亲水柔软剂SI-8080的应用性能研究


徐山山

(浙江普斯顿科技有限公司  浙江杭州  310000)


摘  要:通过合成聚醚改性亲水柔软剂SI-8080,探讨了亲水柔软剂的各方面稳定性能,并与市场同类有机硅亲水柔软剂、聚氨酯亲水整理剂产品进行比较。结果表明:亲水柔软剂SI-8080的离心、耐酸、耐碱、耐盐、耐硬水各方面稳定性良好,而且在棉织物和涤纶织物上,手感、亲水性、白度和摩擦牢度均较好。

关键词:亲水性;白度;棉织物;涤纶织物;聚氨酯亲水整理剂


前  言

亲水整理是以改善纤维纺织品服用舒适性为主要目的的一种后整理加工。

聚硅氧烷类亲水整理剂不仅具有吸水、吸汗和柔软等功能,而且兼具有防污和抗静电等特性,是一种多功能纺织品整理剂。通常而言,聚醚改性聚硅氧烷可以作为亲水整理剂,主要是因为分子结构中含有亲水性的聚醚链段,使其具有自乳化性,改善了一般聚硅氧烷难溶于水的缺点,从根本上避免了一般聚硅氧烷乳液容易破乳漂油的现象。进一步研究发现,在其分子结构中引入适量的环氧基或氨基,可以构成改性聚硅氧烷,在不影响其亲水性的条件下,能够明显地增强反应性或柔软性。其化学结构式为:

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聚氨酯亲水整理剂大多数是水系反应型聚氨酯,主要制作方法是,将聚乙二醇与二异氰酸酯在一定温度下进行反应,生成预聚体,然后在预聚体中加入咪唑,将其中的异氰酸酯基封闭而获得短暂稳定性聚氨酯。在使用时,整理剂溶液与多官能团的胺类水溶液混合,其中的咪唑基发生解离,异氰酸酯基复出,在纤维材料上相互交联,形成表面能较高的薄膜,从而亲水性获得极大提升。

1.实验部分

1.1 主要原料及仪器

原料:纯棉织布、涤纶织布。

试剂:八甲基环四硅氧烷(工业级,江西蓝星星火有机硅有限公司)、聚醚二胺(工业级,大连联晟贸易有限公司)、冰醋酸(工业级,河北鹏发化工有限公司)、异构十三醇聚氧乙烯醚(1305、浙江皇马化工有限公司)。

仪器:恒温油浴锅(江苏省金坛市正基仪器有限公司),电子天平(上海友声衡器有限公司),M-6型定型机(绍兴市精创机械有限公司),RJ-350III型轧车(上海双叶实业有限公司),Y571B摩擦牢度测试仪(温州大荣纺织仪器厂)、XT-48B白度仪(杭州研特仪器有限公司)。

1.2 合成工艺

将八甲基环四硅氧烷与聚醚二胺在催化剂的作用下,升温在一定温度下采用本体聚合的方法,得到聚醚改性硅油。

1.3 乳化及应用工艺

将合成的30g聚醚改性硅油、乳化剂10g添加到烧杯中搅拌均匀,滴加冰醋酸1g,搅拌条件下采取少量多次的原则加水,乳化为固含量20%的乳液亲水柔软剂SI-8080。

二浸二轧,浴比1︰10,轧余率为70~75%,在100℃的温度下烘2min,170℃下定形30s,然后进行相关性能测试。

1.4 应用性能

1.4.1 乳液稳定性测试

离心稳定性测试方法:将亲水柔软剂SI-8080放置于5mL的试样管中,离心分离机以3000r/min的速度旋转,离心分离30min后观察有无漂油、分层、粘壁、沉淀、等现象产生。

耐酸、碱、盐、硬水稳定性测试方法:分别向四个烧杯中加入3g亲水柔软剂SI-8080配制成30g/L溶液100mL,分别加入盐酸调节pH为3~4,加入纯碱调节pH为10~11,加入元明粉2g,加入200PPM的硬水,80℃放置30min,观察有无漂油、絮状物或其他现象的产生。

1.4.2 耐摩擦牢度测试

按照ISO 105/X12-2001《纺织品耐摩擦色牢度》方法测定。

1.4.3 白度测试方法

采用WSB-3智能式数字白度计进行测试。

1.4.4 亲水性测试方法

按照AATCC19:1995《织物亲水性测试方法》进行测试。

1.4.5 手感测试方法

以5~8人为一组对整理后的织物进行闭目触摸比较其柔软性,平均测试三次,选取平均值。

2.结果与讨论

2.1 亲水柔软剂的稳定性能测试

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由表1可知,亲水柔软剂SI-8080的稳定性较好,耐酸、碱、盐、硬水等各方面均比市场同类产品更加稳定。市售有机硅亲水柔软剂的耐碱性较差,通常有机硅柔软剂是不耐碱的,在碱性条件下容易破乳。市售聚氨酯亲水柔软剂虽然外观是无色透明,除了离心稳定性较好,其他各方面耐酸、碱、盐、硬水稳定性均较差,说明此类亲水整理剂对使用条件要求较为苛刻。综合分析,亲水柔软剂SI-8080的稳定性较好。

2.2 亲水柔软剂对织物性能的影响

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由表2可知,在手感方面,亲水柔软剂8080和市售有机硅亲水柔软剂的手感较好,由于主链为聚硅氧烷,保证了织物手感的柔软滑爽,市售聚氨酯亲水柔软剂几乎没有手感,布面发硬,主要和聚氨酯化合物本身的分子结构有关系;亲水性方面,亲水柔软剂SI-8080和市售聚氨酯亲水柔软剂的亲水性较好,亲水柔软剂SI-8080主链含有亲水基团保证了织物的亲水性;白度方面,亲水柔软剂SI-8080的白度较好,因为其主链的敏感发色基团进行改性,不容易发生黄变;摩擦牢度方面,不管有机硅还是聚氨酯,分子结构上引入亲水基团,都需要大量的溶剂作为反应介质,溶剂的引入势必降低织物的色牢度,而亲水柔软剂SI-8080从分子结构出发,找到合适的平衡点,保证了织物手感和亲水性,同时又满足了摩擦牢度。

综合分析,亲水柔软剂SI-8080在手感、亲水性、白度和摩擦牢度等各方面表现优异。

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由表3可知,在手感方面,市售聚氨酯亲水整理剂手感较差,亲水柔软剂SI-8080和市售有机硅柔软剂手感较好;亲水性方面,市售有机硅柔软剂亲水性稍差,而亲水柔软剂SI-8080和市售聚氨酯亲水整理剂在涤纶织物上基本是瞬间亲水;白度方面,三种亲水整理剂基本差不多,没有较大差别;摩擦牢度方面,聚氨酯亲水整理剂干摩与湿摩较差,可能含有较多的溶剂对摩擦牢度影响较大。

综合分析,合成亲水柔软剂SI-8080在手感、亲水性、白度和摩擦牢度各方面表现较好,能够在聚酯纤维上表现出手感和亲水均较好的水平,实属不易。

综合分析,亲水柔软剂SI-8080不论在棉织物上,还是涤纶织物上,手感、亲水性、白度和摩擦牢度均较好。

3.结论

通过合成亲水柔软剂SI-8080,进行物化性能测试,在离心、耐酸、耐碱、耐盐、耐硬水等各方面具有良好的稳定性;与市场上有机硅亲水柔软剂、聚氨酯亲水整理剂对比,亲水柔软剂SI-8080不论在棉织物,还是涤纶织物上,手感、亲水性、白度和摩擦牢度均较好。

 

参考文献:

[1]幸松民,王一璐.有机硅合成工艺及产品应用[M].北京:化学工业出版社,2000.

[2]冯圣玉,张洁,李美江.有机硅高分子及其应用[M].北京:化学工业出版社,2004.

[3]董永春.纺织助剂化学与应用[M].北京:中国纺织出版社,2007.

[4]潘家炎,安秋凤,徐新.季铵盐端基改性聚醚有机硅的合成及应用[J].印染助剂,2016(9):23-26.

[5]陈树,熊继海.亲水性有机硅柔软剂的制备及其应用[J].江西化学,2007,25(6):746-747.


作者简介:

徐山山,硕士研究生,主要从事有机硅材料的研究与应用开发。

手  机:18578754121

邮  箱:dswangchao@foxmail.com

地  址:浙江省嘉兴市大桥镇明新路28号


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