原来DTY油剂是这样研制的

    涤纶高速纺DTY油剂应用于涤纶高速纺POY-DTY工艺的DTY工序中，又称成品油剂、络筒油剂。施加DTY油剂主要是补充前纺油剂的损失，并满足纺织厂从丝筒上很好地退绕用丝，以及织造工艺对丝性能的要求。

    我国化纤工业近几年发展迅速，其中涤纶产品占到总产量的80％以上，随着涤纶工业的发展，对涤纶油剂的需求，无论是品种或者数量都越来越多。与此同时，开发适用于高速化的油剂新品种、开发适用于不同纺丝品种加工工艺和纺织条件的通用油剂，也是人们研究的重要课题。

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生产工艺对油剂性能的要求

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黏度

    油剂的黏度与所用平滑剂的性质有关。涤纶DTY丝上油率一般为2％~3％，黏度过高，上油不均匀，因此拉伸、假捻速度加快后，要求油剂黏度不能太高；黏度过低，上油率达不到要求，而且会引起油剂飞溅，所以DTY油剂黏度应控制在适当范围。一般将运动黏度(40℃)控制在5～20mm2/s，依据生产工艺不同可进行适当调整。

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色度

    对于涤纶DTY油剂要求色度浅，防止纤维变色发黄。

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抗静电性

    合成纤维的特点是疏水性强、吸湿性差、比电阻高，因此在加工过程中，会因摩擦产生静电，造成加工的困难。纤维表面电阻在10（10）Ω以下，可减少静电干扰。采用抗静电油剂处理纤维的方法可有效地降低静电的干扰。抗静电剂的作用在于提高纤维的电导率，减少电荷产生和防止电荷的积聚，也就是通过油剂的处理，提高纤维的吸湿性，改善纤维表面导电性能，降低表面电阻。

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表面张力

    油剂应在纤维表面迅速展开，并形成一层均匀的薄膜。其表面均匀分布的程度取决于它在相界面(纤维-空气)上的界面张力和黏度。表面张力低，渗透性能好，能保证均匀上油。

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摩擦特性

    摩擦特性包括两方面，一方面是纤维与纤维以及器件之间的耐磨性，另一方面是油剂本身的耐磨性，即附着在纤维表面的油膜在高温及一定压力下不破裂，油膜强度高，油剂在丝的表面形成均匀的界面膜，使纤维行走润滑性好，可保护纤维，减少磨损，适应后加工要求。

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PH值

    油剂应呈中性。若油剂呈酸性，与设备接触就容易形成金属皂，腐蚀设备，影响纤维质量。另外，油剂的PH值直接影响到纤维的上油，而纤维上油后的外观，是纤维品质的一个重要指标。根据生产的一般要求，PH值应控制在6～8为宜。

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可洗性

    油剂要求可洗性好，即乳化性能好，有利于染色。对于色丝不必染色，可洗性要求不高，只要将油剂洗去，不考虑染色的影响；白丝要求油剂必须彻底洗净，如果留有微小痕迹，即染色不均变为残次品。鉴别可洗性的简单方法是测试油剂的乳化性能，取一定量油剂，加入一定比例水分，摇匀静置24h，如果不分层不析油，该油剂便认为可洗性合格。

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添加剂筛选及配方确定

    涤纶高速纺DTY油剂通常由平滑剂、乳化剂、抗静电剂、抗飞溅剂等组成。根据生产T艺的要求，进行各种单体的筛选，通过配方的优化设计后考核其各种物化性能，且进行生产性使用试验，与市场上使用效果较好的油剂进行对比，最终确定研制产品配方。

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平滑剂

    由于DTY工序中的拉伸、假捻和络筒都是在高速条件下进行的，所以减少纤维与金属之问的动摩擦系数是最重要的。而矿物油能有效降低动摩擦系数，是纤维和金属间高速度摩擦下的良好平滑剂，它起的作用近似流体润滑作用，其润滑性与油剂黏度直接有关。黏度过高，上油不均匀，因此拉伸、假捻速度加快后，要求油剂黏度低。但黏度过低，上油率达不到要求，而且会引起油剂飞溅，所以涤纶高速纺DTY油剂的黏度应控制在适当的范围内，一般要求40℃不大于20mm2/s，同时根据客户要求调整至合适的黏度。此外还要求其化学性质稳定，对人体无害，无色或浅色。

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乳化剂

    乳化剂的选择是油剂配制的核心和重点。因为油剂中起平滑作用的矿物油没有亲水基，为了赋予其乳化性、分散性、抗静电性及可洗性，必须加入乳化剂。所选乳化剂必须很好地溶解在矿物油中成为均匀透明的液体。乳化剂应对平滑剂和抗静电剂有良好的乳化和稳定能力，使成品油剂在水中形成稳定的乳化液，容易洗去，不影响后道染色加1二。在达到乳油稳定，在水中乳化分散好的前提下，尽可能降乳化剂的用量，减少乳化剂的种类。

    由于APEO(烷基酚聚氧乙烯醚)对环境潜在的危害已经被广泛的研究和论证，欧洲一些国家自1976年制定了法规限制生产和使用APEO。直至2003，欧盟专门制订了限制APEO使用的法规性文件“2003/53/EC指令”，其中明确界定：出口欧洲纺织品和服装上的APEO的限量不超过0.1％。因此在乳化剂的选择上应避免使用已禁用产品。APEO中包括壬基酚聚氧乙烯醚(NPEO，占80％～85％)．辛基酚聚氧乙烯醚(OPEO，占15％以上)，十二烷基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚(DPEO和DNPEO，各占1％)。以往的DTY油剂中NP-3.7，10是不可缺少的乳化剂。目前的应对措施是采用替代APEO的环保原料，如脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO系列和平平加O系列)或支链的脂肪醇聚氧乙烯醚，以及失水山梨醇酯(斯盘系列)和失水山梨醇酯聚氧乙烯醚(吐温系列)，以上产品均为无毒无刺激、无公害的非离子表面活性剂，完全可替代APEO。

    选取几种市售的环保型非离子型乳化剂，考察了乳化剂的基本性质及其在环烷基基础油中的溶解性和稳定性，结果见表1。其中乳化剂的加入量为15％，其余85％为环烷基基础油。

    乳化剂A1、A2和A3与基础油具有较好的相容性，浓缩液外观透明澄清。同时，A1、A2的乳化性优于A3，容易形成均匀的乳液，但乳液的稳定性差，24h后出现分层现象，因此需要将乳化剂复配使用。

    从表2中可以看出，使用A1、A2和A3三种乳化剂的复配体系可得到澄清透明、均匀稳定的浓缩液，且易乳化，使油剂具有较好的可洗性能。油剂的均匀性和乳化性对于纤维的纺丝后整理及染色都非常重要，要求油剂必须均匀稳定不分层，因此选择A1、A2和A3三种乳化剂复配的非离子乳化体系。

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抗静电剂

    由于涤纶的分子链中只含有少量极性基团，而且结构紧密，再结合结晶和取向等原因，使得涤纶吸湿性很差，在标准条件下其吸湿率仅为0.4％，因而在纺丝、纺织加工过程中，由于纤维与纤维、纤维与机械零件之间的摩擦，使其表面发生电荷的转移从而产生静电。若不使静电及时逸散，在加工过程中会出现丝束松散，不能顺利卷绕，易产生毛丝、断头等，所以一定要给纤维施加具有抗静电性能的油剂。抗静电剂是油剂中不可或缺的重要组分之一。

    抗静电剂是依据对涤纶的抗静电性能的优劣和与其他组分的互溶性好坏来选择。根据分子中与长链烷基相连接的极性基的电荷性质，抗静电剂大致上可分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型表面活性剂。一般，抗静电效果最好的是阳离子型和两性型，阴离子次之，非离子型抗静电效果最差。阳离子型抗静电性能虽好，但对金属材料和设备腐蚀性大，且价格昂贵。两性型抗静电性好，耐热性亦好，但来源不广，价格昂贵，影响油剂成本和工业化生产。阴离子型抗静电性能尚可，价格便宜，来源广泛，较适合用于纺丝油剂中。抗静电剂在化纤油剂中并不起着单纯的抗静电作用，往往兼顾其他诸如平滑、乳化、集束、柔软等作用，故选择合适的抗静电剂要进行综合平衡。

    通过实验室考察，选取一种脂肪醇聚氧乙烯磷酸酯钾盐作为DTY油剂的抗静电剂组分，测定其比电阻值如表3所示。由表3可以看出，研制产品较市售几种DTY油剂的纤维比电阻值小，抗静电性能好。

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抗飞溅剂

    由于高速上油容易引起油剂的飞溅，影响环境卫生和产品质量，增加油剂单耗。这就要求既能均匀上油又不发生油剂飞溅。抗飞溅剂是一种聚合物，具有较高的分子量，加入到油剂中会增加油剂的黏度，有效增强与丝束的黏附力，可防止飞溅。此外，添加该剂后要求油剂不变色，对退绕没有影响，对印染整理也没有影响。通过调研及试验，选取一种高分子量的聚合物作为抗飞溅剂组分，其外观无色透明，与其他添加剂相容性良好，油溶性好，对抗静电没有影响，且不会变色，对提高DTY油剂抗飞溅性能具有非常显著的作用。

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摩擦性能测定

    涤纶纤维在生产与加工过程中，要在高速、强力下经纤维与纤维之间、纤维与金属等其他表面之间摩擦运动，油剂的施加，依据其良好的平滑性、较低的摩擦系数，就可以减少纤维的磨损并有效控制这种摩擦运动。油剂的摩擦特性，常用上油后纤维与纤维(F/F)和纤维与金属(F/M)之问的静涤纶纤维在生产与加工过程中，要在高速、强力下经纤维与纤维之间、纤维与金属等其他表面之间摩擦运动，油剂的施加，依据其良好的平滑性、较摩擦系数(μs)及动摩擦系数(μd)来表示，通过纤维摩擦系数测定仪测量摩擦系数来衡量油剂的平滑性。

    在纤维的整个织造过程中，要求纤维与纤维之问的静摩擦系数μs(F/F)适当大一些，对纤维与纤维之间的动摩擦系数μd(F/F)则无要求。尽量降低纤维与金属之问的动摩擦系数μd(F/M)，影响该系数的因素较多，包括油剂黏度、极性、亲水性、纤维表面的含油量等。

    采用Y151型纤维摩擦系数测定仪，测得国内部分DTY油剂及研制产品的摩擦系数，结果如表4所示。

    由试验结果可以看出，研制产品较市售DTY油剂产品的动摩擦系数μd(F/M)低，说明其具有优良的平滑性。

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配方确定及理化性能考察

    确定配方使用的各类添加剂后，对各类添加剂进行了优化平衡，使涤纶高速纺DTY油剂的综合性能达到最佳，最终确定研制产品的配方体系，结果如表5。

    配方确定后，对其理化性能进行了试验室评价，结果如表6所示，可以看出，研制的DTY油剂无味无腐蚀，具有良好的稳定性、平滑性、抗静电性，抗飞溅且可洗性好。

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现场应用试验

    研制产品的使用试验在江苏某纺织有限公司进行，试验设备为FK6-1000型巴马格加弹机。研制产品于2011年9月7日在12号加弹机开始试用，品种为涤纶DTY222dtex/288F，2011年9月3日试验结束。研制产品相对具有以下优点：

    （1）油剂外观颜色浅，无明显刺激性气味。

    （2）DTY产品外观成形好，毛丝僵丝少。

    （3）加捻过程退绕顺利，克服了筒子表面因上油不匀引起局部丝松散缠结，导致退绕不畅而断头的情况，并且捻度均匀。

    （4）织造过程退绕顺利，毛丝断头少，停机率低，织造效率高。

    （5）油剂的可洗性好，布面吸色均匀，下机织物一等品率高，为下游产品提供了理想的织造原料。

    （6）在高速纺DTY加工工艺中能有效克服油剂的飞溅，能满足生产的需求。

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结论

    （1）研制的产品具有良好的平滑性、抗静电性、抗飞溅性、可洗性及稳定的储存性能。

    （2）产品不含APEO等非环保型表面活性剂，符合欧美等地对纺织品服装类产品进出口的环保要求。

    （3）使用试验表明，涤纶高速纺DTY油剂产品在高速纺DTY生产中能有效克服油剂的飞溅问题，具有良好的使用性能，可满足生产的需求。