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有机硅柔软剂
-2024-
纺织品整理是一个通过物理或化学方法,旨在改善纺织品外观和内在品质,提升其服用性能及应用性能,或赋予其特殊功能的加工过程。这一工序通常安排在染整加工的后期,因此也被广泛称为后整理。
在纺织品整理中,采用不同种类的有机硅材料,通过其在纤维上发生的物理或化学作用,能够赋予纺织物多样化的性能,从而实现整理目的。其中,以硅油为主体的有机硅整理剂,在纺织品的柔软整理、拒水整理、防污整理以及防缩防皱整理等方面发挥着重要作用,是纺织品实现高附加值化、高功能化的核心整理剂。
一、纺织品用有机硅柔软整理剂
1、柔软整理的重要性
棉及其他天然纤维由于含有脂蜡物质,合成纤维则施有油剂,因此它们本身就具有一定的柔感。然而,在经历炼漂及印染加工后,纤维上的蜡质、油剂等被去除,导致织物的手感变得粗糙发硬。因此,进行柔软整理变得尤为重要。
2、有机硅柔软剂的优势
在织物上施加柔软剂,是降低纤维和纱线间摩擦系数,获得柔软、平滑手感的有效方法。其中,有机硅柔软剂因其应用广泛、性能好、效果突出,成为纺织品柔软整理的首选。
以改性硅油为主体的有机硅柔软剂,能够与纤维发生交联反应,形成定向排列,从而显著地改善织物的柔性。通过进一步对氨基改性硅油进行再改性、复配等手段,还可以制得具有不同风格特征的有机硅柔软剂品种系列。
3、柔软性的综合评价
织物的柔软性(亦称手感、风格)是一个复杂的综合反应,它涉及织物的某些物理机械性能,并通过人手、视觉的感触来体现。这些反应包括柔软、平滑、爽、挺、弹性、组织紧度、光泽、冷暖感以及视觉平面状态等。由于柔软性的评价没有定量的标准,因此往往依赖于个人的主观感受。
4、有机硅柔软剂的应用要求
除了赋予织物良好的柔软平滑性与手感特征外,有机硅柔软剂还应满足以下应用要求:
稳定性:
在各种柔软整理条件下,配制的整理液都应保持稳定。包括剪切稳定性(如12.5m/min线速度的剪切试验不漂油粘辊)和热稳定性(如100~105℃下30分钟以上不漂油、不分层)。
白度与染色牢度:
不降低织物的白度,对漂白的织物应无黄变;对色布或印花布,其与原布的色差应越小越好,一般要求色差等级在4.5级以上。需要注意的是,色差问题不仅与柔软剂有关,还与原色布的染色牢度和工艺密切相关。
耐热性与贮存稳定性:
柔软整理后的织物受热不变色,且在贮存过程中不应产生色泽、手感、嗅味的变化。
皮肤安全性:
柔软整理后的织物,在接触皮肤时应无不良影响。

二、氨基改性聚有机硅氧烷柔软整理剂
在纺织品柔软整理剂中,氨基改性聚有机硅氧烷(简称氨基硅油)占据了重要地位。其中,90%以上的氨基硅油柔软整理剂以N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基硅氧烷与二甲基硅氧烷的共聚物为活性成分。这种特殊的分子结构使得氨基硅油能够与纤维表面的羟基、羧基等官能团相互作用,从而使硅氧烷主链定向地附着于纤维表面,显著降低纤维间的摩擦系数,赋予织物极佳的柔软和平滑效果。
1、氨基硅油的分子结构与柔软效果
氨基硅油的分子结构对其柔软效果有着重要影响。一般来说,当氨值较低时,为了获得良好的柔软性能,需要适当提高氨基硅油的黏度。同时,织物的品种和品级也是选择氨基硅油参数时需要考虑的重要因素。此外,乳液的配制工艺同样会影响柔软效果及整理过程中的稳定性。因此,在选定合适的氨基硅油品种后,还需要制定一个合理的整理剂配制工艺,以确保得到适合各种织物的氨基硅油柔软整理剂。
2、含N-β-氨乙基-γ-氨丙基的氨基硅油柔软整理剂
为了提高氨基硅油的乳化分散性,可以将其分子中的氨基用酸进行中和,从而配制成粒径小于50nm的透明微乳液。这种微乳液对机械和热应力具有很高的稳定性,在整理织物过程中能够避免破乳和漂油现象。
3、微乳液的配制
在配制氨基硅油微乳液时,表面活性剂的选择至关重要。非离子型、阳离子型或两性离子型表面活性剂均可使用,但考虑到与其他离子型添加剂的配伍稳定性,一般多选用非离子型或两性离子型表面活性剂。非离子型表面活性剂如聚氧乙烯烷基醛、聚氧乙烯异构烷基醚等,可以与两种以上不同HLB值的表面活性剂并用,拼混后的HLB值最好控制在1215范围内。表面活性剂的用量以3070份为宜,过少则无法形成粒径小于100nm的微乳,过多则会残留在纤维中,阻碍氨基硅油性能的发挥。
中和氨基的酸可以选择甲酸、乙酸等有机羧酸,也可以选择带有氨基的酸如谷氨酸等。乳化过程中,可以使用高速均相混合机等乳化装置,将酸在乳化后加入或与水一起加入,也可将氨基硅油与表面活性剂混合均匀后再加水及酸。乳液的稳定性可通过在6080℃下处理320小时来进一步提高。
4、整理剂配制工艺的实例
(1)用非离子型表面活性剂配制的氨基硅油柔软剂
在2L烧杯中加入一定量的硅油、聚氧乙烯月桂醚和水,用均相混合机搅拌后,再加入甲酸进行中和。然后将混合物移至烧瓶中,在80℃下用浆式搅拌器处理一定时间,即可得到蓝白色透明的微乳液。该微乳液型柔软剂具有非常好的贮存稳定性,室温保存一年后无破乳现象,稀释稳定性和机械稳定性也良好。此外,添加二元醇醚类化合物如乙二醇单甲醚等,可进一步提高微乳液的热稳定性、稀释稳定性和透明性。
(2)用两性离子型表面活性剂配制的氨基硅油柔软剂
两性离子型表面活性剂配制的氨基硅油微乳液型柔软剂具有配制工艺简便、重复性好、表面活性剂用量少的特点。配制的微乳液对剪切力的稳定性非常好,用于织物的后整理过程不会因破乳而污染织物,并具有很好的柔软性和平滑性。配制时,先将氨基硅油、两性离子表面活性剂、醇及少量水混合成浓缩物,然后搅拌下加水稀释即可。
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参考文献:
1、日本公开特许公报.特开1992-2011
2、2010年硅油及二次加工制品信息交流言论文集.何俊
4、硅油及二次加工品 黄文润.2004
5、有机硅材料丛书.硅油及其应用.黄文润.2018等
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