纺织增稠剂是印染加工中的核心助剂,主要用于提高染液、印花色浆或整理液的粘度,使其在施加到织物上时能保持清晰的图案轮廓、防止渗化、控制染料/化学品渗透深度、减少滴落。
其成分体系复杂多样,不同的配方组成,对其性能影响很大,所以分析成分组成,对提升产品性能,优化改进配方很重要。
一、天然高分子及其衍生物增稠剂
特点:环保性较好,生物降解性高,但易受微生物影响,稳定性可能不如合成类。
羧甲基纤维素钠(CMC): 应用广泛,增稠效果好,但耐盐性较差(遇重金属离子易沉淀)。
羟基纤维素(HEC): 非离子型,耐电解质、耐盐、相容性好,但增稠效率相对CMC低,成本较高。
甲基纤维素(MC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC): 具有热凝胶特性(加热后凝胶化,冷却后恢复流动性),用于特殊工艺。
瓜尔胶及其衍生物: 瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶(HPG)、阳离子瓜尔胶。
增稠效率高,流变性较好,广泛用于印花和染色。
刺槐豆胶(Locust Bean Gum): 常与卡拉胶复配使用。
黄原胶(Xanthan Gum): 耐盐、耐酸碱、剪切变稀特性好,悬浮稳定性优异,应用广泛。
海藻酸盐: 海藻酸钠(Sodium Alginate)是重要的品种之一。
特别适用于活性染料印花(耐电解质、易洗除、得色鲜艳、不损伤纤维)。
也有海藻酸铵、海藻酸酯等。
二、合成高分子增稠剂
特点:增稠效率高、稳定性好、耐生物降解、可设计性强,但部分产品环保性需注意(如单体残留、生物降解性)。
聚丙烯酸(盐)类(PAA): 这是目前用量大、重要的合成增稠剂,尤其是用于涂料印花和分散染料印花。
化,刮刀剪切时低粘度易刮印)。
碱溶胀型(ASE): 酸性条件下粘度低(方便储存和调浆),加入碱(如氨水)后羧基电离,分子链伸展溶胀,粘度急剧升高。
这是常见的类型。
碱溶胀缔合型(HASE): 在ASE基础上引入疏水基团,兼具ASE的碱增稠特性和缔合增稠的高效性、流变性。
聚丙烯酰胺类(PAM):非离子、阴离子、阳离子型都有。
增稠效率高,但流变性(剪切变稀性)不如聚丙烯酸类理想,且残留单体丙烯酰胺(AM)有神经毒性,环保限制严格,在传统印花中应用减少。
在特定领域如污水处理、上浆剂中仍有应用。
聚烯醇(PVA):水溶性好,成膜性强,粘度稳定。
主要用作乳化糊(A帮浆)的保护胶体,本身增稠能力有限。
常与其他增稠剂复配用于涂料印花、分散染料印花。
根据醇解度不同,性能有差异。
完全醇解型(如PVA-1799)耐盐性好,部分醇解型(如PVA-1788)溶解性、相容性更好。
聚烯吡咯烷酮(PVP): 增稠、成膜、分散、粘结性能好,相容性佳。
多用于高端或特殊应用,成本较高。
聚氨酯类增稠剂(HEUR): 疏水改性氧基聚氨酯。
聚类: 如聚二醇(PEG)高分子量产品,有一定增稠作用,但效率不高,多作为辅助成分。
三、无机增稠剂
特点:成本低,耐高温、耐酸碱,但增稠效率较低,透明度差,易沉降。
膨润土(蒙脱土): 吸水膨胀形成凝胶,有一定的触变性。
常用于地质糊印花或作为辅助增稠/悬浮剂。
硅酸镁铝(凹凸棒土): 类似膨润土。
气相二氧化硅: 通过氢键形成网络结构,具有强触变性。
主要用于高粘度体系(如密封胶),在纺织浆料中应用有限。
四、复合/乳化增稠剂
乳化糊(A帮浆): 这是早期非常重要的增稠体系,尤其适用于涂料印花。
现已被高效环保的合成增稠剂(如聚丙烯酸类、聚氨酯类)大量取代。
半乳化糊: 乳化糊与合成增稠糊的混合物,试图兼顾性能和环保。
五、配方组成中的辅助成分
除了主增稠成分,增稠剂配方中通常还包含:
溶剂(水): 主要载体。
防腐剂/杀菌剂: 防止微生物腐败(对天然增稠剂尤其重要)。
pH调节剂/缓冲剂: 控制产品pH值以保证稳定性和性能(如ASE/HASE需要特定pH激活)。
消泡剂: 减少生产和应用过程中产生的泡沫。
螯合剂/软水剂: 络合金属离子,防止其影响增稠效果或导致沉淀。
分散剂/稳定剂: 保证粉体增稠剂(如膨润土)或疏水成分均匀分散稳定。
六、选择与应用要点
工艺匹配性:
印花类型: 活性染料印花应选海藻酸钠;涂料印花应选聚丙烯酸类(ASE/HASE)或聚氨酯类(HEUR);分散染料印花常用聚丙烯酸类或乳化糊;酸性染料印花可能用合成增稠剂或改性植物胶。
粘度要求: 不同花型(精细/块面)、设备(圆网/平网/滚筒)对粘度及流变性(剪切变稀程度、恢复速度)要求不同。
渗透性要求: 染色或某些整理要求均匀渗透,需要低粘度或特定流变性。
相容性: 与染料、其他助剂(如粘合剂、交联剂、固色剂)的配伍性,避免絮凝、沉淀、破乳。
耐电解质性: 染料和助剂(如盐、碱)浓度高的体系(如活性染料印花色浆)需选用耐电解质性好的增稠剂(如海藻酸钠、HASE、HEUR)。
易洗除性: 印花后需容易洗除,不影响手感(合成增稠剂通常比天然胶更难洗净)。
环保性: 关注APEO、甲醛、VOC(如乳化糊中的矿物油)、可吸附有机卤化物(AOX)、生物降解性、单体残留(如丙烯酸、丙烯酰胺)等限制。
成本: 高性能(如HEUR)往往对应高成本。
总结
纺织增稠剂具体成分的选择是性能、工艺要求、成本与环保法规等多因素综合平衡的结果。
成分的多样性使其需要各种仪器测试,匹配数据库,得到成分的具体名称和大概含量,对比不同的配方可以优化改进,提升产品的性能,提高竞争力。
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