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新型亲水性有机硅柔软剂的研究进展(二)

来源:印染在线 发布时间:2015年02月28日

2.3  氨基改性有机硅柔软剂
将氨基官能团引入聚硅氧烷骨架上,由于氨基的极性,可以与纤维的羟基、羧基等相互作用,产生非常牢固的取向性和吸附性,因此极大改善了硅氧烷在纤维上的定向排列,从而使织物手感超级柔软、滑爽、丰满。氨基硅油被称为新一代最佳的聚硅氧烷柔软剂,但是它也存在着一些问题,如在高温处理或紫外线影响下,氨基(特别是伯氨基)的存在,容易氧化分解形成发色团(偶氮基和氧化偶氮基),造成织物泛黄。此外,由于氨基的强极性,反而增加了疏水性,影响了处理织物的穿着舒适性。为提高亲水性及抑制黄变,需在原有氨基改性硅油基础上进一步改性或复配。常见方法包括以下几下几种。
(1) 将氨基改性硅油分子中的氨基用单异氰酸酯化合物改性为-NR′-CONHR基,再配成水乳型柔软剂,可以抑制黄变。单异氰酸酯化合物最好选用丁基异氰酸酯、戊基异氰酸酯及己基异氰酸酯等。值得重视的是,将氨基改性硅油分子中的氨基用聚醚异氰酸酯和环氧改性硅油进行改性,用其配制的乳液型柔软剂亲水性非常好,且柔软性持久,无泛黄问题。聚醚单异氰酸酯的结构为:


聚醚异氰酸酯与氨基硅油分子中的氨烃基反应可赋予柔软剂吸水性,且不会影响氨基硅油的风格;环氧改性硅油与氨基硅油分子中的氨烃基进行交联反应可抑制柔软剂黄变,反应后不会损害氨基硅油的风格,且还能赋予其更好的柔软性和平滑性。
(2)用端基为环氧基的聚醚与氨基改性硅油分子中的氨基加成,形成含有氨基及聚醚链段的改性硅油。常见的反应式如下:


反应制得的改性硅油可配制成淡黄色透明水溶液,极大改善了织物的亲水性和泛黄性。
(3)普通氨基改性硅油经环氧化合物(多为缩水甘油醚)与丙烯酸酯再改性后,配制的柔软剂不泛黄,而且能改善被整理织物的亲水性及平滑性。常见的反应式如下:


氨基改性硅油分子中的伯氨基或仲氨基可使环氧化合物开环,形成含有羟基的氨烃基取代基,这样减少了原有氨基的活泼氢并赋予织物亲水性;伯氨基或仲氨

基与丙烯酸酯进行的酰化反应,也减少了原有氨基的活泼氢,赋予织物光滑性及柔软性。此外,单独使用聚氧亚烷基缩水甘油醚对氨基硅油进行改性,也可抑制黄变性及改善亲水性。其效果比同一分子结构中同时含氨烃基和聚醚基团的聚硅氧烷配制的柔软剂好。
(4)其他方法如氨基聚醇改性和受阻胺类改性,后者通过特殊结构设计,使聚硅氧烷分子链长和氨基量最优化,足够长的主链有柔软性,同时不至于太长,所以有机硅能成为螺旋状,水分子能触及到织物纤维上的亲水性基团。受阻胺类有机硅提高了织物的柔软度和悬垂性,同时保持了织物原有的白度。织物吸水性也远远优于传统的氨基有机硅。与其他改性有机硅相比,经受阻胺改性有机硅整理的织物具有最佳的综合性能,这些性能包括织物手感、悬垂性、白度和亲水性等。此外,还可使用聚醚羧酸及环氧改性硅油对氨基硅油中的氨烃基改性,提高有机硅柔软剂的亲水性并改善其泛黄性。
由上可见,第三代有机硅柔软剂中活性基团的引入具有特殊的整理效果,但仅用一种活性基团进行改性往往得不到最佳的改性效果。如,氨基改性具有超级柔软滑爽效果,但疏水且易泛黄;聚醚改性亲水性好,但柔软滑爽性较差;环氧改性耐久性好,不易泛黄,但柔性较差。因此,实际应用中常共用几种活性基对有机硅柔软剂进行改性,使其兼具几种活性基团的优点。常见的如上述的氨基-聚醚类和环氧-聚醚类改性硅油类等。这些活性基在连接方法上也各有所不同,有的在侧链接功能基,有的单端接功能基,也有在两端接功能基或者在侧链和两端都接功能基等。几种基团共同改性所得到的有机硅柔软剂有着单一活性基改性柔软剂所没有的多种优良性能,产品的使用效果和应用范围都大为增强。

3结束语
目前,国际上中高档纺织品已普遍应用高品质有机硅柔软剂,因此,美国Dow Corning、德国威凯、法国罗地亚等大公司都加快研制新型改性有机硅柔软剂产品,其中包括亲水性有机硅柔软剂。近些年来,国内有机硅柔软剂的生产应用发

展也较快,但总体水平与发达国家相比具有很大差距,尤其产品质量方面。国内研制出的新型改性有机硅柔软剂的亲水、柔软、弹性、白度和耐久性等综合性能还很不理想,因此,国家每年还需大量进口高品质有机硅柔软剂以满足市场的巨大需求。

我国已经进入世贸组织,面对国内纺织品市场的蓬勃发展,以及人们对功能性整理织物要求的不断提高,新一代有机硅柔软剂,尤其是亲水性有机硅柔软剂,对于提高我国后整理技术,改变产品结构,增加产品附加值,将起到重要作用。



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