印染技术
涤纶纱线或织物的前处理一般以去油为主，因为涤纶在纺纱时会加入纺纱油剂，那么，涤纶纺纱油剂一般用的都是哪些油？
希望本文对助剂研发工作者和染整前处理工艺制定者以参考。
涤纶长丝油剂品种很多，有POY、DTY的油剂，常规纺纺丝油剂、拉伸丝油剂、变形丝油剂以及工业用丝油剂等。它们均可起到集束、润滑、降低摩擦系数，抗静电等作用，但又有各自特殊的功能和适应性，甚至对同一品种的长丝，因加工设备和后加工过程不同，所需油剂的特性亦应不同。
涤纶长丝油剂可分为纺丝油剂和成品油剂两大类，油剂的基本性能相同，但对纺丝油剂的性能要求高于成品油剂。
一、油剂的基本性能
1、平滑性平滑性、或称润滑性，实质上是油剂的摩擦特性。常以上油后丝与丝(F/F)、丝与金属(F/M)和丝与橡胶(F/R)之间的静摩擦系数(μs)及动摩擦系数(μd)来表不。 一般来说，较好的油剂上到丝上后，F/F的静摩擦系数应适当大些，这样丝的集束性好，卷绕成型好，退绕性优良。对F/F的动摩擦系数无特殊要求，但在假捻变形时，丝若滑动，易于变形。F/M的静摩擦系数小一些为好，动摩擦系数，则是愈小愈好，这可减小丝与金属之间的摩擦，减少毛丝和断头，减少丝对金属的磨损，可提高丝的加工和织造性能。F/R的静、动摩擦系数适当即可，因在加工过程中，使用橡胶部件来增大对丝的握持力，摩擦系数过小，易打滑。平滑性由油剂各组分的性能决定，并和润滑状况有一定关系。含油量较高(0.5％～1.0％)时的润滑为流体润滑。流体润滑中，摩擦系数随油剂粘度的增加和含油量的增高而增大。含油量最低、而摩擦系数最小的润滑为临界润滑。在高速、高接触压力时，保持临界润滑有很重要的意义。临界润滑状况下，除油剂的粘度影响摩擦系数外，油膜强度(界面吸附力、分子间凝聚力)对摩擦系数影响也很大，油膜强度高，摩擦系数波动小。
2、抗静电性聚酯是良好绝缘体，在加工和使用过程中被摩擦时，会因电荷的积累而产生负电性的静电。静电使丝条松散，使加工性变坏。因此，上油后的纤维应具有抗静电性。抗静电的机理通常有三种：即增强纤维的吸湿性；减少摩擦作用；中和产生的电荷。三种机理可同时发生作用。最简便的油剂抗静电性的测定方法是测定上油后丝条的比电阻，亦可测定丝条的摩擦带电量。
3、耐热性对于需经受热加工(拉伸、假捻等)的丝条，所上油剂的耐热性非常重要，耐热性差的油剂，高温下会分解，油剂的物理性能发生变化。高温下油剂的挥发，使上油量减少，并污染环境，产生的焦油或油滴还会影响操作。可采用挥发减量法测定油剂的耐热性，即将油剂放在220℃的烘箱中8h，测定其挥发和分解减量。
4、界面特性油剂必须具有一定的乳化性能。要求油剂乳化稳定，乳化液的表面张力低、粘度小。在纤维表面可均匀附着。如果界面特性不好，即使其他性能很好，也无法满足使用要求。
二、油剂的使用1、根据丝条的用途
选择油剂机织用丝要求上浆性好，上浆后在织造中浆膜不剥落或落下极少。这就要求油剂与浆料相容性好。平滑剂为矿物油的油剂其上浆性较好，因为矿物油粘度较低，其乳化物油膜不仅能与浆料相容，而且易进行再分散，在纤维的表面油剂与浆料置换，油膜可保护浆膜。
针织用丝将直接上机整经和织造，将与织针产生高速摩擦，对平滑性、集束性和抗静电性要求均较高，使用的油剂粘度应低、摩擦系数小、上油量高。
耐高温应是假捻变形用油剂的主要特征，而其平滑性适中即可，因过大或过小均会引起张力变化，使捻度不匀。另外要求油剂产生的白粉少、附着均匀。附着不匀则影响丝的染色性能。
油剂的牌号较多，新使用某种油剂时，最好经小试后，再正式用于生产。因使用不当，将影响生产和产品质量。
2、油剂用量
油剂用量以丝条的含油量(OPU)计算。常规纺机织用丝OPU为0.6％～0.7％，针织用丝为0.7％～0.9％，加弹用丝为0.5％～0.6％。常规纺的上油量还要根据拉伸中是否产生毛丝和断头而定，因有的油剂含量高时，会使丝条张力变大，造成毛丝和断头。
高速纺丝随DTY机的加工速度不同，0PU有所变化，加工速度愈高，OPU应愈低(见表1)。高速纺丝的POY若用于拉伸制拉伸丝，应适当提高上油量。
DTY机的加工速度与上油量的关系
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加工速度 （m/min） |
OPU （%） |
加工速度 （m/min） |
OPU （%） |
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400 600 |
0.4~0.5 0.3~0.4 |
800 1000 |
0.2~0.3 0.2 |
变形后的变形丝重新上的成品油剂，针织用POU为2％～3％，机织用为0.5％～1.5％，用于喷水织机的变形丝，为便于退绕，上0.5％左右的油剂。经纱若不上浆，可在加网络后，再上1.5％左右的油剂。
一些特殊丝，如异形丝、有色丝，上油量应比普通丝高0.1％～0.2％。
3、油剂的浓度
油剂浓度受几种因素的制约，应综合平衡决定。从油剂在丝上的附着均匀性考虑，油剂浓度愈低愈好，但随之而来的是油剂易飞溅，尤其是油轮上油设备，飞溅更严重。一般常规纺丝油剂浓度为10％～15％，高速纺丝油剂浓度为8％～15％。
4、油剂的配制
在某些品种的长丝油剂中，有的组分不易乳化(分散)于水中，即使乳化，也是以凝聚络合物粒子的形态存在。凝聚络合物粒子的大小主要决定于初期乳化条件，即油剂与水接触瞬间的条件。
(1)温度：桶装油剂在低温下存放时，会出现组分分层现象。遇此情况，应将油桶放到40℃的水浴或暖房中，待固体部分溶解后，搅拌均匀再使用。 配油时的水温随油剂性能的不同而不同，但多为20～30℃。 (2)水质：一般离子交换水可满足要求，但离子交换水可能含有硅元素，长期使用，硅与油剂的结合物易堵塞上油喷嘴。 (3)搅拌：油剂注入水中需经搅拌才能均匀。油水接触时间愈短，形成的凝聚络合物粒子愈小。油剂以细流方式注入搅拌速度最快的水中，所形成的粒子小。当搅拌速度在100~400r/min，靠近釜壁处的液体流速最快。注毕油剂后，应继续搅拌约30min。 (4)油剂溶液的防腐：配制好的油剂在贮存和使用中会因其腐败而产生沉淀物，堵塞管道。细菌(微生物)、氧气、营养源和温度是腐败产生的条件。常用的防腐方法有两种。一是控制温度，二是加防腐剂。在20℃以下，细菌繁殖较慢，25℃以上，细菌繁殖较快，但因在18℃以下，油剂乳化液可能析出沉淀物，故油剂温度应控制在20℃左右。防腐剂即杀菌剂。高速纺丝的油嘴后部接管处易堵塞，因而油剂中一定要有杀菌剂。常规纺丝可以不用，但要经常清洁，以保持管路畅通。杀菌剂的用量一般为110～500ppm。使用一段时间后，细菌会产生抗药性，故要提高它的用量。最好是两种杀菌剂交替使用，可提高抗药性。
三、POY和DTY油剂1、POY油剂高速纺纺丝速度在3000m/min以上，上油量比常规纺丝低，故要求油剂具有良好的界面特性，易于分散和渗透，能均匀地附着在纤维表面。油剂是卷绕成型的关键因素之一，它应使得到的卷绕筒子成型良好、退绕张力小。
POY主要用于拉伸变形，丝条要在高温、高张力和高接触压力等条件下进行加工，所以POY的油剂必须具有耐热性、较高的油膜强度和产生白粉少等特性。
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POY油剂的组分和性能
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POY油剂与其他油剂一样，主要组分是平滑剂(占60％～95％)。可用作平滑剂的有矿物油、脂肪酸酯、多元醇酯、聚醚等四大类物质，它们的性能决定油剂的性能(见下表)
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