柔軟劑在織物上的吸附與吸附

柔軟劑在織物上的吸附與吸附

20世紀(jì)60年代，毛柔軟劑在美國、歐洲、日本和其他發(fā)達國家成功進入市場。隨著洗衣機的使用,人們的洗滌習(xí)慣逐漸由肥皂轉(zhuǎn)向合成洗滌劑,使洗后的織物手感比較差,需用織物柔軟劑進行處理改善手感?？梢宰魅彳泟┑谋砻婊钚詣┯嘘庪x子型、非離子型、陽離子型以及兩性離子型。它們是由憎水基團與親水基團組成,其中憎水基團主要是直鏈脂肪烴以C1～C18烷基為主。各類柔軟劑的柔軟與抗靜電效果是:陽離子型>陰離子型>非離子型。因此,陽離子表面活性劑成為各類柔軟劑中最主要品種。1整理后表面纖維對織物的整理合成洗滌劑的使用使棉織物表面的天然潤滑油被去除,使織物變得手感粗糙。使用洗衣機時,織物受強機械力的影響,表面纖維發(fā)生重新排列,產(chǎn)生卷曲并粘結(jié),干燥后被固定而產(chǎn)生粗糙的手感。由于纖維本身一般都帶有負電荷,由陽離子表面活性劑制成的柔軟劑可以很好地吸附于纖維表面,有效地降低纖維的靜電和纖維間的摩擦,使纖維伸展而不易粘結(jié)成團,從而獲得柔軟效果,并同時賦予織物良好的抗靜電性。2陽離子型表面活性劑織物柔軟劑的結(jié)構(gòu)特征主要是正電中心上的基團性質(zhì),研究表明:(1)為了達到柔軟的效果,疏水基要求是直鏈或接近直鏈的長鏈脂肪烴。(2)長鏈單烷基、二烷基、三烷基中,二烷基的陽離子表面活性劑具有更好的效果。(3)烷基鏈的長度較長,柔軟效果更好。但隨著碳鏈增長,拒水性增強,即吸水性變差,故一般采用C16～C18。(4)烷基鏈的飽和度下降會導(dǎo)致柔軟度變差。因此,烷基鏈最好是飽和的。在通常的漂洗條件下,羊毛和棉織物可從漂洗液中吸附90%以上的季銨鹽,而化纖織物如聚酯和聚丙烯類<20%。Hoechest研究了雙十八烷基二甲基氯化銨(DSD)在羊毛、棉及聚丙烯腈織物上的吸附,結(jié)果表明,聚丙烯腈吸附量僅為羊毛及棉的13%,見圖1。3紡織機軟膏的主要品種和缺點3.1dsd材料的選擇雙十八烷基二甲基氯化銨(DSDMAC)的分子式如下:這是最早商業(yè)化的柔軟劑之一,也可以用硫酸二甲酯代替氯甲烷進行季銨化。雖然使用時間很長,但DSD仍是使用量較大的柔軟劑品種,在發(fā)展中國家?guī)缀跏亲钪饕娜彳泟┗|(zhì)。單從柔軟性來看:DSD可以比其他品種提供更好的柔軟效果。從綜合使用效果考慮,單一的DSD也存在許多不足:(1)DSD對于合成纖維的吸附量明顯小于在棉、毛織品上的吸附量。(2)疏水性的烷基排列在纖維表面,使吸水性降低,反復(fù)處理織物易泛黃。(3)生物降解性不好。(4)溶液黏度隨含量提高而急驟上升,難以配制濃縮品,質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高達15%。為了彌補DSD的缺點,各廠家從各方面入手采取不同的方法。在改善吸水性方面,從花王、獅子和漢高公司發(fā)表的專利來看,都是在基質(zhì)分子中導(dǎo)入不飽和烷基。在抗泛黃和抗靜電性方面,復(fù)配兩性表面活性劑,如氧化胺是一種效果不錯的方法。3.2季銨鹽和外包二酰胺基乙氧基化季銨鹽和咪唑啉季銨鹽的分子式如下:這兩種產(chǎn)品都是以二乙烯三胺為原料,由于與氯甲烷反應(yīng)的速率太慢,一般用硫酸二甲酯做季胺化劑。這類產(chǎn)品加工費用比DSD低,因此其成本也較低。其中二酰胺基乙氧基化季銨鹽對人皮膚很溫和。咪唑啉季銨鹽易使織物泛黃,咪唑啉的酸鹽比季銨鹽不易使織物泛黃,從而成為成功上市的超濃縮柔軟劑中的主活性物之一。這兩種活性物配制的柔軟劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達20%,甚至25%。3.3生物降解性好酯基季銨鹽的分子式如下:進入90年代后,歐洲對活性物生物降解性要求提高,促進了酯基季銨鹽的工業(yè)化,使其成為柔軟劑的主要成分之一。酯基季銨鹽易配制成高活性物產(chǎn)品,處理后的織物有較好的吸水性,且不易泛黃。由于酯基在廢水處理中極易由微生物分解而迅速降解為C16～C18脂肪酸和較小的陽離子代謝物,因此,酯基季銨鹽具有突出的生物降解性,在歐洲獲得大量應(yīng)用。受水解穩(wěn)定性較差的影響,酯基季銨鹽配制的柔軟劑需要調(diào)節(jié)pH<4和添加其他添加劑來改善貨架壽命。3.4機硅柔軟劑的制備有機硅柔軟劑是近幾年來興起的新型柔軟劑,它完全不同于長碳鏈系列的柔軟劑。有機硅柔軟劑是由基本物二甲基硅油改性而制成。改性后的有機硅分子結(jié)構(gòu)中含有反應(yīng)基團,如氨基、環(huán)氧、羥基等可以同織物纖維的表面基團發(fā)生化學(xué)反應(yīng),柔軟效果好、耐洗性好,特別適用各種化纖及絲綢織物的柔軟整理,在家用柔軟劑中尚未普遍使用。4由紡織機軟膏制成4.1活性物釋放織物烘干型柔軟劑主要是以無紡布或紙作為載體,將活性物吸附于載體上,和織物同時放進烘干機中,在烘干機的溫度和攪動下,載體釋放活性物到達織物表面。為了改進活性物向織物釋放的速度和均勻度,常常還同時加入聚乙二醇酯、脂肪酸胺皂等改進劑。烘干型柔軟劑的市場占有率已大幅下降。4.2活性物的選擇漂洗型柔軟劑是指在漂洗階段加入柔軟劑,吸附于織物上,達到柔軟效果。產(chǎn)品的形式以水基分散體為主,普通型一般活性物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～8%,濃縮型則是12%～18%,超濃縮型活性物一般大于20%。濃縮型產(chǎn)品除了主活性物外,常加入脂肪醇、聚乙二醇酯和乙氧基化脂肪胺等改進劑,以降低產(chǎn)品的黏度。4.3陽離子類物用量雙功能柔軟劑是指兼有洗滌與柔軟雙功能的柔軟洗滌劑。產(chǎn)品形式分為液體和粉狀2種。液體型一般采用大量非離子活性物10%～30%,陰離子活性物用量相對較少10%,陽離子用量3%～5%。粉狀產(chǎn)品一般采用粉狀的陽離子活性物與洗衣粉干混或在洗衣粉內(nèi)配加經(jīng)附聚造粒的陽離子活性物5%～8%。另外,有的柔軟洗衣粉采用陽離子季銨鹽與膨潤土混合物,季銨鹽作為膨潤土的包復(fù)物制成附聚物,在水中崩裂而分散在洗液內(nèi)。膨潤土的潤滑性及吸濕性使纖維之間產(chǎn)生膨松作用,從而起到柔軟效果。總的來說,雙功能的柔軟劑,其柔軟效果比單功能柔軟劑要差,其市場占有率也不大。5雙烷基季銨鹽發(fā)達國家的漂洗型柔軟劑已經(jīng)以濃縮型為主,而在發(fā)展中國家,人們落后的消費習(xí)慣使黏稠的低質(zhì)量分?jǐn)?shù)產(chǎn)品繼續(xù)占據(jù)市場的主導(dǎo)地位。環(huán)保型的新陽離子活性物在歐美獲得大量使用。歐美開發(fā)了咪唑啉酯型叔胺以及雙酯型季胺鹽,而且長鏈烷基一般為不飽和烷基。不含氮原子(或含低氮)的柔軟基質(zhì)正在被研究。具有雙烷基的砜基或亞砜基化合物與C16～C18的脂