经纱上浆对于改善纱线性能来说，接枝共聚无疑是连接天然高分子和合成高分子的一个重要纽带[1]，它是采用化学方法引发产生自由基，即天然大分子自由基与乙烯基单体反应，期望在不改变本身性能的基础上引入其他良好的性能[2⁃3]。正因能带来更好的性能，扩大了上浆剂的适用范围，使得接枝改性成为众多学者研究的热点。其中对淀粉及其衍生物接枝共聚物的研究有许多，如聚甲基丙烯酸接枝淀粉复合材料[4]、聚丙烯酰胺接枝水解淀粉共聚物[5]、聚丙烯酸分别接枝淀粉和水解淀粉[6⁃8]、烯丙基淀粉接枝聚（丙烯酸）[9]、淀粉接枝聚（甲基丙烯酸）[10]。借鉴了有关淀粉及其衍生物接枝共聚的研究，我们考虑在氧化田菁胶上接枝疏水性单体[11⁃12]，将其用于涤棉混纺纱的上浆，扩展改性田菁胶浆料的适用范围。1 试验部分1.1　仪器与试剂涤/棉 65/35 19.6 tex纱线，郑州国棉三厂；田菁胶，开封兰考植物胶厂；PVA⁃205，日本可乐丽公司；PR⁃Su，德国伊埃斯公司；次氯酸钠，分析纯，天津市德恩化学试剂有限公司；乙酸乙烯酯，分析纯，天津化学试剂有限公司；过硫酸钠，分析纯，成都科龙化工试剂厂；JY2001型电子天平，上海精密科学仪器有限公司；DF⁃101S型集热式恒温加热磁力搅拌器，郑州长城科工贸易有限公司；NDJ⁃1型旋转黏度计，上海昌吉地质仪器有限公司；DHG101⁃5A型电热恒温鼓风干燥箱，郑州国瑞仪器有限公司；AVATAR360型傅立叶变换红外光谱仪，尼科公司；EXSTAR6000型热分析系统，日本Seiko公司；JSM5600LV型扫描电镜，日本JEOL公司；GA391型(立式)单纱浆纱机，江阴市通源纺机有限公司；YG061型电子单纱强力仪，莱州市电子仪器有限公司；YG171B⁃1型纱线毛羽测试仪，莱州市电子仪器有限公司；LFY⁃20型多功能纱线耐磨仪，山东省纺织科学研究院；HD026N型电子织物强力仪，南通宏大电子仪器有限公司。1.2　浆料的配比1.2.1　次氯酸钠的用量称取田菁胶2.0 g于250 mL三颈烧瓶中，加入4.0 mL无水乙醇使田菁胶分散均匀，再加入100 mL蒸馏水配制成田菁胶溶液。升温至40 ℃，分别向田菁胶溶液中加入2.0 mL、3.0 mL、4.0 mL、5.0 mL、6.0 mL的次氯酸钠，制得氧化田菁胶。随后机械搅拌反应1 h后升高到60 ℃，加入1.0 mL乙酸乙烯酯并保温15 min后，取 0.010 g过硫酸钠溶于水，用恒压滴液漏斗缓慢加入到三颈烧瓶中，加入一定量水后反应2 h，制得浓度为1%的1#、2#、3#、4#、5#氧化田菁胶接枝聚乙酸乙烯酯浆料。1.2.2　乙酸乙烯酯的用量称取田菁胶2.0 g于250 mL三颈烧瓶中，加入4.0 mL无水乙醇使田菁胶分散均匀，再加入100 mL蒸馏水配制成田菁胶溶液。升温至40 ℃，向其中加入4.0 mL次氯酸钠，制得氧化田菁胶。随后机械搅拌反应1 h后升高到60 ℃，分别加入0.5 mL、1.0 mL、1.5 mL、2.0 mL、2.5 mL乙酸乙烯酯并保温15 min后，取0.010 g过硫酸钠溶于水，用恒压滴液漏斗缓慢加入三颈烧瓶中，加入一定量水后反应2 h，制得浓度为1%的6#、7#、8#、9#、10#氧化田菁胶接枝聚乙酸乙烯酯浆料。1.2.3　过硫酸钠的用量称取田菁胶2.0 g于250 mL三颈烧瓶中，加入4.0 mL无水乙醇使田菁胶分散均匀，再加入100 mL蒸馏水配制成田菁胶溶液。升温至40 ℃，向其中加入4.0 mL次氯酸钠，制得氧化田菁胶。随后机械搅拌反应1 h后升高到60 ℃，然后加入1.0 mL乙酸乙烯酯并保温15 min后，分别取0.010 g、0.015 g、0.020 g、0.025 g、0.030 g的过硫酸钠溶于水，用恒压滴液漏斗缓慢加入到三颈烧瓶中，加入一定量水后反应2 h，制得浓度为1%的11#、12#、13#、14#、15#氧化田菁胶接枝聚乙酸乙烯酯浆料。1.3　浆料的性能测试1.3.1　试样准备首先在GA391型（立式）单纱浆纱机上采用1#~15#氧化田菁胶接枝聚乙酸乙烯酯浆料分别对涤/棉 65/35 19.6 tex纱线浆纱，得到1#~15#浆纱，随后将浆纱和原纱于100 ℃烘箱中干燥5 min。测试断裂强力与断裂伸长率前，把上浆与未上浆的纱线放在温度20 ℃、相对湿度65%的调温箱中，使其吸湿平衡24 h，然后取出样品待测。1.3.2　浆纱性能测试在分析接枝田菁胶浆料的性能时，一般测试浆纱的断裂强度、断裂伸长率、耐磨次数和毛羽数。按照GB/T 3916—1997《单根纱线断裂强力及断裂伸长的测定》，采用YG061型电子单纱强力仪测定纱线的断裂强度和断裂伸长率。测试条件：隔距500 mm，拉伸条件定时(10±1.5)s，测试速率500 mm/min，温度20 ℃，相对湿度65%，测试10次，修正系数为1。按照FZ/T 01086—2000《纺织品 纱线毛羽测定方法 投影计数法》，采用YG171B⁃1型纱线毛羽测试仪测试纱线毛羽数。测试条件：片段长度10 m，测试速率30 m/min，预加张力（0.5±0.1）cN/tex，温度20 ℃，相对湿度65%，测试10次。按照FZ/T 01058—1999《纱线耐磨试验方法 往复式磨辊法》，采用LFY⁃20型多功能纱线耐磨仪测试浆纱耐磨性。该耐磨仪通过往返辊的运动，使纱线在摩擦片中进行往返摩擦运动，直到磨断为止，记录摩擦次数，即为纱线的耐磨性能。测试条件：砂纸号数400，张力重锤质量20 g，温度20 ℃，相对湿度65%，测试10次。2 结果与讨论2.1　浆料各组分用量对上浆性能的影响通过不同用量的次氯酸钠、乙酸乙烯酯、过硫酸钠对上浆性能影响分析，筛选出最优的接枝配比。2.1.1　次氯酸钠用量次氯酸钠用量对浆纱性能的影响情况见表1。.T001表1次氯酸钠用量对浆纱性能的影响纱线断裂强力/cN断裂伸长率/%耐磨次数/次3 mm毛羽数/根·m-1原纱455.79.527152.810.001#浆纱480.48.622192.79.002#浆纱442.38.281228.410.543#浆纱473.38.555186.025.284#浆纱482.69.028153.017.005#浆纱504.39.035160.421.56从表1可以看出，次氯酸钠的用量对浆纱性能的影响：断裂强力为5#浆纱4#浆纱1#浆纱3#浆纱原纱2#浆纱；断裂伸长率为原纱5#浆纱4#浆纱1#浆纱3#浆纱2#浆纱；耐磨性为2#浆纱1#浆纱3#浆纱5#浆纱4#浆纱原纱；3 mm毛羽数为1#浆纱原纱2#浆纱4 #浆纱5#浆纱3#浆纱。综合浆纱的断裂强力、断裂伸长率、耐磨性及毛羽数得出：1#浆纱的综合性能较好，即次氯酸钠的最佳用量为2.0 mL。2.1.2　乙酸乙烯酯用量乙酸乙烯酯用量对浆纱性能的影响见表2。.T002表2乙酸乙烯酯用量对浆纱性能的影响纱线断裂强力/cN断裂伸长率/%耐磨次数/次3 mm毛羽数/根·m-1原纱455.79.527152.810.006#浆纱498.29.136233.99.927#浆纱479.59.523139.46.908#浆纱477.09.262174.817.049#浆纱434.38.502209.917.5810#浆纱472.49.074205.611.74从表2可以看出，乙酸乙烯酯的用量对浆纱性能的影响：断裂强力为6#浆纱7#浆纱8#浆纱10#浆纱原纱9#浆纱；断裂伸长率为原纱7#浆纱8#浆纱6#浆纱10#浆纱9#浆纱；耐磨性为6#浆纱9#浆纱10#浆纱8#浆纱原纱7#浆纱；3 mm毛羽数为7#浆纱6#浆纱原纱10#浆纱8#浆纱9#浆纱。综合浆纱的断裂强力、断裂伸长率、耐磨性及毛羽数得出：乙酸乙烯酯的最佳用量为0.5 mL。2.1.3　过硫酸钠用量过硫酸钠用量对浆纱性能的影响情况见表3。.T003表3过硫酸钠用量对浆纱性能的影响纱线断裂强力/cN断裂伸长率/%耐磨次数/次3 mm毛羽数/根·m-1原纱455.79.527152.810.0011#浆纱484.98.714237.59.0812#浆纱478.08.534189.412.5013#浆纱477.09.262145.226.6414#浆纱442.18.540194.122.4015#浆纱445.98.032143.820.72从表3可以看出，过硫酸钠的用量对浆纱性能的影响：断裂强力为11#浆纱12#浆纱13#浆纱原纱15#浆纱14#浆纱；断裂伸长率为原纱13#浆纱11#浆纱14#浆纱12#浆纱15#浆纱；耐磨性为11#浆纱14#浆纱12#浆纱原纱13#浆纱15#浆纱；3 mm毛羽数为11#浆纱原纱12#浆纱15#浆纱 14#浆纱13#浆纱。综合浆纱的断裂强力、断裂伸长率、耐磨性及毛羽数得出：过硫酸钠的最佳用量为0.010 g。综合试验，分析得出氧化田菁胶接枝聚乙酸乙烯酯浆料各组分最佳用量：次氯酸钠2.0 mL，乙酸乙烯酯0.5 mL，过硫酸钠0.010 g。2.2　可能的氧化接枝过程过硫酸钠Na2S2O8在水中分解产生SO4·-自由基[13]，田菁胶（以下简称SG）被氧化成低分子量的氧化田菁胶（以下简称OSG）链段。OSG中含有大量的—OH，与SO4·-自由基相互作用形成微OSG自由基,即OSG—O·，然后OSG—O·与聚乙酸乙烯酯中的双键作用形成共价键，得到氧化田菁胶接枝聚乙酸乙烯酯（以下简称OSG⁃g⁃PVAc）接枝共聚物。当然还有其他副反应产生，反应体系中含有聚乙酸乙烯酯PVAc均聚物、氧化田菁胶与聚乙酸乙烯酯的混合物（以下简称OSG/PVAc）、未反应的乙酸乙烯酯（以下简称VAc）单体以及未接枝的OSG。OSG⁃g⁃PVAc可能的氧化接枝过程见图1。.F001图1OSG⁃g⁃PVAc可能的氧化接枝过程2.3　浆料的表征采用最佳接枝配比制得OSG⁃g⁃PVAc浆料，用甲醇提取所制得的浆料，得到絮状物，在60 ℃下烘干24 h。将样品研磨，以冰醋酸40 mL及乙二醇60 mL的混合液为溶剂，于索氏提取器中提取24 h，再次烘干至恒重，并对其结构进行表征分析。2.3.1　红外光谱分析OSG和OSG⁃g⁃PVAc的红外光谱对比见图2。.F002图2OSG和OSG⁃g⁃PVAc的红外光谱图从图2可以看出，3 413 cm-1 和1 390 cm-1 是O—H基的伸缩振动吸收峰。2 923 cm-1 和1 075 cm-1 分别是C—H和C—O的伸缩振动吸收峰。1 653 cm-1和 1 637 cm-1处的伸缩振动吸收峰可能是由于水所致，在1 740 cm-1有一个明显的酯基伸缩振动吸收峰，证明乙酸乙烯酯的接枝结果。2.3.2　热重分析OSG⁃g⁃PVAc的热重分析见图3。.F003图3OSG⁃g⁃PVAc的热重分析图从图3可以看出，OSG⁃g⁃PVAc具有优良的热稳定性，在温度高于265 ℃才开始分解。因此OSG⁃g⁃PVAc的热稳定性可满足浆料在高温下热稳定性的基本要求。2.3.3　扫描电镜图分析SG、OSG和OSG⁃g⁃PVAc的扫描电镜见图4。图4SG、OSG和OSG⁃g⁃PVAc的扫描电镜图.F004（a）SG.F005(b)OSG.F006（c）OSG⁃g⁃PVAc从图4中可以看出，在放大100倍的情况下，由于氧化作用,OSG相对于SG有着不同的形貌，它的粒径大于SG并且表面更加光滑。相比于OSG，OSG⁃g⁃PVAc有着更小的粒径，形貌与OSG较为相似。颗粒更小的原因还没有合理解释，但颗粒小的OSG⁃g⁃PVAc溶于水体系中能更好地渗透到纱线中，增加浆纱抱合力，提高浆纱断裂强度，同时增加浆纱的耐磨性，提高织机效率。3 结论综合考虑断裂强力、断裂伸长率、耐磨性以及毛羽数评价指标，制备OSG⁃g⁃PVAc浆料的各组分最佳用量：次氯酸钠2.0 mL，乙酸乙烯酯0.5 mL，过硫酸钠0.010 g。从OSG⁃g⁃PVAc对涤棉纱的上浆性能来看，最佳配比制得的OSG⁃g⁃PVAc浆液黏度稳定性较好，浆纱的断裂强力增大，耐磨性提高，同时毛羽数大大降低。从红外光谱图看出OSG⁃g⁃PVAc浆料接枝乙酸乙烯酯，热重分析表明浆料的热稳定性较好，可满足浆纱需求。