芳纶是一种高模量、高强度的纤维，普遍应用在消防、森警以及特种防护领域［1⁃2］。芳纶按结构的不同，可分为聚间苯二甲酰间苯二胺和聚对苯二甲酰对苯二胺，即芳纶1313和芳纶1414。芳纶属于酰胺类，由于大分子中不含羟基，属于疏水性纤维，在织造时通常采用上浆或上可溶性油剂的方法进行织造［3⁃4］，但上油对芳纶纱线的毛羽贴伏较差，其目的主要以光滑纱体、减少静电为主。采用上浆织造时，由于纤维性能的独特性，上浆主要以贴伏毛羽、耐磨以及减少静电为主。芳纶纱线普遍采用PVA、淀粉、丙烯酸类浆料进行上浆。芳纶纱高速织造时的机械性能［5］、芳纶纱线的拉伸性能［6］等基础研究在国外已有报道。国内学者对芳纶也进行了大量研究，包括纺丝方法、纤维表面改性、纤维结构与性能的关系等［7⁃10］。基于芳纶纱在特种防护面料中的大批量应用，我们对其浆纱工艺进行了研究。通过分析纱线的特性以及浆料的性能，同时还考虑到退浆，在设计浆料配方时采用不同含量的PVA浆料，对比分析浆液性能、浆纱性能，优化浆纱配方，实现了较好的上浆效果。1 试验材料及仪器试验材料：芳纶1313/芳纶1414 95/5 26.8 tex纱，浆料（PVA1799、变性淀粉、丙烯酸、抗静电剂）。试验仪器：YG063Q型全自动单纱强力仪（上海标卓科学仪器有限公司）；精密电子天平（上海谭氏实业有限公司）；烘箱（苏州巨兴烘箱设备有限公司）；GA308型双浆槽浆纱机（郑州纺织机械股份有限公司）；WL450型剑杆织机（浙江万利纺织机械有限公司）等。1.1　性能测试依据GB/T 3916—2013《纺织品 卷装纱 单根纱线断裂强力和断裂伸长率的测定（CRE法） 》测试芳纶原纱及浆纱的断裂强力和伸长率。按照GB/T 9995—1997《纺织材料含水率和回潮率的测定 烘箱干燥法》测试浆纱以及原纱的回潮率。采用碱退浆法测试上浆率，测试方法见文献［11］。浆液的黏度及黏度热稳定性的测试方法见文献［12］。1.2　工艺参数采用KY6041⁃1800型整经机整经。整经张力配置（从前往后）：第1至第10排的上两层和下两层5档、中层6档；第11至第20排的上两层和下两层4档、中层5档；第21至第30排的上两层和下两层5档、中层6档；第31排全部为7档。浆纱机控制面板参数设置：浆纱速度42 m/min，卷绕张力4 016 N，干区张力2 280 N，喂入张力136 N，退绕张力325 N，预烘温度130 ℃，主烘温度110 ℃，织轴卷绕要紧密。浆纱时车间温度25 ℃~30 ℃，相对湿度控制在65%~70%。在浆纱开车前，给轴与轴之间加一根大绞线，在整经落轴时，给相邻两根纱之间加一根小绞线，经过干分绞，相邻的纱线就会减少黏连，有利于分绞。1.3　织物规格织物规格：芳纶26.8 ×26.8 220.5×204.5 155.0平纹，织物经纬向紧度分别为42.2%、39.2%。2 结果与讨论2.1　浆料配方选用及浆液性能芳纶纱上浆所用浆料目前主要为变性淀粉、PVA1799、丙烯酸以及助剂（抗静电剂、平滑剂）。由于芳纶疏水性强、表面光滑、纤维之间抱合力差，且大分子结构中分子间作用力较强，在浆料的选用上要注意浆料对芳纶纱的黏附性以及浆料的混溶性，良好的混溶性和黏附性能达到更好的毛羽贴伏效果，提高浆纱质量。考虑到芳纶分子结构的特性以及大批量浆纱，选取淀粉浆料、丙烯酸、PVA1799以及助剂为上浆用浆料。PVA1799有较强的黏附性。丙烯酸浆料对芳纶有较好的黏附性。由于芳纶静电较大，因此在浆液中需要添加抗静电剂，改善纤维之间因静电而造成毛羽贴伏性差的问题。在浆料中添加不同含量的PVA1799来研究浆液及浆纱的性能，因退浆采用酶退法，配方中PVA1799含量不易过高，以免增加退浆废水及防止出现退浆退不干净。最终确定3种浆料配方。对3种浆料配方分别进行煮浆，浆液的黏度及黏度稳定性测试如下。.T001浆料配方配方1配方2配方3PVA1799/%45170变性淀粉/%457690丙烯酸/%858抗静电剂/%222黏度/s8.27.88.8黏度热稳定性/%94.1491.6292.24浆液黏度反映了浆液的流动性，流动性好浆液浸透性好，而黏度热稳定性与上浆均匀性有关，黏度热稳定性高则浆纱上浆率越稳定。由以上数据可知，3种配方浆液黏度热稳定性均大于90%，保证了经纱在上浆过程中获得较理想的上浆率，同时配方2浆液的黏度小，上浆时浆液易于渗透。2.2　芳纶纱浆纱性能对芳纶26.8 tex纱浆纱后测试其性能，结果见表1。从表1可知，芳纶26.8 tex纱配方1的浆纱增强率为2.40%，毛羽降低率为30.56%；配方2的浆纱增强率为3.06%，毛羽降低率为24.78%；配方3的浆纱增强率为0.89%，毛羽降低率为1.32%。可见以淀粉浆料为主的配方上浆时，由于芳纶大分子官能团中不含羟基，而淀粉浆料中含有较多数量的羟基，两分子之间没有相同的官能团，依据相似相容原理，淀粉浆料很难黏附在芳纶纱表面，同时由于淀粉分子间作用力大，经烘干后，纱体表面形成的浆膜刚性大，易于破裂，从而对芳纶纱的黏附性差。配方1浆纱断裂强力要比配方2的小，这说明配方中PVA1799的含量应适度。对比3种配方上浆后浆纱3 mm以上毛羽数，配方2毛羽降低率低于配方1，这是因为配方1中PVA含量较多，而PVA黏性较强，贴伏纱体表面毛羽的能力要强。通过观察浆纱后纱体表面毛羽的分布情况发现，配方2浆纱表面毛羽数量多，且纱线结构松散，但纱体表面形成了较完整的浆膜；配方3浆纱表面毛羽数量多，且纱线结构松散，纱体表面形成的浆膜不完整。.T002表1芳纶纱性能测试结果浆纱上浆率/%回潮率/%断裂强力/cN断裂强力CV/%断裂伸长率/%断裂伸长率CV/%断裂强度/（cN·tex-1）断裂强度CV/%3 mm毛羽/［根·（10 m）-1］3 mm毛羽CV/%原纱4.50699.06.417.313.326.16.419.017.18配方118.875.75715.87.215.310.126.77.213.208.15配方219.014.59720.45.715.98.626.95.714.3010.21配方317.745.03705.25.215.213.226.35.218.768.452.3　织机效率为验证不同配方下浆纱的织造情况，对3种配方的浆纱织造进行织机效率统计，织造车间温度为29 ℃，相对湿度为70%，结果见表2。.T003表2织机效率配方织造长度/m开口清晰度织机效率/%台时经停/次台时纬停/次织疵/分116 900清晰89.421.381.506.00210 000清晰90.251.251.385.7532 000清晰70.005.001.217.20从表2可知，采用配方1上浆后，织机效率达到89.42%，台时经停次数小于台时纬停次数，说明配方1浆纱在织造时不易断裂；采用配方2上浆后，织机效率达到90.25%，略高于配方1，并且此配方中PVA含量只占17%，有利于退浆和环保；采用配方3浆纱，织机效率只有70.00%，台时经停次数为最高，台时纬停次数为最低，说明配方3浆纱质量没有配方1浆纱质量好。通过分析停机问题，发现相邻两根经纱出现毛羽缠结现象，打纬时交缠在一起的纱线因局部张力过大发生断裂而造成停车。另一方面，由于纱体表面浆膜完整性差，经纱与钢筘摩擦时，一部分毛羽及浆料掉落形成细节，易造成应力集中而断裂。可见芳纶纱采用变性淀粉与丙烯酸浆料上浆时，难以保证浆纱的织机效率。下机后对3种配方坯布的织疵进行了分析，发现主要为脱纬、纬缩、云织等，3种配方中配方2浆纱织成织物后织疵评分最低。2.4　织造落白对车间环境的影响浆纱在织机上织造时，由于经纱与综丝和钢筘反复摩擦，致使纱体表面形成的浆膜破裂，影响浆纱质量。收集不同机台下综框和停经片正下方区域8 h内的落花并称重，配方1、配方2、配方3浆纱在织机上的落白质量分别为10 g、8 g、14 g。由此可知，不同配方浆纱落白量不同，配方2落白最少，其次是配方1，而配方3的落白最多。配方3浆纱在剑杆织机上织造时落白较多，这是因为浆纱与综丝和钢筘反复摩擦，使得黏连在浆纱表面的淀粉和一部分毛羽脱落，因此综丝、钢筘和织机横梁上有大量的落白。落白不仅影响到织机效率，还恶化生产车间的空气环境。淀粉浆料在纱体表面黏附性差，浆纱磨损后附着在纱体表面的淀粉浆料开始松动掉落，另外淀粉浆料所成浆膜脆硬，初始模量较大，浆料颗粒易脱落。2.5　浆纱成本不同配方浆料成本对比见表3。降低PVA含量，上浆成本下降，这是因为PVA浆料单价较高。同时在上浆时PVA浆料与疏水性纤维黏附性较好，上浆量也较高，故上浆成本较高。.T004表3单纱上浆用浆料成本配方混合浆单价/（元·kg-1）百米经纱用纱量/kg百米经纱上浆浆料成本/元112.3910.2723.79210.6710.2715.3438.2610.2714.753 结语对芳纶纱进行浆纱时，应采用PVA含量较少的浆料配方。经试验，较优浆料配方：PVA1799 17%，变性淀粉76%，丙烯酸5%，抗静电剂2%。该配方浆液热稳定性好，织机效率达到90%以上，车间空气环境较好，浆纱成本低，坯布质量好。