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                親水柔軟劑SI-8080的應用性能研究


                徐山山

                (浙江普斯頓科技有限公司  浙江杭州  310000)


                摘  要:通過合成聚醚改性親水柔軟劑SI-8080,探討了親水柔軟劑的各方面穩定性能,并與市場同類有機硅親水柔軟劑、聚氨酯親水整理劑產品進行比較。結果表明:親水柔軟劑SI-8080的離心、耐酸、耐堿、耐鹽、耐硬水各方面穩定性良好,而且在棉織物和滌綸織物上,手感、親水性、白度和摩擦牢度均較好。

                關鍵詞:親水性;白度;棉織物;滌綸織物;聚氨酯親水整理劑


                前  言

                親水整理是以改善纖維紡織品服用舒適性為主要目的的一種后整理加工。

                聚硅氧烷類親水整理劑不僅具有吸水、吸汗和柔軟等功能,而且兼具有防污和抗靜電等特性,是一種多功能紡織品整理劑。通常而言,聚醚改性聚硅氧烷可以作為親水整理劑,主要是因為分子結構中含有親水性的聚醚鏈段,使其具有自乳化性,改善了一般聚硅氧烷難溶于水的缺點,從根本上避免了一般聚硅氧烷乳液容易破乳漂油的現象。進一步研究發現,在其分子結構中引入適量的環氧基或氨基,可以構成改性聚硅氧烷,在不影響其親水性的條件下,能夠明顯地增強反應性或柔軟性。其化學結構式為:

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                聚氨酯親水整理劑大多數是水系反應型聚氨酯,主要制作方法是,將聚乙二醇與二異氰酸酯在一定溫度下進行反應,生成預聚體,然后在預聚體中加入咪唑,將其中的異氰酸酯基封閉而獲得短暫穩定性聚氨酯。在使用時,整理劑溶液與多官能團的胺類水溶液混合,其中的咪唑基發生解離,異氰酸酯基復出,在纖維材料上相互交聯,形成表面能較高的薄膜,從而親水性獲得極大提升。

                1.實驗部分

                1.1 主要原料及儀器

                原料:純棉織布、滌綸織布。

                試劑:八甲基環四硅氧烷(工業級,江西藍星星火有機硅有限公司)、聚醚二胺(工業級,大連聯晟貿易有限公司)、冰醋酸(工業級,河北鵬發化工有限公司)、異構十三醇聚氧乙烯醚(1305、浙江皇馬化工有限公司)。

                儀器:恒溫油浴鍋(江蘇省金壇市正基儀器有限公司),電子天平(上海友聲衡器有限公司),M-6型定型機(紹興市精創機械有限公司),RJ-350III型軋車(上海雙葉實業有限公司),Y571B摩擦牢度測試儀(溫州大榮紡織儀器廠)、XT-48B白度儀(杭州研特儀器有限公司)。

                1.2 合成工藝

                將八甲基環四硅氧烷與聚醚二胺在催化劑的作用下,升溫在一定溫度下采用本體聚合的方法,得到聚醚改性硅油。

                1.3 乳化及應用工藝

                將合成的30g聚醚改性硅油、乳化劑10g添加到燒杯中攪拌均勻,滴加冰醋酸1g,攪拌條件下采取少量多次的原則加水,乳化為固含量20%的乳液親水柔軟劑SI-8080。

                二浸二軋,浴比1︰10,軋余率為70~75%,在100℃的溫度下烘2min,170℃下定形30s,然后進行相關性能測試。

                1.4 應用性能

                1.4.1 乳液穩定性測試

                離心穩定性測試方法:將親水柔軟劑SI-8080放置于5mL的試樣管中,離心分離機以3000r/min的速度旋轉,離心分離30min后觀察有無漂油、分層、粘壁、沉淀、等現象產生。

                耐酸、堿、鹽、硬水穩定性測試方法:分別向四個燒杯中加入3g親水柔軟劑SI-8080配制成30g/L溶液100mL,分別加入鹽酸調節pH為3~4,加入純堿調節pH為10~11,加入元明粉2g,加入200PPM的硬水,80℃放置30min,觀察有無漂油、絮狀物或其他現象的產生。

                1.4.2 耐摩擦牢度測試

                按照ISO 105/X12-2001《紡織品耐摩擦色牢度》方法測定。

                1.4.3 白度測試方法

                采用WSB-3智能式數字白度計進行測試。

                1.4.4 親水性測試方法

                按照AATCC19:1995《織物親水性測試方法》進行測試。

                1.4.5 手感測試方法

                以5~8人為一組對整理后的織物進行閉目觸摸比較其柔軟性,平均測試三次,選取平均值。

                2.結果與討論

                2.1 親水柔軟劑的穩定性能測試

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                由表1可知,親水柔軟劑SI-8080的穩定性較好,耐酸、堿、鹽、硬水等各方面均比市場同類產品更加穩定。市售有機硅親水柔軟劑的耐堿性較差,通常有機硅柔軟劑是不耐堿的,在堿性條件下容易破乳。市售聚氨酯親水柔軟劑雖然外觀是無色透明,除了離心穩定性較好,其他各方面耐酸、堿、鹽、硬水穩定性均較差,說明此類親水整理劑對使用條件要求較為苛刻。綜合分析,親水柔軟劑SI-8080的穩定性較好。

                2.2 親水柔軟劑對織物性能的影響

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                由表2可知,在手感方面,親水柔軟劑8080和市售有機硅親水柔軟劑的手感較好,由于主鏈為聚硅氧烷,保證了織物手感的柔軟滑爽,市售聚氨酯親水柔軟劑幾乎沒有手感,布面發硬,主要和聚氨酯化合物本身的分子結構有關系;親水性方面,親水柔軟劑SI-8080和市售聚氨酯親水柔軟劑的親水性較好,親水柔軟劑SI-8080主鏈含有親水基團保證了織物的親水性;白度方面,親水柔軟劑SI-8080的白度較好,因為其主鏈的敏感發色基團進行改性,不容易發生黃變;摩擦牢度方面,不管有機硅還是聚氨酯,分子結構上引入親水基團,都需要大量的溶劑作為反應介質,溶劑的引入勢必降低織物的色牢度,而親水柔軟劑SI-8080從分子結構出發,找到合適的平衡點,保證了織物手感和親水性,同時又滿足了摩擦牢度。

                綜合分析,親水柔軟劑SI-8080在手感、親水性、白度和摩擦牢度等各方面表現優異。

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                由表3可知,在手感方面,市售聚氨酯親水整理劑手感較差,親水柔軟劑SI-8080和市售有機硅柔軟劑手感較好;親水性方面,市售有機硅柔軟劑親水性稍差,而親水柔軟劑SI-8080和市售聚氨酯親水整理劑在滌綸織物上基本是瞬間親水;白度方面,三種親水整理劑基本差不多,沒有較大差別;摩擦牢度方面,聚氨酯親水整理劑干摩與濕摩較差,可能含有較多的溶劑對摩擦牢度影響較大。

                綜合分析,合成親水柔軟劑SI-8080在手感、親水性、白度和摩擦牢度各方面表現較好,能夠在聚酯纖維上表現出手感和親水均較好的水平,實屬不易。

                綜合分析,親水柔軟劑SI-8080不論在棉織物上,還是滌綸織物上,手感、親水性、白度和摩擦牢度均較好。

                3.結論

                通過合成親水柔軟劑SI-8080,進行物化性能測試,在離心、耐酸、耐堿、耐鹽、耐硬水等各方面具有良好的穩定性;與市場上有機硅親水柔軟劑、聚氨酯親水整理劑對比,親水柔軟劑SI-8080不論在棉織物,還是滌綸織物上,手感、親水性、白度和摩擦牢度均較好。

                 

                參考文獻:

                [1]幸松民,王一璐.有機硅合成工藝及產品應用[M].北京:化學工業出版社,2000.

                [2]馮圣玉,張潔,李美江.有機硅高分子及其應用[M].北京:化學工業出版社,2004.

                [3]董永春.紡織助劑化學與應用[M].北京:中國紡織出版社,2007.

                [4]潘家炎,安秋鳳,徐新.季銨鹽端基改性聚醚有機硅的合成及應用[J].印染助劑,2016(9):23-26.

                [5]陳樹,熊繼海.親水性有機硅柔軟劑的制備及其應用[J].江西化學,2007,25(6):746-747.


                作者簡介:

                徐山山,碩士研究生,主要從事有機硅材料的研究與應用開發。

                手  機:18578754121

                郵  箱:dswangchao@foxmail.com

                地  址:浙江省嘉興市大橋鎮明新路28號


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