李群陈水林孟祥英耿春英李梅
聚硅氧烷俗称硅油,通常氨基改性的活性基团能与天然纤维、化纤及其混纺织物更强地结合,使织物滑爽、透气、丰满,具有超级柔软的手感,化纤织物可达到仿毛、仿丝、仿绸、仿麻和仿麂皮等仿真效果。尤其是在毛纺织品上用作柔软整理剂时,可获得蓬松、柔软、滑糯、抗皱等综合性能,故有"柔宝"之称[1,2]。
氨基改性硅油的合成有本体聚合和乳液聚合两种方法[3]。本实验采用本体聚合法,以八甲基环四硅氧烷(D4)和双氨基偶联剂Q-220为主要原料合成了氨基改性有机硅柔软剂,探讨了不同条件对织物性能的影响及在精纺纯毛织物上的应用效果。
1实验部分
1·1仪器与材料
1·1·1织物
精纺纯毛织物(平纹织物,248g/m2青岛第二毛纺厂)。
1·1·2药品
D4、MM、非离子乳化剂均为工业级;催化剂(分析纯);双氨基偶联剂Q-220;去离子水均为自制。
1·1·3仪器
三口烧瓶、酸碱滴定装置、温度计、恒温水浴锅、电动搅拌机、505型小轧车、转子粘度计、LAY-24型撕破强力测试仪(山东纺科所)、YG541型折皱弹性测试仪(山东纺科所)。
1·2双氨基改性有机硅(原油)反应式
其中,RlR、2均为1-3个碳原子的饱和烃基。
1·3本体聚合反应
1·3·1实验步骤
将92%-96%D4、1%-6%双氨基偶联剂Q-220、和适量催化剂,加入三口烧瓶,搅拌,升温到90-100℃,恒温反应3-4h,抽真空(2500-3000Pa)除杂,即得双氨基改性有机硅柔软剂原油,为无色透明粘稠液体。
1·3·2LQ-88的制备
原油2份,非离子乳化剂若干份,酸剂0.01份,高速(>1400r/min)搅拌15min即可。
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1·4·1双氨基硅原油粘度
利用转子粘度计测定不同条件下的双氨基硅原油粘度。1·4·2氨基硅油氨值
氨基改性硅油的氨值定义为中和lg氨基硅油所需lmol/L盐酸的毫升数。以乙醇为溶剂,溴酚蓝为指示剂,在磁力搅拌器不停搅拌的同时,用lmol/L的盐酸滴定。氨值便等于滴定时所用lmol/L的盐酸的毫升数。
1·4·3柔软整理与效果测试
1·4·3·1整理工艺
二浸二轧(LQ-8815g/L,醋酸1g/L,余量水,轧余率80%)→烘干(100℃)。
1·4·3·2性能测试
弹性回复角:采用折皱弹性仪测试,撕破强力:采用撕破强力仪测试,手感:采用触摸评定法(5最好,1最差)。
2结果与讨论
2·1催化剂
催化剂用量对氨基硅油相对分子质量的影响较大。实验表明,催化剂用量越少,反应速度越慢,氨基硅油的粘度越大,即相对分子质量越高。催化剂的种类不仅影响反应速度,而且影响合成反应的后处理工艺。从理论上讲,碱性物质均可催化该聚合反应,采用氢氧化物的居多,用量一般为0.01%
-0.1%(质量分数,以下同),但有反应后需除去催化剂之麻烦。本实验采用新型有机碱J,用量仅万分之一便可得到相对分子质量适中的氨基硅油,且无除碱之忧。
2·2反应温度
温度不仅影响反应速率,而且影响氨基硅油的相对分子质量及相对分子质量分布。本实验中,温度低于90℃,则反应速率过慢,反应时间太长;温度超过100℃时,速率又太快,氨基硅油粘度不足。故该反应的温度选为90-l00℃。
2·3反应时间
实验证明,反应温度越高,相对分子质量增加越快,达到平衡时所需的时间越短,但相应的平均相对分子质量越低,相对分子质量分布也越宽。反