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化纤油剂用聚醚单体引发剂的选择

来源:印染在线 发布时间:2014年12月30日
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浊点:不同引发剂的聚醚浊点大小有以下顺序:丁醇>月桂醇聚醚,月桂醇>月桂酸聚醚。当引发剂的链长增加时,分子中的疏水基比例增大,分子同水之间的氢键结合力变弱,因而在相对分子质量相同的聚醚中,长碳链聚醚的浊点低于短碳链聚醚;而酯醚由于分子中的酯键形成氢键的能力比醇醚分子中的醚键小,因而与水的亲和性较差,当温度升高时较易发生脱水析出;同时,由于以酸为引发剂的聚醚在合成过程中会形成少量的双酯,:R-C=O-O(EO)n(PO)m-O-O=C-R,造成聚醚的水溶性下降,因此这类聚醚的浊点较低。而月桂酸聚醚又具有较长的烷基链,因而浊点更低,在常温下已不能很好的溶于水中,呈白色浑浊状。表面张力:不同引发剂的聚醚表面张力有以下关系:丁醇>月桂醇聚醚,月桂醇>月桂酸。由于丁醇聚醚的引发剂较小,即疏水性差,在溶液表面的定向吸附能力较弱,因而其表面张力大于同相对分子质量、同EO/PO比的长碳链聚醚;酯醚由于分子中氢键形成能力较弱的酯键和双酯的存在,使分子疏水基与水分子之间的排斥力较大,因而更易于在水表面形成定向吸附,表面张力较低[6]
润湿力:在相同的EO/PO比、相对分子质量下,丁醇聚醚由于引发剂小,分子的疏水性弱,对被润湿的织物亲和力小于月桂醇、月桂酸聚醚,而且表面张力较大,造成其润湿时间远远大于月桂醇和月桂酸的聚醚,润湿性最差。
乳化力:在相同的EO/PO比、相对分子质量下,不同引发剂的聚醚乳化力:月桂酸>月桂醇聚醚,月桂醇>丁醇聚醚。丁醇聚醚的疏水基较短,与疏水性的白油的亲和力较差,而且表面张力较大,因而乳化力较长链的聚醚有较大的差距;酯醚由于分子中双酯的存在,因而对疏水的白油有更好的亲和力,而且表面张力最低,可有效地降低油水界面的表面张力,因而月桂酸聚醚较之月桂醇聚醚乳化力更好。

2.2不同纺丝工艺用聚醚的选择
2.2.1 POY,HOY油剂
POYHOY纺丝工艺中纺丝速度快(POY:涤纶3 000~3 600 m/min,HOY 5 500~6 000 m/min,[8]),但丝路中无导丝辊,纺丝过程中摩擦阻力较小,对平滑性要求中等;由于两者纺丝速度较高,纤维在拉伸瞬间表面积急剧增大,因而要求油剂的润湿速度较快,拉伸时,能在极短的时间铺展到纤维增加的表面上[1],使纤维表面形成均匀的油剂薄膜,否则会使上油不均的纤维产生拉伸不匀,造成染色色差等问题。
无规聚醚中的

链段具有良好的平滑性,因而可通过调整POY,HOY油剂中作为主平滑剂的聚醚分子中的EO/PO比及聚醚的相对分子质量,来调整整个油剂的平滑性,以满足POY,HOY纺丝工艺对油剂平滑性的要求。
POY,HOY油剂中,平滑剂既可选用长碳链聚醚,也可选用短碳链聚醚。以长碳链为引发剂的聚醚由于具有类似于矿物油的长烷基链,相对短碳链聚醚具有更好的平滑性;而后者由于润湿性过差,必须加入专门的润湿剂,如带支链的表面活性剂;前者则可同时满足油剂的平滑性要求,又可使油剂具有良好的润湿性。
长碳链酯醚由于结构中存在酯键,而且在合成中会形成少量平滑性很好的双酯,相对长碳链醇醚具有更好的平滑性,且润湿性好,乳化力比长碳链醇醚具有更大的优越性,POY,HOY油剂中应用性能较好的单体;但由于其浊点较低,使油剂在今后的使用中受到使用温度的限制。若在这类油剂中加入适量的润滑酯类,在不影响油剂稳定性的前提下,则既可提高油剂的平滑性,又可使油剂的浊点得到提高[6];如果油剂中的阴离子型抗静电剂含量较大,也会使油剂的浊点提高[7]
2.2.2 FDY,UDY油剂
FDY纺速较高(4 200~5 000 m/min)[8],因而导丝辊与纤维之间的摩擦阻力较大,因此对油剂的平滑性有极高的要求;UDY油剂(纺丝速度1 000~1 500 m/min)在后加工中必须经受高倍拉伸。在这两种纺丝工艺下,聚醚已无法满足油剂的平滑性要求,必须选用平滑性更好的矿物油类及润滑酯类,其配比一般在40%~60%;这样油剂中需要被乳化的分散相比例很大,就要求油剂有较好的乳化能力,否则油剂会出现乳化不均,纤维局部平滑不够,造成可纺性下降,甚至出现毛丝或断头。所以这类油剂对乳化剂的选择有很高的要求;同时又由于这两种油剂都有一定的耐热要求(FDY 120~150℃,UDY 160~190℃)[8],所选乳化剂必须耐热,无冒烟、结焦现象。冒烟会使生产环境恶化,有害身体健康,结焦则会降低导丝辊的光洁度,增大摩擦系数,出现毛丝、断头等。聚醚本身耐热好,无结焦,是这类油剂中较好的单体,且通过对聚醚分子中EO,PO比的调整可获得具有不同HLB值的聚醚,可使油剂获得较好的乳化效果。由前所述,长碳链聚醚的乳化力远远大于短碳链聚醚,而且其优异的润湿性可保证油剂在高倍拉伸下的铺展速度,因此这类油剂中的乳化剂多选用长碳链聚醚。长碳链的酯醚在相同的EO/PO比和相对分子质量下具有更好的乳化力,且酯醚结构中的酯键与润滑酯中的酯键具有相似相容性,乳化力更强,酯醚在合成过程中形成的少量双酯还可补充油剂的平滑性,是这类油剂中应用性能较好的单体。

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