超声波在经纱上浆中的应用研究

论文摘要

迄今为止,经纱上浆仍是织造准备中的重要工序。经纱上浆质量的好坏对织造工艺的顺利完成有很大影响。然而现行的经纱调浆和上浆工艺存在很多缺陷：调浆和上浆过程需要高温条件,浆液主要覆盖在纱线表面、很难进入纱线内部等。本文利用超声波的机械作用和空化作用进行调浆和上浆,选取常见的32s纯棉纱、涤棉纱和纯涤纱三种纱线进行浆纱试验,通过设置不同含固率的试验,探寻超声波应用于棉纱、涤棉纱及纯涤纱的调浆、上浆过程的可行性及其对浆料及纱线的性能影响。主要研究内容如下：1.超声波在调浆工艺中的应用研究选取实际生产中纯棉纱、涤棉纱和纯涤纱加工常用的浆料配方,用超声波代替机械搅拌在多种含固率条件下进行调浆。采用上浆率、回潮率、增强率、减伸率、耐磨提高率以及毛羽降低率作为评价指标,比较两种不同调浆方法得到的浆液性能。2.超声波在上浆工艺中的应用研究本研究分为三个部分：(1)设计超声波上浆装置；(2)选取纯棉纱、涤棉纱和纯涤纱三种常用纱线作为原料,用超声波辅助浆纱过程。通过与传统“双浸双压”上浆方法得到的浆纱性能进行对比,得出超声波对浆纱各项性能的改善情况；(3)对超声波辅助浆纱的工艺进行探索,得到最佳工艺参数。试验主要结论如下：一、超声波应用于调浆工艺(1)利用超声波的物理机械和空化作用,可以在相同的浆液含固率情况下促进浆液大分子混溶,同时降低糊化温度、缩短糊化时间；超声波调浆还可以帮助降低浆液粘度,提高粘度稳定性。(2)超声波应用于调浆工艺时,不需要辅助加热装置,仅靠其自身的机械振动产生热量,使得整个调浆工艺可以在较低温度下进行,降低能耗。二、超声波应用于上浆工艺(1)在上浆过程中引入超声波一方面可以粉碎纱线内部的空气泡,纤维与浆液几乎是完全润湿,浆液可渗透到纱体内部一定深度,从而增大纤维间的抱合力；另一方面超声波对油脂等杂质有一定的去除能力,可以增大纱体的表面张力,同样利于润湿,从而改善浆液渗透与被覆,提高上浆率,改善物理机械性能；(2)浆纱表面浆膜完整,性能稳定。超声波上浆应用范围广,对纯棉纱、涤棉纱和纯涤纱都可以起到优化浆纱性能的作用,只是优化的程度不同。(3)超声波上浆依靠其机械震动产生热量,省去加热装置,实现55℃左右低温上浆。三、超声波上浆工艺优化(1)在含固率、浆纱速度、浆纱温度三个影响因素中,对浆纱上浆率、回潮率和浆纱断裂强力影响最大的因素是含固率,其次为浆纱车速和浆纱温度。而对浆纱耐磨性的影响因素由大到小依次为：含固率、浆纱温度、浆纱车速；浆纱温度对纱线毛羽指数的影响大于浆纱车速和含固率；对浆纱断裂伸长率来说,上述三种因素对其的影响都不是很大。(2)采用正交试验得到综合最佳上浆工艺为：7%含固率、30m/min浆纱车速和55℃浆纱温度。通过对比可得：使用超声波上浆法可以节省原料,且不需要上浆加热设备,这是对传统上浆法的提高。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.2 浆料性能及其种类
• 1.2.1 浆料基本性能
• 1.2.2 常用浆料种类
• 1.3 调浆及上浆工艺
• 1.3.1 调浆工艺
• 1.3.2 上浆工艺与上浆方法
• 1.3.2.1 高压上浆
• 1.3.2.2 溶剂上浆
• 1.3.2.3 泡沫上浆
• 1.3.2.4 热熔上浆
• 1.3.3 国内外研究进展
• 1.3.3.1 预湿上浆
• 1.3.3.2 涂覆上浆
• 1.3.3.3 冷上浆
• 1.4 超声波技术及其在纺织领域的应用
• 1.4.1 超声波技术的发展概况
• 1.4.1.1 定义
• 1.4.1.2 超声波的特性
• 1.4.1.3 功率超声波的机理
• 1.4.2 超声波技术在纺织领域的应用
• 1.5 本课题主要研究内容
• 第二章 试验用材料、仪器设备与试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验用主要仪器设备
• 2.3 试验用测试方法
• 2.3.1 浆液粘度测试方法
• 2.3.2 浆液糊化时间和糊化温度测试方法
• 2.3.3 上浆率及其测试方法
• 2.3.4 浆纱回潮率测试方法
• 2.3.5 浆纱增强率、减伸率及其测试方法
• 2.3.6 浆纱毛羽指数及毛羽降低率测试方法
• 2.3.7 浆纱耐磨性及耐磨提高率测试方法
• 2.3.8 浆液渗透与被覆情况及其测试方法
• 第三章 超声波在调浆中的应用研究
• 3.1 调浆方法
• 3.2 试验设计与结果分析
• 3.2.1 浆液混溶性对比
• 3.2.2 超声波对糊化时间和糊化温度的影响
• 3.2.3 超声波对浆液分散性及浆液粘度的影响
• 3.2.3.1 配方1
• 3.2.3.2 配方2
• 3.2.3.3 配方3
• 3.2.4 超声波对粘度稳定性的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 超声波在经纱上浆工艺中的应用研究
• 4.1 超声波上浆装置设计
• 4.2 试验结果与分析
• 4.2.1 纯棉纱浆纱性能对比研究
• 4.2.1.1 上浆率与回潮率
• 4.2.1.2 浆纱增强率与减伸率
• 4.2.1.3 浆纱耐磨提高率与毛羽降低率
• 4.2.1.4 浆液渗透与被覆情况
• 4.2.2 涤棉纱浆纱性能对比研究
• 4.2.2.1 上浆率与回潮率
• 4.2.2.2 浆纱增强率与减伸率
• 4.2.2.3 浆纱耐磨提高率与毛羽降低率
• 4.2.2.4 浆液渗透与被覆情况
• 4.2.3 纯涤纱浆纱性能对比研究
• 4.2.3.1 上浆率和回潮率
• 4.2.3.2 浆纱增强率与减伸率
• 4.2.3.3 浆纱耐磨提高率与毛羽降低率
• 4.2.3.4 浆液渗透与被覆情况
• 4.3 本章小结
• 5 超声波上浆工艺优化
• 5.1 超声波上浆工艺影响因素
• 5.2 测试指标
• 5.3 超声波上浆工艺优化
• 5.3.1 试验方案设计
• 5.3.2 参数
• 5.3.3 试验结果与分析
• 5.3.3.1 浆纱上浆率试验结果及分析
• 5.3.3.2 浆纱回潮率试验结果及分析
• 5.3.3.3 浆纱断裂强力试验结果及分析
• 5.3.3.4 浆纱断裂伸长率试验结果及分析
• 5.3.3.5 浆纱耐磨性试验结果及分析
• 5.3.3.6 浆纱毛羽指数试验结果及分析
• 5.3.4 最佳上浆工艺
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.1.1 超声波应用于调浆工艺
• 6.1.2 超声波应用于上浆工艺
• 6.1.3 超声波上浆工艺优化
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表论文及获奖情况
• 致谢