2结果与讨论
2·1反应原理
硬脂酸与二乙烯三胺的反应原理见反应式(1)。用环氧氯丙烷与反应式(1)中的产物反应,使其阳离子化,改变环氧氯丙烷的用量得到一系列不同阳离子度的柔软剂。
2·2红外光谱的表征
图1为阳离子度为0·6的柔软剂的FT-IR谱图。谱图中各谱带的归属:3300·20 cm-1为亚胺基的—NH—伸缩振动;2908·65 cm-1和2854·65 cm-1为甲基和亚甲基的伸缩振动峰;1735·94 cm-1为原料中没有完全反应的酯键伸缩振动;1637·56 cm-1为酰胺键中C O的伸缩振动;1556·55为N—H弯曲和C—N伸缩振动的组合吸收;1469·76 cm-1为甲基、亚甲基的反对称弯曲振动吸收频率;1267·23 cm-1为酰胺键中C—N与N—H的混合振动;958·62 cm-1为环氧端基的特征吸收;721·38 cm-1为亚胺基的—NH—平面摇摆振动[5]。
2·3阳离子度对乳液稳定性的影响
阳离子度对乳液稳定性的影响如图2所示。由图2可以看出,随着阳离子度升高,柔软剂乳液离心后沉淀量减少。原因是随着阳离子度的升高,柔软剂中作为乳化剂的亲水性物质含量升高,亲油性物质含量减少,因此乳液的稳定性上升。阳离子度为0·1的柔软剂乳液稳定效果较差,离心后沉淀量明显增多,不宜用作柔软剂。
2·4阳离子度对纸张柔软性的影响
阳离子度对纸张柔软度的影响如图3所示。图中数据表明,柔软剂对纸张具有显著的柔软效果,而纸张柔软度随柔软剂阳离子度的变化没有明显的变化规律。未加柔软剂纸样的柔软度为897 mN,加入柔软剂后,柔软度在575~671 mN之间变化,柔软度最
小的是阳离子度为0·6的纸样,其值为575 mN,即阳离子度为0·6的柔软剂柔软性效果最好。由于各种阳离子度的柔软剂都能很好地与纸纤维结合,柔软剂中疏水性基团可以在纤维表面形成疏水基向外的反向吸附,降低纤维物质的动、静摩擦因数,从而获得平滑柔软的手感。
2·5不同乳化剂对柔软剂乳液的影响
该阳离子双酰胺类柔软剂为亲油性表面活性剂,必须借助乳化剂,才能在水中均匀分散,并与纸浆纤维发生吸附,从而发挥柔软剂的作用,为此选择合适的乳化剂非常必要。本实验分别用不同的乳化剂与阳离子度为0·6的柔软剂配制成系列柔软剂,并以1%的添加量(对绝干浆)抄纸,测定纸张的柔软性能。选择1631、OP-10、T-80作为乳化剂(它们都具有乳化性能好,泡沫低等优点)。乳化工艺:乳化剂用量占柔软剂绝干质量的10%,80℃下强力搅拌30 min,表1为不同乳化剂对柔软剂的乳化效果。
由表1可以看出,OP-10、T-80、1631对柔软剂的乳化效果均较好;所形成的乳液均匀、稳定。但乳化剂1631乳化后所得到的柔软剂具有更好的效果。可能由于乳化剂的加入在一定程度上影响到阳离子双酰胺类柔软剂对纸浆纤维的亲和力,致使疏水基向外侧排列的规整性有一定降低,从而影响到纤维动、静摩擦因数的降低。而1631本身对纤维就具备较好的柔软作用,可以和纤维发生静电吸附,用它乳化得到的阳离子双酰胺类柔软剂与纤维发生吸附时,1631中的长脂肪链可以与阳离子双酰胺类柔软剂中的长脂肪链形成较好的规整排列,即二者的疏水基可以形成整齐排列;纤维被长链脂肪烷基形成的膜所包覆,可明显降低纤维之间的相互摩擦。另外,1631还具有抗静电的作用,可以防止柔软剂和纤维发生吸附时其他离子的干扰。所以1631既可以起到乳化剂的作用,与阳离子双酰胺表面活性剂共同使用又具有良好的配伍性,协同作用更佳。
2·6柔软剂对纸张白度的影响
由表2看出,随着柔软剂阳离子度的增加,在提高纸张的柔软性能和蓬松性的同时,柔软剂对纸张白度也有一定的影响,阳离子度0·6的样品与空白样的白度相差3个白度单位,而且对白度影响的规律性较差,这可能是在柔软剂的合成过程中少量的二乙烯三胺被氧化的结果。所以,通过精确控制合成温度来减少产物氧化而导致有色物质的产生,可消除柔软剂对纸张白度的不利影响。
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