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有機(jī)硅柔軟劑---水洗助劑

 
 
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型號(hào) 水洗助劑
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更新 2013-08-10 10:41
 

石獅市綠宇化工貿(mào)易有限公司

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 有機(jī)硅柔軟劑的發(fā)展歷史可追溯至20世紀(jì)40年代。早在1940年,人們就嘗試用二甲基二氯硅烷浸漬織物,以期獲得某種防水效果[2]。但二甲基二氯硅烷使用過程中會(huì)釋放出對(duì)人體及織物有害的氯化氫 禁發(fā)氣體。1945年,人們又用甲基硅醇鈉的堿性溶液浸漬織物,發(fā)現(xiàn)織物經(jīng)弱酸處理,于110°C~120°C烘干后有良好的防水效果,但是高堿性浸漬液對(duì)織物有不良影響[3]。因此,上述兩項(xiàng)技術(shù)均未被紡織工業(yè)所采用。

    50年代左右含氫硅油出現(xiàn)后,Dow Corning公司[4]的研究人員以含氫硅油乳液整理織物,獲得了好的防水效果。但含氫硅油在織物表面所形成的防水膜硬、脆、且易脫落。而加入甲基硅乳與含氫硅乳共混整理,則形成的防水膜柔軟、手感好。這是一項(xiàng)有實(shí)際意義的發(fā)現(xiàn),由此引發(fā)了人們對(duì)有機(jī)硅作為織物柔軟劑的研究興趣。近50年來聚硅氧烷的發(fā)展,特別是反應(yīng)性、功能性聚硅氧烷的出現(xiàn),已使得有機(jī)硅柔軟劑異彩紛呈,廣泛用于纖維與織物柔軟整理、紡絲油劑、毛發(fā)調(diào)理劑及家用洗滌劑的復(fù)配等多個(gè)方面。
2.1第一代有機(jī)硅柔軟劑
   甲基硅油乳液(簡(jiǎn)稱甲基硅乳)和甲基硅油與含氫硅油的共混乳液可稱為第一代有機(jī)硅柔軟劑。
   制備方法:甲基硅油(粘度范圍10~2×105cSt)、乳化劑和水用膠體磨研磨,直至形成白色穩(wěn)定的乳液。
   用法:一定含固量的甲基硅乳用水稀釋配成工作浴液,織物一浸一軋或二浸二軋,100°C烘干,高溫定型數(shù)秒。
   甲基硅乳用于織物整理,在一定程度上能改善織物的手感與柔軟平滑性,但甲基硅油與纖維之間只有物理吸附作用,硅油鏈間又不能交聯(lián)成膜,所以整理的織物不耐洗。一般洗3~5次后織物的柔軟性就基本消失。另外,甲基硅乳的貯存穩(wěn)定性與抗剪切穩(wěn)定性不好,貯存與使用過程中容易出現(xiàn)破乳、漂油現(xiàn)象。若在甲基硅乳中配入含氫硅乳,可使成膜性得到改善。
    1950年到1970年這20年期間,紡織工業(yè)所用的有機(jī)硅柔軟劑基本上都屬于此類。目前這類產(chǎn)品因性能不好已被完全淘汰。
2.2第二代有機(jī)硅柔軟劑羥基硅乳
   羥基封端或主鏈中含硅羥基的聚二甲基硅氧烷乳液稱為羥基硅乳。
   由于其主鏈末端或中間的硅羥基有反應(yīng)性,受熱時(shí)能進(jìn)行交聯(lián),也能與纖維素上的醇羥基脫水形成醚[5],因此具有良好的成膜性和結(jié)合牢度。
   制備方法有多種,但乳液聚合法是最主要的方法。1959年Dow Corning公司的Hyde等[6]首次申請(qǐng)了乳液聚合法制羥基硅乳的專利,但用其作柔軟劑的應(yīng)用報(bào)告則是Brooks[7]在1972年發(fā)表的。乳液聚合法制羥基硅乳[6,8,9],所用的原料為D4(八甲基環(huán)四硅氧烷)、乳化劑和催化劑。制備時(shí)先將乳化劑溶于水中,再滴加入D4分散,然后用酸或堿引發(fā)聚合。反應(yīng)溫度70°C~90°C,反應(yīng)時(shí)間8~10h。反應(yīng)完成后中和以使酸、堿催化劑失去作用。
   根據(jù)所用乳化劑的不同,羥基硅乳可分為陰離子、陽(yáng)離子、復(fù)合離子及非離子四種類型。

2.2.1陰離子型羥基硅乳

以D4作原料、十二烷基苯磺酸作催化劑、陰離子表面活性劑如十二烷基苯磺酸鈉作乳化劑、水為分散介質(zhì),80°C~90°C反應(yīng)8h制得的硅乳[6],即陰離子羥基硅乳。
   陰離子羥基硅乳,相對(duì)分子質(zhì)量大,穩(wěn)定性較好,與陰離子樹脂、助劑可混配使用,能使樹脂用量減少20%~50%。稀釋后用于織物的柔軟整理,能在織物表面形成適度交聯(lián)的有機(jī)硅薄膜,不僅可改善織物的手感,而且可使織物的抗撕裂強(qiáng)度提高,干態(tài)急、緩彈性分別由237.6°和270°提高到253.3°和287.3°,耐洗性達(dá)到15次。此外,陰離子羥基硅乳的整理浴液中配入少量的三甲氧基甲基硅烷效果會(huì)更好。
2.2.2陽(yáng)離子羥基硅乳與復(fù)合離子型羥基硅乳
   以D4作原料,陽(yáng)離子表面活性劑如十二烷基二甲基芐基禁發(fā) 氯化銨或十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基三甲基禁發(fā) 氯化銨作乳化劑,堿金屬氫氧化物如KOH、NaOH作催化劑,經(jīng)乳液聚合制得的羥基硅乳即陽(yáng)離子羥基硅乳[8]。
   陽(yáng)離子羥基硅乳相對(duì)分子質(zhì)量較小,穩(wěn)定性較差,與陰離子樹脂或助劑不能配伍使用,甚至工作浴液中少量的陰離子樹脂也會(huì)導(dǎo)致它發(fā)生破乳漂油,所以應(yīng)用上受到限制。但陽(yáng)離子羥基硅乳整理織物的手感較陰離子羥基硅乳好,而且整理的織物滑爽、挺括、有較高的抗水性。
   在乳液聚合配方中加入非離子表面活性劑,可改善陽(yáng)離子羥基硅乳的穩(wěn)定性和耐硬水性,使制得的硅乳能與2D樹脂、氯化鎂、熒光增白劑VBL等同浴使用。這種以非離子、陽(yáng)離子表面活性劑作復(fù)合乳化劑制得的硅乳稱為復(fù)合離子型硅乳,如D450g,新潔而滅3g,OP-10 2g,KOH(濃度10%)4.8g和H2O 100g在80°C~90°C聚合數(shù)小時(shí)制得的硅乳即屬此類[9]。
2.2.3非離子羥基硅乳
   以非離子表面活性劑OP、TX、AEO、Span、Tween等作乳化劑,經(jīng)乳液聚合制得的羥基硅乳即非離子羥基硅乳[9]。
   與陰、陽(yáng)離子羥基硅乳相比,該硅乳不帶電荷,因而使用過程穩(wěn)定性更好、適應(yīng)面廣,所以許多公司都在大力開發(fā)研究。例如瑞士汽巴嘉基公司研制生產(chǎn)的Ultratex FSA就是一種相對(duì)分子質(zhì)量在20萬(wàn)以上的非離子羥基硅乳[9]。據(jù)介紹,該硅乳的pH值為5,貯存穩(wěn)定性在-10°C~25°C為一年,耐硬水、電解質(zhì)和稀酸,與一般的紡織助劑有較好的相容性,用于織物整理,既能提高抗皺性、柔軟平滑性,又不降低纖維強(qiáng)度和染色牢度,而且織物有洗可穿性。所以,在性能和應(yīng)用方面比美國(guó)Dow Corning公司的陰離子羥基硅乳DC—1111又進(jìn)了一步[9]。

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