绿色环保纺织油剂复配工艺开题报告

 2021-08-08 14:21:30

1. 研究目的与意义

由于化学纤维表面粗糙和带静电,因此使长丝在加捻、落筒、整经、编织、机织和其他纺织机械上难于加工。化学纤维必须使用纺织助剂进行处理,是因为成型和烘燥的工艺条件不同,使单纤维或长丝形成粗糙或平滑的表面。此外成型高聚物的极性和亲水性也影响单纤维和长丝表面静电荷的积聚。纤维用油剂是在化学纤维的纺丝、牵伸及后处理过程中喷射在纤维表面上的化学助剂,可提高纤维的摩擦、集束和抗静电性能,改善其牵伸、卷曲、卷绕及纺织加工性能,这种化学助剂是水包油或油包水的乳液。根据不同纤维的特性以及纺丝工艺对油剂性能的要求,运用专门的技术才能制备出合格的油剂产品。根据纤维品种以及纤维加工方式的不同,化纤油剂可分成涤纶长丝油剂、涤纶短纤油剂、涤纶工业丝油剂、维尼纶油剂、绵纶长丝油剂、锦纶短纤油剂、锦纶工业丝油剂、氨纶油剂、丙纶长丝油剂、丙纶短纤油剂、腈纶湿法纺丝油剂、腈纶干法纺丝油剂等几十种。化纤油剂的用量随化纤产量的增长而增长。随着功能性织物种类的增多,化纤油剂的品种也在不断增加。不同的聚合物必须采用不同的油剂,不同的纺丝法所用油剂也不一样,纤维品种不同油剂也不一样。工业使用中所关注的不同油剂的共同性能有: 润滑性(2)抗静电性 (3) 耐热性(4)界面特性及其他特性;油剂的主要成分及其代表物: 1、润滑剂 (1)矿物油(2)聚丁烯类(聚异丁烯)(3)α-烯烃齐聚物(4)酯类 (5) 聚醚类(6)特殊润滑剂;2、乳化剂 通常采用非离子表面活性剂为主,以阴离子、阳离子、两性表面活性剂为辅的乳化剂。

化纤产业的不断进步为化纤油剂的发展提供了平台和契机,而我国《纺织工业十二五科技进步纲要》也将新型环保高效化纤油剂的研发及应用作为纺织工业十二五期间重点推广的项目。合成纤维生产正朝着多品种、小批量、高速度发展,而化纤纺丝油剂作为纺丝加工过程中的必备助剂,其研究和生产业也成为了纺织助剂的热门。短纤油剂的需求量:2009年涤纶短纤产量为1045万t,大化原生纺500万t,再生纺545万t,再生纺中约有60%为仿棉型产品,约为327万t,加上原生纺500万t,仿棉型短纤827万t,仿中空短纤218万t。以仿棉型短纤827万t估算,油剂上油率为0.15%,加上一定的损耗,实际油耗以0.2%计,需油剂1.65万t(纯油),以目前50%的有效成分计,需短纤油剂3.3万t。但目前涤纶直纺生产中大都采用进口的油剂,影响其市场竞争力,该油剂国产化迫在眉睫。

本课题旨在研究聚醚型涤纶短纤维纺丝油剂的性能测定与复配。其作用是调节纤维的摩擦性能,提高纤维的抱合性和平滑性消除或减少纤维生产及纺纱过程中产生的静电,保证纤维和纺纱过程的顺利进行。

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2. 国内外研究现状分析

就涤纶成品油剂而言,其油剂使用量仅占油剂总用量的45%。涤纶短纤用油剂不但要满足化纤厂生产,而且要满足纺织厂后加工的需要,开发难度大,国产化率较低。合成纤维生产正朝着多品种、小批量、高速度发展,而化纤纺丝油剂作为纺丝加工过程中的必备助剂,其研究和生产也成为了纺织助剂的热门。

从20世纪80年代到90年代初以后,国外的化纤长丝发展到高速、超高速化及多功能性纤维,相应地开发了改性环氧丙烷/环氧乙烷聚醚及有低摩擦、超耐热、易湿润等特种功能的成分和添加剂组成的第 5 代油剂。

国外较大的油剂生产厂家包括:日本松本油脂公司,产量约 5 万t/a,其中合成纤维用油剂约 2.25 万t;日本竹本油脂公司,油剂产量占日本应用市场的 50%。除日本外,德国hoechst、henkel (汉高)、basf(巴斯夫)、stockhausen(斯托豪森)、santet、bayer(拜耳)、dako(达柯)等公司都是规模较大的油剂生产厂家。美国大洋公司年生产丝织工业用助剂约1.5 万t,也向我国供应部分poy油剂。英国维克公司生产t 20后纺油剂,卜内门公司生产涤纶短纤油剂,他们与竹本油脂公司、松本油脂公司、巴斯夫、拜耳、汉高、亨斯迈、科莱恩等企业一起,引领油剂新品种的开发。

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3. 研究的基本内容与计划

根据加工需要,合成纤维纺织时需要使用油剂,在纤维表面形成一层油膜,改善纤维的平滑性,降低丝束的摩擦系数,增强可纺性,改善成品质量。合成纤维所使用油剂一般由降低纤维间的摩擦系数的平滑柔软剂、消除静电并增强纤维间抱合力的抗静电剂和对油剂起乳化稳定作用的乳化剂组成。本课题旨在研究油剂的配方、检测;在原有的配方基础上,运用自己公司的聚醚来做出自己的配方。

试验计划

(1)建立方法

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4. 研究创新点

本课题旨在利用自己独有的聚醚优势为原料建立自己的油剂配方,应用性强,并且和厂方的生产应用密切结合,使厂方的综合实力得到提高,扩展了产品的应用范围。

国内在此产品上的研究非常少,生产工艺落后且产量低,目前还依赖国外进口,因此研究出切实可行的制备方法将具有重要意义。

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