輝. 聚酯的特性黏度與聚合度[J].聚酯工業(yè), 2004, 17(3): 5-6. PENG Hui. Relation between intrinsic viscosity and polymerization degree of PET[J]. Polyester Industry, 2004, 17(3): 5-6.

[7] 何曼君, 陳維孝, 董西俠. 高分子物理[M]. 上海：復(fù)旦大學(xué)出版社, 1990:174-182. HE Manjun, CHEN Weixiao, DONG Xixia. Polymer Physics[M]. Shanghai: Fudan University Press, 1990:174-182.

[8] 葉秋娟, 李曼麗, 金恩琪, 等. 丙烯酸酯單體結(jié)構(gòu)對(duì)接枝淀粉上漿性能的影響[J].棉紡織技術(shù), 2015, 43(4): 9-12. YE Qiujuan, LI Manli, JIN Enqi, et al. Influence of acrylate monomer structure on grafted starch sizing property[J]. Cotton Textile Technology, 2015, 43(4): 9-12.

[9] 范雪榮, 榮瑞萍, 紀(jì)惠軍. 紡織漿料檢測(cè)技術(shù)[M]. 京：中國(guó)紡織出版社, 2007:217-229. FAN Xuerong, RONG Ruiping, JI Huijun. Measurement Technique of Textile Sizes[M]. Beijing: China Textile & Apparel Press, 2007:217-229.

[10] DENG L M, WANG Y Z, YANG K K, et al. A new biodegradable copolyester poly(butylene succinate-co-ethylene succinate-co-ethylene terephthalate)[J]. Acta Materialia, 2004, 52(20): 5871-5878.

[11] 陳玉英. 藥學(xué)實(shí)用儀器分析[M]. 北京：高等教育出版社, 2006:270-271. CHEN Yuying. Practical Instrumental Analysis of Pharmacy[M]. Beijing: Higher Education Press, 2006:270-271.

[12] MALCOLM P Stevens. Polymer Chemistry: an Introduction[M]. 3rd ed. New York: Oxford University Press, 1990:342-346.

[13] 趙博, 石陶然. 減少漿紗毛羽的探討[J].成都紡織高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào), 2004, 21(2): 39-42. ZHAO Bo, SHI Taoran. Discussion about decreasing sizing hairiness[J]. Journal of Chengdu Textile College, 2004, 21(2): 39-42.

[14] 盧雨正, 張建祥, 劉建立, 等. 泡沫上漿與經(jīng)紗預(yù)濕協(xié)同工藝的漿紗效果[J].紡織學(xué)報(bào), 2014, 35(12): 47-51. LU Yuzheng, ZHANG Jianxiang, LIU Jianli, et al. Sizing effects of foaming-sizing and warp pre-wetting combined process[J]. Journal of Textile Research, 2014, 35(12): 47-51.

[15] 李偉, 祝志峰. 磺基丁二酸酯化淀粉的合成及其對(duì)羊毛的黏附性[J].紡織學(xué)報(bào), 2015, 36(1): 93-97. LI Wei, ZHU Zhifeng. Synthesis and adhesion-to-wool of sulfosuccinylated starch[J]. Journal of Textile Research, 2015, 36(1): 93-97.

[16] 王強(qiáng), 范雪榮, 張玲玲, 等. 經(jīng)紗上漿聚酯漿料的合成和性能研究[J].紡織學(xué)報(bào), 2002, 23(6): 61-63. WANG Qiang, FAN Xuerong, ZHANG Lingling, et al. Study on synthesis and performance of polyester warp sizes[J]. Journal of Textile Research, 2002, 23(6): 61-63.

Influence of molecular structure of aliphatic dicarboxylate ester monomers on sizing properties of aliphatic-aromatic water-soluble copolyesters

JIN Enqi, LI Manli, ZHANG Lingling

(College of Textiles & Garments, Shaoxing University, Shaoxing, Zhejiang 312000, China)

In order to study the influence of molecular structure of aliphatic dicarboxylate ester (ADE) monomers on sizing properties of aliphatic-aromatic water-soluble copolyesters, ADE monomers with various carbon chain lengths were chosen to prepare aliphatic-aromatic water-soluble copolyesters with different ester structures by transesterification-polycondensation. Then the copolyesters were blended with hydrolyzed starch to size polyester/cotton(65/35) warp yarns. The performance of the sized yarns was evaluated in terms of tensile strength, elongation, abrasion-resistance and the amount of hairiness. The results show that carbon chain length of ADE monomers has great effect on sizing properties of water-soluble copolyesters. The copolyester synthesized by dimethyl malonate (DMM) as aliphatic monomers exhibits better sizing properties than the other water-soluble polyesters. Compared with unsized yarns, the yarns sized by hydrolyzed starch the copolyester synthesized by DMM has tensile strength increased by 45.72% while the tensile elongation is decreased by only 11.73%. The abrasion number of the sized yarns is almost doubled and the hairiness amount of the yarns is decreased to a large extent. In addition, the biodegradability of the copolyester synthesized by DMM is much better than that of pure aromatic water-soluble polyester.

aliphatic monomer; ester structure; water-soluble copolyester; sizing property; biodegradability; polyester/cotton

10.13475/j.fzxb.20150701106

2015-07-05

2016-02-29

浙江省公益性技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目(2016C34009)；浙江省教育廳科研項(xiàng)目(Y201533919)；紹興市公益性技術(shù)應(yīng)用研究計(jì)劃項(xiàng)目(2014B70014)

金恩琪(1982—)，男，講師，博士。研究方向?yàn)榄h(huán)保型紡織漿料及新型漿紗技術(shù)。李曼麗，通信作者，E-mail: kof.manman@163.com.

TS 103.846

A