1　毛纱的原料特性

　　毛纱的主要原料是羊毛纤维，属天然蛋白质纤维，其纤度一般为3～7d，长度视品种差异很大，表面有鳞片和油脂，柔中有刚，急、缓弹性均优于其它天然纤维。其化学组成主要是角朊。羊毛化学式大致是(C42H157O15N5S)n，含有酰胺基。羊毛角朊经水解的作用，会被分解成各种不同的氨基酸，故它还含有氨基(-NH2)和羧基(-COOH)。除纯纺外，羊毛还与多种纤维进行混纺，如羊绒、兔毛、丝、棉、麻等天然纤维和涤纶、腈纶、锦纶、粘胶等化学纤维。根据“相似相容原理”选择浆料时，由于纱线原料的多元化、浆料组分的选择必然具有一定的复杂性。

2　毛纱用浆料的性能特点及其选用

　　毛纱用粘着剂主要有淀粉(包括变性淀粉)、动物胶、聚乙烯醇(PVA)和丙烯酸4大类浆料。

2.1　变性淀粉

　　淀粉用于经纱上浆已有悠久的历史，其资源丰富、价格低廉、对环境污染小。为改善原淀粉浆膜脆硬、伸度小、弹性差、浆液粘度不稳定，特别是对疏水性纤维粘着性能差的缺点，人们对淀粉进行了变性处理。第1代变性淀粉为转化淀粉，变性方式为解聚反应、氧化反应；第2代变性淀粉为淀粉衍生物，变性方式是引入化学基团或低分子化合物；第3代变性淀粉为接枝淀粉，变性方式是引入具有一定聚合度的合成物。淀粉变性处理已卓有成效，在现代浆纱中起着重要作用。

2.1.1　酸解淀粉

　　酸变性的主要目的是降低淀粉的粘度，改善其流动性，提高粘度的热稳定性，以扩大原淀粉的应用功能，达到高浓低粘、适合高压上浆的要求。酸解淀粉变性的基本原理是利用酸对淀粉大分子中葡萄糖甙键的催化水解作用，使大分子聚合度降低，达到水解的目的。生产方法简单、成本低、浆纱质量好、适应面广，现已广泛用做主浆料，它与PVA混用，可获得较好的上浆效果。

2.1.2　氧化淀粉

　　氧化淀粉的目的是降低粘度和使淀粉分子上产生一定量的羧基，提高对纤维的粘附力。其浆液的流动性、浸透性和成膜性均好，色泽洁白而透明，浆液稳定而不易沉淀，用于经纱上浆颇为适宜。

2.1.3　交联淀粉

　　交联淀粉是用1个交联剂分子把2个淀粉分子连接在一起的一种变性淀粉。其最大的特点是具有良好的粘度稳定性和耐热性。因其粘度过高，一般只用于以被覆为主的多毛羽的经纱上浆。因此在制取交联淀粉前应先用酸、氧化剂或酶进行预处理，以改善浆液的流动性，并且交联度也尽可能低些。

2.1.4　酯化淀粉

　　淀粉酯是在适当的条件下，使用化学活泼性较强的酯化剂(如酸、酸酐等)使淀粉大分子羟基中的氢被酸根取代生成淀粉酯。用于上浆的酯化淀粉主要有：醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉和氨基甲酸酯淀粉(又称尿素淀粉)。(1)醋酸酯淀粉是在淀粉分子上引入乙酰基(-COCH3)。浆液分散性能好，较透明，浆膜有韧性，由于其浆液不易凝胶，可用于毛纱低温上浆(60℃左右)，以防止高温上浆对毛纤维的损伤。缺点是耐碱性差，酯基不耐水解；(2)磷酸酯淀粉是淀粉中的羟基与磷酸盐反应生成的，含有磷酸酯基团(-PO-OHONa)，易分散在水中，用于毛纱低温上浆时不会凝冻，乳化性能好，与PVA混溶性好；(3)尿素淀粉是尿素作用在淀粉上引入氨基酸甲酯基团(-CONH2)，它使浆料易分散、粘度降低，具有良好的粘度稳定性，对纤维的粘附性也略有增加，但浆膜的吸湿性强，应注意防止纱线发生粘连。

2.1.5　醚化淀粉

　　淀粉在适当的条件下，与烃基反应，使羟基中的氢被烃基所取代生成淀粉醚。主要品种有羧甲基淀粉(CMS)、羟乙基淀粉(HES)、羟丙基淀粉(HPS)等水溶性淀粉醚。CMS的主要作用是替代价格较贵的羧甲基纤维素(CMC)，以加强浆液各组分的混溶性和增稠作用。HES是非离子型淀粉衍生物，有良好的水溶性和较好的粘度稳定性，不易凝胶，可在60～70℃进行低温上浆，可作为毛纱等的主浆料。以上几种淀粉醚，都有良好的水溶性，调浆方便，低温上浆时不会凝胶。因成本高，选择宜慎。

2.1.6　阳离子淀粉

　　因其分子上引入了带阳电荷的基团而对带阴电荷的纤维具有高的粘附性，而且能消除纱线表面的静电，还因阳离子基团都比较长，浆膜光滑柔韧，上浆效果较好，尤其适合含化纤比例比较高的毛混纺纱。

2.1.7　接枝淀粉

　　是现有变性淀粉中最新的一种。它是近年来发展较快的技术含量高、性能优异的变性淀粉。因淀粉分子上接入了大分子支链，如乙烯或丙烯类单体，改善了淀粉的粘接能力。其性质主要由接枝单体的性能和接枝率决定。因为它是由淀粉分子链和合成高聚物分子链两部分所组成，其浆料兼具淀粉和合成浆料二者的特点，互补长短，价格却大大低于合成浆料，而且接枝前后依然可以进行变性，从而可显著提高对毛纤维和合成纤维的粘附性和成膜性，浆膜弹性和伸度以及粘度稳定性均有较大的提高，可作为主体浆料，甚至可以单独上浆。进一步完善接枝淀粉性能，实现其单组分上浆，将是以后研制工作的重点之一。

2.2　动物胶

　　动物胶是一种硬朊类蛋白质，是从动物骨、皮等生胶质中制取的。分为骨胶、皮胶、明胶(精制品)等，都由各种氨基酸组成，主要有羧基(COOH)和氨基(NH2)。由于同羊毛均属于蛋白质类，有相同的基团，所以可用于毛纱上浆；因为温度高时蛋白质会发生水解，上浆温度要在80℃以下，也适合毛纱低温上浆的要求。动物胶易洗净，退浆性好，粘附性(尤其明胶)、耐磨性好，但浆膜粗硬，缺乏弹性，浸透差，落浆多，易发霉，所以使用时应加浸透剂、柔软剂和防腐剂。

2.3　聚乙烯醇(PVA)

　　聚乙烯醇是一种水溶性合成浆料，自1940年首次作为上浆材料使用后，就被认为是理想的纺织浆料之一。从化学结构上看，它由乙烯醇单体聚合而成，其化学分子式是(-CH2-CHOH-)n，部分醇解PVA的大分子上还带有体积较大的醋酸根。PVA具有合成高分子物质所具有的优良性能，浆膜透明而强韧，耐磨性好，其拉伸强度、弹性伸长和耐屈曲强度均很优越，对毛、棉、粘胶等具有很好的亲和力。PVA分子链上仍保留一定数量的乙酰基团(尤其低水解度的场合)，故对疏水性合成纤维也有一定的亲和力。同时，它是一种非离子型浆料，故抗湿能力很强。PVA的混溶性好，能与淀粉、CMC或聚丙烯酸类浆料混合使用，其稳定性能较好，粘度稳定、耐酸、耐碱、不易腐败。其性质主要由它的聚合度和醇解度来决定。随着聚合度的提高，PVA溶液的粘度、粘附性、成膜性能、结皮倾向和浆膜的机械强度、刚性都相应增大，但水溶性、浆膜的柔软性变差，浆液的流动性、润湿性能也相应降低。醇解度在88%(mol/mol)左右，具有较好的水溶性，但醇解度过高或过低其水溶性能反而降低，由此可见，过高的聚合度对经纱上浆及印染退浆都会造成一定的影响。根据上浆的要求，PVA的聚合度一般在1000～1700较适当。对毛纱及毛混纺纱上浆时，大多采用高聚合度的完全醇解PVA，以使毛羽较好的贴伏。对仿毛织物如涤纶、锦纶、腈纶等长丝上浆，应选用低聚合度的部分醇解PVA，以使浸透充分，增强长丝抱合力。

　　针对PVA难溶解，浆液高温时易结皮，湿浆纱干燥后在干分绞时阻力大，易增加毛羽和使浆纱并绞头，部分醇解PVA溶解时易起泡等缺点，人们对PVA进行了变性处理。其变性的基本原理是利用醋酸乙烯的双键酯基及醇解后羟基的活泼性，改变侧链基团及结构，或引入其它单体成为以PVA为主体的共聚物，或引入其它官能团以改变PVA大分子的化学结构。这类PVA改善了水溶性、结皮性，易于退浆，但对疏水性纤维的粘着性能并未得到提高，且价高，因此使用不广。

2.4　聚丙烯酸类浆料

　　聚丙烯酸类浆料是丙烯酸类单体的匀聚物、共聚物或共混聚物的总称。由于其粘着力强，浆膜具有一定的强度，其乳液的单体组分可以改变，能够调整浆膜的柔软性和断裂伸长，并且具有良好的水溶性，对环境污染小等优点，被视为PVA替代的一个重要途径，是很有发展前途的浆料之一。由于其存在软粘缺陷，因此现阶段还不能大量采用聚丙烯酸类浆料上浆，只能将其作为辅助浆料使用。

　　第1代聚丙烯酸类浆料主要有聚丙烯酸甲酯(PAM)，聚丙烯酰胺(PAAm)和28#浆料。这一代浆料含固量低(8～14%)，流动性差，使用不方便，并且由于性能不完善，所以已属淘汰产品。第2代含固量高(均在20%以上)，产品粘度低，粘附性、再粘性也比第1代产品有较大的提高。第3代产品为固体丙烯酸类浆料，产品还处于试验阶段。另外，近年来对丙烯酸多元共聚浆料的研究开发获得了较快的发展，目的在于利用2种或2种以上不同性能的单体，根据其性能的不同，以不同配比，在一定温度条件下进行共聚，获得不同的浆料性能，如良好的粘着性、水溶性以及较低的吸湿性等。

毛纱上浆宜选用丙烯酸类浆料，是因为浆料和纤维之间具有相类似的极性基团的缘故，它对毛纱粘着力好，形成的浆膜弹性及柔软性好，有一定的抗静电性，且退浆容易，不足之处是浆膜再粘性大，浆膜嫌软，并带有难闻的气味。

2.5　毛纱用组合浆料

　　现在市场上销售的组合浆料主要有2种形式，一是以PVA或变性PVA为主，辅以变性淀粉，二是以丙烯酸类共聚树脂为主，辅以变性淀粉。第1种仍没有解决PVA存在的缺点，而第2种则必须解决聚丙烯酸酯浆料的软粘缺陷，并有效的将其加工成粉粒状固态物。组合浆料具有高浓低粘的性能，在浓度成倍提高时，相应的粘度增加不多，在温度降低时，这种粘度特性在上浆中具有很好的使用价值。

　　由于毛纺厂条件所限，为简化工艺流程，节省能源，也有采用冷上浆的方法来代替传统的上浆方法，用合成浆料乳化液，在经纱表面形成一层薄薄的浆膜。例如德国伊埃斯公司生产的HA-S浆料、英国PPT公司生产的ADRON 105浆料(水溶性成膜化合物、润湿剂、润滑剂和防腐剂的水基质配方)、意大利宁柏迪公司的毛经纱上浆剂COESIT LP2(塑性树脂混合物)、中国纺织科技开发公司的毛纺浆纱剂CT98-1(成分：成膜化合物、渗透剂、润滑剂、杀菌防霉剂)、上海毛麻研究所的羊毛用冷浆料WCS、徐州织物上浆剂厂生产的YS-A型浆料(功能性分子共聚物)等，都是专门用于毛纱及其混纺纱上浆的新型组合冷浆料。冷上浆不需烘干，能较有效地润滑经纱，减少纱线表面毛绒，减少经纱与停经片、综丝、钢筘的摩擦。但从实际效果看，高支毛单纱经过冷上浆仍难以满足织造要求。

3　选择毛纱用浆料应考虑的因素

　　由于羊毛纤维及毛单纱的特殊性，在选择浆料组分时应综合考虑以下因素：(1)羊毛纤维特有的鳞片及缩绒性。鳞片有保护羊毛免受化学药剂、空气、日光的侵蚀或防止机械磨损的作用，还有缩绒作用。它的存在将不利于浆料的粘附和渗透，在湿热的上浆条件下还很容易造成毛纱的伸长和张力不匀；(2)羊毛纤维含有油脂和纺纱过程所加的和毛油，同样会影响浆液对纱线的渗透，尤其是高浓高粘的浆液，必须添加渗透剂；(3)羊毛纤维弹性好，断裂伸长率较大，而一般的浆料其浆膜的断裂伸长率都较小。若所选用浆料的弹性与毛纱的弹性不相匹配，会造成拉伸过程中的不同时断裂，从而出现上浆后强力提高不大，甚至低于原纱的情况；(4)羊毛单纱因是单向加捻，其表面纤维与纱线轴线所成倾角较大，加上单纱毛羽众多，使纱线摩擦系数大，耐磨性差，故所选浆料粘度应大些，即以被覆为主，并且平滑性要好一些；(5)在单纱中只有少量的内层纤维平行顺直，而大量的外层纤维处于杂乱无章的包缠状态，使单纱易发硬、发毛，影响弹性、伸长率及吸湿性，造成浸透困难。并且单纱特数越低，纱线截面含有的纤维根数愈少，根数分布不匀率愈高。因纤维间互相接触的面积小，当毛纱拉伸时，滑脱纤维根数的相对比例较大，这就使得单纱条干不匀率、强力不匀率增大。纤维在受力时易产生外层纤维断裂、内层纤维滑脱的情况。因此促使浆液渗透到纱线内部，增强纤维间的抱合力，对改善毛单纱的强力是很重要的；(6)羊毛的化学组成为角朊，角朊易受碱、氧化剂、还原剂的作用而遭破坏，故浆液不能含有氧化剂、还原剂等物质，宜用微酸性或中性浆液；(7)选择毛纱用浆料时应考虑最好能采用低温上浆。因水、温度和蒸汽达到一定数值时，会使羊毛变得粗糙，强度和弹性受到损失，长时间高温，还会破坏羊毛纤维；(8)羊毛纤维蛋白质结构的防蛀、防霉和混纺纱线的抗静电性，都是选择浆料时应该重视的；(9)上浆对毛织物的手感和风格影响较大，所选浆料要上浆容易，退浆方便、彻底；(10)调浆简单，质量可靠，成本要低，经济可行。

4　结论

　　(1)毛纱上浆愈来愈迫切和重要，加紧研制开发适合毛纱用的新型浆料和上浆设备，是关系到毛纺工业顺利实现产品结构调整的重要工作。

　　(2)从变性淀粉、动物胶、PVA和聚丙烯酸类浆料的发展演变、应用现状和结构性能特点来看，完全可以遴选出适合毛纱用的浆料配方。

　　(3)选择毛纱用浆料应综合考虑原料种类、羊毛特性、毛纱结构和浆料性能等因素，正确处理被覆与浸透的比例，解决毛羽伏贴、耐磨性、伸长率和强力不匀等问题。

　　(4)毛纱用浆料应能保证毛织物的手感和风格，上浆成本低，退浆容易且不污染环境。