有机硅类柔软剂的基本成分是各种各样的线性聚硅氧烷,它们的分子量都不是很高,在常温下为流动状态,所以通常又叫硅油。聚二甲基硅氧硅(DMPS)又叫甲基硅油,当甲基硅油中的部分甲基被多种碳官能团取代时,又叫改性硅油。按取代基的性质改性硅油可分为反应性改性硅油和非反应性改性硅油。
有机硅类柔软剂在国内的生产和应用可以说经历了四代:第一代是端羟基的高分子量聚硅氧烷乳液(羟乳),由八甲基环四硅氧烷(D4)、水、乳化剂、催化剂等原料在一定条件下乳液聚合而成,如上虞助剂厂生产的硅油305;第二代是聚醚改性硅油,由甲基含氢硅油与末端带有不饱和键的聚乙二醇、聚丙二醇等聚醚进行硅氢加成反应制成。如我公司CGF-343;第三代是带活性基团(氨基、环氧基)的聚硅氧烷乳液,聚合方法与羟乳基本相同,不同的是在原料中加入了一定量的硅烷偶联剂。这些氨基、环氧基官能团的引入,极大地改善了整理后织物的柔软性、平滑性、弹性以及整理效果的耐久性,不足之处是在使用过程中有破乳、漂油现象。这类带活性基团的聚硅氧烷乳液由于使用离子型的表面活性剂,其乳液呈强阳离子或阴离子性,与其它助剂复配时选择性较强,配伍性较差,如我公司滑爽硅油M-2等;第四代是以氨基硅油为代表的改性硅油,是目前市场上最具代表性的有机硅柔软剂品种,通常我们把氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷叫做标准氨基硅油,而把其它的氨取代基聚硅氧烷叫做改性氨基硅油。氨基硅油由于氨基极性强,与纤维表面的羟基、羧基等相互作用,与纤维形成非常牢固的取向、吸附,使纤维之间的摩擦系数下降,这意味着织物握在手中时,用很小的力就能使纤维之间开始滑动,以致感到柔软。氨基硅油很容易被适当的表面活性剂乳化成稳定透明的微乳液。
第四代有机硅产品(氨基改性硅油)已成为含硅柔软剂的主流,因此我们重点讨论氨基硅油的结构与织物性能的关系。
氨基硅油的特性
氨基硅油有四个重要参数:氨值、粘度、反应性和粒度。这四个参数基本反应出氨基硅油的品质,并且会大大影响被处理织物的风格。如手感、白度、色光以及硅油乳化的难易程度。
氨值
氨基硅油赋予织物的各种性能如柔软度、滑度、丰满度大多是聚合物中氨基所带来的。氨基含量可由氨值表示,它指的是中和1g氨基硅油所需的1当量浓度的盐酸的毫升数。因此,氨值直接与硅油中氨基含量的摩尔百分数成正比。氨基含量越高,氨值就越高,整理织物手感越柔软、平滑,这是因为氨基官能团的增加,使其对织物的亲和力大大增加,形成更规整的分子排列,从而赋予织物柔软平滑的手感。
但是氨基中的活泼氢易于氧化形成发色团,造成织物的泛黄或稍带黄光。在同样氨基的情况下,显然随着氨基含量(或氨值)的增加,氧化的几率增加,泛黄严重。
几率增加,泛黄严重。
随着氨值的增加,氨基硅油分子的极性增加,从而为氨基硅油的乳化提供了有利的先决条件,可制成微乳液,而乳化剂的选择和乳液中粒径的大小和分布亦与氨值相关。
粘度
粘度与聚合物分子量及分子量分布有关。一般地说,粘度越大,氨基硅油的分子量越大,在织物表面的成膜性越好,手感越柔软,平滑性越好,但其渗透性越差,尤其对强捻紧密织物及细旦织物,氨基硅油难以渗入纤维内部,影响织物性能,粘度过大还将使乳液稳定性变差或难以制成微乳。一般不能只通过粘度来调整产品,往往通过氨值和粘度来平衡产品的性能。通常氨值低,就需粘度高,从而平衡织物的柔软性能。
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