一、概况
八0年前后,国外在卫生、涂层、硅酮弹性体等后整理剂方面有了新的发展,由此开发出了一批具有高质量水平、高附加价值的纺织新产品。用进口新整理剂试制纺织新产品的方法,困难甚多;有的价格昂贵、条件苛刻,有的至今还不肯向我提供样品和出售商品。这些在经济效益和时间差方面构成的不利条件,削弱了我们对外出口的竟争能力。从长远的观点来看,对于国内市场,也将无法抵御进口纺织品的冲击。国际上纺织技术的发展以及消费品的升级换代,使我们面临着严峻的挑战。
1982年山东大学试制出了氨基改性硅酮弹性体乳液[STU-1、2]作为硅酮弹性体后整理剂,通过了小试鉴定。我们对其性能进行了测试。并做了应用工艺探讨,给予了肯定的评价[1]。
此后,山东大学又相继研制出了STU-05、STU-06氨基改性硅酮弹性体乳液。
STU系列硅酮弹性体除了普遍改善织物的手感,赋予柔软、滑爽、优良的弹性之外,对试验织物还有各种不同的优良效果。
1、用于纯棉织物,在与2D树脂同浴整理时,2D用量只需24克/升,便可达到防缩抗皱整理要求,强力保留率高,成本低,织物上可释放甲醛量小。
2、用于涤粘中长织物,也可以大幅度降低2D树脂的用量,织物的回能与缩水率能保持通常水平,而手感风格,成本和织物上可释放甲醛量,则可得到明显的改善、
3、用于纯棉针织品,可以获得良好的拉伸回复性。
从小试结果,和各厂的生产试验、以及产品开发的情况证实,硅酮弹性体STU,对各种织物都有很好的整理效果,达到国外八十年代同类产品的先进水平。
二、国内外硅酮弹性体的发展状况
在五十年代初,美国DOW CORNING公司首次成功地合成了用于纺织品后整理的有机硅,并取得了良好效果。自五十年代初至七十年代的二十多年中,尽管世界上有机硅织物整理剂品种繁多,但基本上是二甲基硅油(Ⅰ)和含氢硅油(Ⅱ)及其衍生物的混合物。统称为硅油型产品。它们是采用本体聚合法聚合,然后乳化而成乳状液。稳
定性较差,这是第一代的有机硅织物整理剂[2]。
1969年Weyenberg等人发表了硅氧烷乳液聚合法的研究报告,1972年Rooks R.J.发表了乳液聚合的硅氧烷乳液在织物整理上的应用报告,1976年美国DOW CORNING公司公布了用乳液聚合法研制成功的DC-1111乳液及其在织物柔软整理方面的应用报告。这种用乳液聚合法生产的阴离子型乳液(Ⅲ),性能较稳定,适应性强,耐皂洗牢度由3~5次提高至15次之多,它向永久性整理前进了一大步。α、ω-二羟基聚二甲基硅氧烷(Ⅲ)(简称羟乳)可以称之为有机硅织物整理剂的第二代产品。79到80年间瑞士Ciba一Geigy公司研制成功、并生产的硅酮弹性体Ultratex FSA非离子型羟乳,是其
具有代表性的产品,分子量已达20万以上。这类产品,为取得较好的整理效果,一般需用配套的甲基氢聚硅氧烷(Ⅱ)或一甲基三甲氧基硅烷(Ⅳ)作交联剂,有机锡、有机锌等有机金属化合物作为催化剂:[3][4][5][6]。
1977在中国科学院北京化学所和北京化工二厂协作研制了阳离子氢乳(QR-Ol)并大量生产,这是我国第一个乳液聚合法生产的有机硅织物整理剂乳液。近几年国内各家生产的羟乳型号很多,有阳离子型的,阴离子型的。1985年上海已从瑞士Ciba-Geigy公司引进了Ultratex FSA的生产技术。
近几年来,国外还相继开发生产了一大批改性的有机硅弹性体,它是通过在大分子上引入了一些活性基团来实现的,如引入环氧基、氨基、环氧氨基等。引入环氧基的有日本日华公司的非离子型NlKKA EP-l000,阳离子型的EPC一812等,环氧氨基改性的有日华公司的EPN一852;氨基改性的有美国DOW CORNING公司的DC-108和SM-8709(原日本东丽公司的),日本信越有机硅化学公司的Polon MF-llB,瑞士Ciba
-Geigy公司的Ultratex FSB、Ultratex ESC和Ultratex ESU。其中Ultratex FSB和Ultratex ESU无需交联剂、催化剂,可自行交联成膜[7][8]。
在国内,山东大学1982年研制成功的STU-l(阴离子型)、STU-2(阳离子型)(V)是氨基改性的硅酮弹性体。
其中;R=-OH、-OR,R’=氨烷基。
经过改性的硅酮弹性体都带有活性基团,反应性好,能改善耐久性,而且引入氨基,在酸性溶液中大分子呈阳离子性,对纤维素具有亲和性,提高整理效果。
另外,区别于以往的有机硅整理剂,STU氨基型硅酮弹性体乳液自身带有催化交联体系,它本身己包含了交联所必要的所有组分,是一种"单组分体系",在室温下将水份挥发即可自行交联而成弹性膜,不需外加催化剂与交联剂[9][10]。
这类新型的硅酮弹性体可有效地改善针织及机织弹性织物的拉伸性、形态回复性,使织物具有特殊的回弹性能,非常柔软、光滑而丰富的手感,增强织物的抗皱性,使其具有较佳的免烫效果,还给予织物优良的缝纫性,耐洗、耐干洗性。另外,经处理后的织物通常在色泽上都较深及较为光亮。
通过实验证明,STU与国外八十年代同类产品的水平相当。它广泛地适用于各类织物及各种纤维材料,是一种高档的纺织品后整理剂。