2.1甲基硅油与DC一5700反应
可通过平衡反应或缩聚反应把季铵基团引入聚硅氧烷链中。使用的甲基硅油可以是三甲硅基封端的聚二甲基硅氧烷、羟基封端的聚二甲基硅氧烷、硅烷醇封端的聚二甲基硅烷或直接用1)4代替甲基硅油。美国DowComing公司在这方面做了较多的研究工作,得到了许多产品据该公司专利报道j,303.2g端羟基二甲基硅油(甲基含量大于50%)与327.6g[Me(OMe)2SiCH2cu2cH2NMeC13H27jCl一在140cc~150℃下反应6l,得到琥珀色季铵盐型有机砖聚合物,然后与MeSi(OMe)及锡的硫醇盐(作为催化剂)配成整理剂.对织物的整理效果很好,尤其去污性更佳。湖南轻工所采用D4与DC一5700合成一种季铵盐型有机硅聚合物,并制成微乳液,亦得到了抗菌性很好的织物整理剂.
2.2氨基硅油(硅烷)的季铵化
选用不同的季铵化试剂与氮基硅油(硅烷)中的氨基反应,得到不同季铵基团的硅油。SWSSiliconesCorp的Martin等人在专利中报道,fC8H17cH=CH一(CH2)7N(CH3)(cH2cH2OH)2IC1—320份,琥珀酸酐158.8份和甲苯925份,在85。(二反应10h。然后取此溶液343份,加入(EtO)1Si(Cn2)NH284份,回流搅拌2h,再于60℃下真去溶剂得黏稠液体,该产品在空气湿度下会形成⋯·层玻璃状薄膜,作为织物整珲剂具有优异的抗静电效果。国内蔡翔等人用氨基硅油AV与烷基化试剂WL在80℃下反应4h,制得有机硅季铵盐类抗菌整理剂,具有抗菌效果好、耐水洗、对皮肤无刺激、安全性高,对织物染色牢度及色泽无明显影响。
2.3含氢硅油与亲水性物质聚合后再进行季铵化
利用聚硅氧烷与亲水性物质聚合后再进行季铵化,可得到聚硅氧烷季铵盐。如以含氢硅油、丙烯醇、相对分子质量不同的不饱和聚醚、一氯醋酸、叔胺为原料通过催化氧化、酯化、季铵化可得到新的梳形结构的聚醚季铵化聚硅氧烷将其应用于二合一香波,既能溶于水又能与阴离子表面活性剂复配,成为洗发调理二合一香波的理想添加剂。以含氢硅油与缩水甘油烯丙醚反应,生成带环氧基团的硅油,然后与二甲胺反应生成有机硅叔胺,再与氯甲烷在压力下反应也可合成有机硅季铵盐。例如,于500Ⅱ三颈瓶中加入570g环氧改性的硅烷及570g乙醇,加热至80℃,2h内通入气态二甲胺,温度保持在75~80cC,得二烷胺基羟基硅烷,再通入102g氯甲烷,保持50~80℃反应2.5h,通N2几分钟后冷却过滤得产品。1%该产品的溶液可使水的表面张力降低到0.026N/m。为了提高亲水性,可以在有机硅季铵盐大分子中引入氧乙烯醚亲水基团,得到有机硅醚酯季铵盐,或将有机硅醚先与二元酸酯化,得到侧链端基为羧酸的聚硅氧烷醚酸,然后再与叔胺络合即可.
3应用
有机硅季铵盐除了赋予织物优异的抑菌抗菌性外,还能使织物具有抗污和防静电等许多功能。
3.1抗菌整理
有机硅季铵盐的抗菌性是它最突出的功能。实践已充分证明,用它处理过的织物都具有明显的抑菌效果。日本专利报道_7J,将二甲氧基硅基取代的异氰脲化合物与含有C加季铵基团的三甲氧基硅烷各2份,再加CH2El2194份配成整理剂,用来处理聚酯织物,100℃热处理10min后可使织物具有优异的抗菌及耐洗性。除了用作织物抗菌柔软整理外,还可用在其他材料表面上作抗菌处理。比如在木材、皮革、无纺布、聚氨酯、橡胶、人造纤维、合成纤维和各种硅酸盐表面涂料中适当添加有机硅季铵盐,可大大加强抗菌防霉效果。在皮革加脂剂、涂饰剂中加入有机硅氯化铵,除了增加柔软性、结膜牢固性外,防霉效果尤其突出。
3.2抗污染处理
有机硅季铵盐除了赋予织物优异的抑菌抗菌性外,还能使织物的抗污染性大大提高。DowComing公司曾作过试验,使用按2.1所述方法制得的有机硅季钱盐整理织物后,再用黄油、橄榄油、蛋黄酱和液体石蜡分别对处理后的织物污染,保持16h后洗涤,污垢的去除值分别为4,5,5,4.5(5表示全部去除)_9J。使用由DC一5700型制得的有机硅季铵盐处理聚乙烯材质的鱼网,大大提高了鱼网在海水中防腐蚀、防海生物附着的性能。在船底的防蚀保护涂层中,加入一定量的有机硅季铵盐,除了有缓蚀功能外,还可大大降低藻类和其他生物在船体上的附着,从而延长了船只的检修保养周期。
3.3防静电功能
季钱盐的正电中心[N]处于分子外侧,可以产生离子导电,赋予纺织品明显的抗静电效果。把含季铵羧酸盐的聚硅氧烷配成5%的丙醇溶液,处理含湿量70%的聚酯纤维,然后在175oC烘干60s,可使纤维表面的电阻率降低4、5个数量级。
3.4增加表面活性
含有亲水基如聚醚的有机硅季铵盐,既溶于水又能与阴离子表面活性剂有很好的配伍性,可以有效增加材料的表面活性。其中脂肪胺带来的脂肪族部分增加了产品在许多有机溶剂中的溶解性,使这种有机硅季铵盐可以以纯品、水溶液或有机溶剂溶液的形式使用,有效质量分数可从0.1%~25%。聚醚中不同含量的乙氧丙氧基使产品具有不同的水溶性和浊点,而浊点常在非离子表面活性剂中出现,尚未在季铵化合物中出现。因此使用此类季铵盐可在浊点下处理织物,使有效成分最大量地直接沉积在织物表面上,从而减少了产品用量。
此外,有机硅季铵盐还可提高织物抗撕裂及耐磨强度。
4结束语
织物的抗菌防臭和抑菌整理是21世纪4大功能性整理之一,美、英、日、法和瑞士等国都致力于这方面的研究,开发了一系列产品。国外甚至已经有了双季铵盐聚硅氧烷,而国内有机硅抗菌剂的研究尚处于起步阶段,品种较少,耐洗性和抗菌效果与国外产品相比存在一定差距。国内研究的有机硅抗菌剂主要是类似于DC一5700的有机硅季铵盐类。尽管DC一5700优异的抗菌性能是毋庸质疑的,但结构单一不能保证对任何菌类都有效。利用氨基硅油或含氢硅油制备有机硅季铵盐,可以选用各种改性的产品作为季铵化的对象,品种较多,使用方便,可直接在乳液中进行反应,但产品的纯化较困难,季铵化程度也不好控制,对应用有一定的影响。此外,分子结构对抗菌性及耐洗性的影响及其关系的理论研究还有待进一步深入。
<<上一页[1][2]