高压上浆过程中浆液流变性能的分析与研究

论文摘要

纺织上浆用的浆液是一种非牛顿流体,其粘度在浆纱的上浆过程中并非固定不变,而是随着浆液剪切速率的变化而变化,由此影响着浆纱的上浆性能。尤其对于高压上浆来说,浆纱的速度有了显著的提高,浆液的剪切速率较之普通(常压)上浆有了显著的提高。剪切速率的变化对上浆速度、上浆率具有较大的影响,研究高压上浆过程中浆液剪切速率的变化对于全面理解高压上浆,进一步控制与提高高压上浆的质量具有重要的意义。本课题在研究不同浆料的流变性能的基础上,研究高压上浆过程中浆液的流变性能,主要研究速度的变化对浆液流变性能的影响,并进一步研究浆液流变性能的变化与上浆率、浆纱速度、压浆力的关系,以找到它们相互间的科学规律,从而合理地制定高压上浆工艺,确保高压上浆的质量。主要研究内容包括:1、研究剪切速率对浆液流变性能的影响。2、研究高压上浆过程中浆纱速度的提高对浆液流变性能的影响。3、研究几种不同浆液的流变性能,并进行相互的比较。并通过比较与分析研究,选择最优的适合高压上浆的浆液品种。4、研究高压上浆过程中浆液浓度对其流变性能的影响。5、研究压力的提高(主要是压浆力的提高)对浆液流变性能的影响。通过分析和研究,得出结论:1、随着剪切速率的增大,浆液的粘度会逐渐变小。当剪切速率较低时,粘度的变化比较明显,粘度由高到低的下降速度很快,后来随着剪切速率的不断增大,当剪切速率达到一定的范围时,浆液粘度的变化较小,逐渐趋于缓和。且浆液浓度越大,由剪切速率引起的粘度变化幅度越大,变化趋势越明显。结合同心圆筒旋转粘度计测量原理,得出高压上浆过程中浆液的剪切速率变化范围一般为12～40 l/s。2、在浓度相同,剪切速率差别很小时,马铃薯原淀粉浆液的粘度较玉米原淀粉浆液的粘度低,而在高压上浆中,浆料的配方应在含固率不变的前提下,适当降低粘度,且比较相同剪切速率下不同浓度淀粉浆液的粘度,发现马铃薯原淀粉的粘度值变化幅度较小,表现更为稳定,所以推断马铃薯原淀粉更符合高压上浆的要求。3、由实验可以得出,随着混合浆液中PVA含量的不断提高,浆液的起始粘度随之降低。且相同条件下,马铃薯/PVA混合浆的粘度明显低于玉米/PVA混合浆的粘度,由此我们可以得出,前者更适合于高压上浆。4、高压上浆过程中,浆纱速度大幅提高,浆液的剪切速率随之显著提高,从而使得浆液粘度大幅降低,且浆纱速度所引起的剪切速率(12～40 l/s)处于浆液粘度随剪切速率的增大而下降较明显的那一段,当剪切速率达到一定数值时(50 l/s左右),浆液的粘度逐步趋于稳定,实现高浓、低粘的上浆特点,这是高压上浆和常压上浆之间的本质区别。5、高压上浆过程中,浆纱速度增大的同时,压浆力也相应地增加,而压浆力的提高也使得浆液的剪切压力相应增加,且随着剪切压力的增加,浆液的粘度随之下降,当剪切压力达到一定数值时,浆液的粘度逐步趋于平稳。这与剪切速率对浆液流变性能的影响基本相同。论文最后对课题今后的发展方向进行了展望。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内对浆液流变性能的研究
• 1.2.2 国外对浆液流变性能的研究
• 1.2.2.1 从活化能量的角度研究上浆剂的流变特性
• 1.2.2.2 从浆液的剪切特性的角度研究其流变性能
• 1.3 现有研究存在的不足
• 1.4 本课题的研究内容
• 第二章 高压上浆与流变学结合的分析与研究
• 2.1 高压上浆的技术特点
• 2.1.1 高压上浆对压浆力的要求
• 2.1.2 高压上浆对浆液浓度的要求
• 2.1.3 高压上浆对浆液粘度的要求
• 2.1.4 浆液含固率与浆纱上浆率之间的关系
• 2.1.5 压浆力与压出加重率、压出回潮率的关系
• 2.1.6 提高车速对上浆率的影响
• 2.2 高压上浆与流变学结合的分析与研究
• 2.2.1 流变学原理
• 2.2.2 流体的粘度
• 2.2.3 粘度与温度的关系间的关系
• 2.2.4 牛顿内摩擦定律
• 2.2.5 非牛顿流体及其分类
• 2.2.6 弹性流体动力润滑理论与纱线上浆
• 2.2.7 流变性能测量仪器与方法
• 第三章 高压上浆过程中浆液流变性能的测试研究
• 3.1 淀粉的精制
• 3.2 淀粉的酸解
• 3.3 浆液样品的准备
• 3.4 浆液流变性能的测试
• 3.4.1 实验原理
• 3.4.2 实验仪器的准备
• 3.4.3 流变仪的参数设定
• 3.4.4 流变仪操作规程
• 3.5 实验操作过程
• 第四章 结果与分析
• 4.1 剪切速率对浆液流变特性的影响
• 4.1.1 剪切速率与剪切应力的关系分析
• 4.1.2 剪切速率与浆液粘度的关系分析
• 4.2 高压上浆过程中不同浆液品种的流变性能
• 4.2.1 淀粉浆料的流变特性比较
• 4.2.2 PVA浆料的流变特性
• 4.3 高压上浆过程中淀粉/PVA混合浆的流变特性
• 4.4 高压上浆过程中浆纱速度的提高对淀粉流变特性的影响
• 4.5 高压上浆时压浆力的提高对浆液流变性能的影响
• 4.6 浆液浓度对浆液流变性能的影响
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论及进一步研究
• 5.1 结论
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录:攻读硕士学位期间发表的论文