松香酸鈉活性劑在紡織染整中有哪些作用？

紡織纖維加工成各種紡織品，在其加工的過(guò)程中,需要用到各種輔助的化學(xué)品,其中用量最多?品種變化最大的當(dāng)數(shù)表面活性劑，而活性劑里面當(dāng)數(shù)松香酸鈉。此外還有高分子表面活性劑及特殊類(lèi)型的表面活性劑,如含氟?含硅類(lèi)等,因其結(jié)構(gòu)特殊而具有特殊性能?，F(xiàn)在按照表面活性劑分類(lèi)重點(diǎn)討論為適宜環(huán)保要求而開(kāi)發(fā)出的綠色環(huán)保型表面活性劑及其在紡織染整中的應(yīng)用。

一、陽(yáng)離子表面活性劑

此類(lèi)表面活性劑去污力差,通常不能與陰離子表面活性劑復(fù)配,但它具有良好的抗靜電性和柔軟性以及良好的殺菌和消毒能力,并能賦于纖維很好的柔軟效果,是目前最為重要,使用最廣泛的柔軟劑。常用類(lèi)型有叔胺鹽類(lèi)?季銨鹽類(lèi)。其中叔胺鹽類(lèi)只在酸性介質(zhì)中呈陽(yáng)離子性,而季銨鹽類(lèi)在任何介質(zhì)內(nèi)均呈陽(yáng)離子性,是應(yīng)用最廣的一類(lèi)。雙十八烷基二甲基季銨鹽是柔軟性能突出的織物柔軟劑,用量?jī)H0.1%～0.2%就能獲得理想的效果,還有再潤(rùn)濕和抗靜電作用,但存在毒性較大?生物降解困難;雙氫化牛油基二甲基氯化銨(DHTDMAC)作為柔軟劑,雖有優(yōu)良的柔軟效果,但存在抗靜電性差?生物降解性差,易在污水處理中被污泥吸收而污染農(nóng)田。20世紀(jì)90年代初已在德國(guó)?荷蘭等國(guó)家停止使用。代之的新一代綠色產(chǎn)品有:季銨酯?酰胺乙基咪唑啉季銨鹽?三乙醇胺季銨鹽和卵磷酯型季銨鹽等。

A、季銨酯

用谷氨酸或天冬氨酸與C12～14脂肪醇經(jīng)酯化?叔胺化和季銨化而得到雙酯基季銨鹽(結(jié)構(gòu)如下),其對(duì)各種織物的柔軟效果等同于雙十八烷基二甲基季銨鹽,而且具有優(yōu)良的吸水性和抗靜電性能,及良好的生物降解性,幾乎不存在污染問(wèn)題。將Me2N(CH2)3N(CH2CH2OH)2與月桂酸1∶1混合酯化后用芐基氯季銨化得到季銨單酯,可用作織物柔軟劑?潤(rùn)滑劑。季銨酯型陽(yáng)離子表面活性劑與聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯復(fù)配物可完全清洗掉織物上的機(jī)油油漬。

B、三乙醇胺季銨鹽

用三乙醇胺與天然油脂季銨化所得到的陽(yáng)離子表面活性劑,可賦于織物很好的柔軟性。硬脂酸?油酸?棕櫚酸與三乙醇胺反應(yīng)得到的胺基酯,再與聚氧乙二醇月桂酸酯混合后,經(jīng)硫酸甲酯化可得織物柔軟劑?？商娲?/span>DHTDMAC,此類(lèi)表面活性劑毒性小,易降解。德國(guó)CHT R BreitlichGmbh開(kāi)發(fā)的一種可生物降解的陽(yáng)離子活性柔軟劑Tubimgal B,有很高的直接性,對(duì)熒光增白劑無(wú)影響,經(jīng)處理后的織物手感柔軟而膨松。

二、陰離子表面活性劑

傳統(tǒng)的類(lèi)型為烷基苯磺酸鈉?烷基萘磺酸鈉和烷基硫酸鈉。這些陰離子表面活性劑中,疏水基團(tuán)帶支鏈結(jié)構(gòu)的及長(zhǎng)碳鏈的生物降解性差,易造成江河水質(zhì)污染。此外,親水基團(tuán)磺酸鹽?硫酸鹽因需硫細(xì)菌參與,故降解時(shí)間長(zhǎng)。相比之下,磷酸酯類(lèi)相對(duì)容易,而羧酸鹽類(lèi)最易降解。其中用作凈洗劑的十二烷基苯磺酸鈉(LAS)由于泡沫多,刺激大,有一定致畸性,且耐強(qiáng)堿性差,生物降解性能相對(duì)較差而逐步被脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽(AES)?仲烷基磺酸鹽(SAS)?α-烯烴磺酸鈉(AOS)?α-磺基脂肪酸甲酯鈉鹽(MES)?脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽(AEC),以及新型產(chǎn)品茶皂素?多肽基表面活性劑代替。

A松香酸鈉、烷基硫酸鈉、脂肪酸聚氧乙烯醚

這3種陰離子表面活性劑的生物降解性能好,去污力優(yōu)異,同時(shí)具有乳化?洗滌?溶解和潤(rùn)濕作用。其中SAS,AOS耐堿?耐高溫(130℃不分解),且有良好的配伍性,是制造綠色前處理助劑的理想原料。AES產(chǎn)品中以天然月桂醇為原料合成的3EOAES與以合成醇為原料得到的產(chǎn)品相比,刺激性低?生物降解性好?毒性小。

B、MES,AEC

以棕櫚油為原料合成的MES可作織物凈洗劑,其用量?jī)H為LAS的1/3,是首選的優(yōu)良表面活性劑。AEC去污力強(qiáng),配伍性好,鈣皂分散力強(qiáng),被發(fā)達(dá)國(guó)家譽(yù)為“21世紀(jì)綠色表面活性劑”。此外,還可做還原染料染色的勻染劑,與烷基硅氧烷復(fù)配用作織物柔軟劑。

C、茶皂素?多肽基表面活性劑茶

皂素與AES復(fù)配得到理想的環(huán)保型洗毛劑,而傳統(tǒng)凈洗劑LS雖可提高洗毛效果,但在制造過(guò)程時(shí)用到對(duì)氨基苯甲醚,后者中存在致癌性的鄰氨基苯甲醚而被列為禁用物質(zhì);多肽基表面活性劑的產(chǎn)品有Promios EMCP,PromoisEFLS,均有優(yōu)良的洗滌?乳化性能。

三、非離子表面活性劑

它是應(yīng)用非常廣泛的一類(lèi)表面活性劑,能與其他類(lèi)型的表面活性劑復(fù)配而起到協(xié)同和增效作用,具有消泡?乳化?凈洗和分散作用。其中作為消泡劑的主要有脂肪酰胺,聚氧乙烯二烷基醚;乳化劑有3個(gè)系列:烷基酚聚氧乙烯醚(OP系列)?脂肪酸的失水山梨醇酯(S系列),聚氧乙烯脂肪酸失水山梨醇酯(T系列)。勻染劑如平平加O?平平加O-15等。其中壬基酚聚氧乙烯醚(TX-10)雖能生化處理,但生化后分解產(chǎn)物仍為酚類(lèi),有魚(yú)毒性,且能破壞人體的生殖系統(tǒng),歐洲部分國(guó)家已通過(guò)法律禁止使用,可用毒性小的天然脂肪醇聚氧乙烯醚或失水山梨醇酯替代。此外,糖基表面活性劑(烷基葡糖苷(APG)?蔗糖酯(SE)及烷醇酰胺,因其優(yōu)異的應(yīng)用性能?低毒?生物降解性極佳而備受矚目。

A、APG

APG是由葡萄糖的半縮醛羥基和脂肪醇羥基,在酸的催化下失去一分子水而得到的產(chǎn)物。它具有優(yōu)良的表面張力,一般表面活性劑的最低表面張力都在30mN/m～40mN/m,而APG的最低表面張力低于30mN/m,有較好的去污力與泡沫力,無(wú)濁點(diǎn),乳化能力優(yōu)于TX-10?平平加O?吐溫-20和司盤(pán)-60,可與其他表面活性劑有較好的協(xié)同效應(yīng)。生物降解實(shí)驗(yàn)表明可完全降解。各類(lèi)產(chǎn)品均無(wú)致癌性。APG可用作絹纖維的精煉劑,適度地除去膠絲蛋白,得到絹所特有的柔軟?閃光及良好的染色性。此外有文獻(xiàn)報(bào)道棉布在C12～16APG1.25%?三聚氰胺樹(shù)脂1.25%和甲醇97.5%溶液中浸泡30min后取出,除去液體,在150℃烘箱中烘30s,布的干?濕防皺率均提高50%。APG與季銨酯配比為1∶3～1∶10,可用作棉織物的柔軟劑和抗靜電劑。美國(guó)專(zhuān)利報(bào)道,1.7份～8份C8～22脂肪胺與1份APG混合,能賦于織物一定的柔軟性,并防止其焦化。APG與烷基硫酸鹽混合,可用作纖維絲光前處理中的滲透劑。6%～94%APG與6%～94%烷氧基化醇?6%～94%氯代乙氧基異癸醇(泡沫抑制劑)?水混合后用于織物洗滌漂白處理,使得織物具有優(yōu)異的白度,混合物具有在高溫下穩(wěn)定?高攪拌下泡沫少及生物降解性好的特點(diǎn)。

B、烷醇酰胺

國(guó)外商品名為Ninoil6501, Ninoil 6502其通式為:RCON(CnHnOH)2,n=2～3；此類(lèi)產(chǎn)品有良好的增稠作用,配方中含質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%～10%,產(chǎn)品黏度可百倍增長(zhǎng),當(dāng)AES-Na中加入氯化鈉時(shí)其增稠效果尤為顯著。此外在聚合物中加入少量烷醇酰胺,40d內(nèi)的靜電荷積累遠(yuǎn)小于3kV(3kV為吸塵現(xiàn)象開(kāi)始的靜電荷累積電壓),同時(shí)抗氧化,耐機(jī)械磨損作用很穩(wěn)定,且兼有優(yōu)良的增泡?穩(wěn)泡?去污?鈣皂分散性及乳化性。

C、蔗糖酯(SE)

蔗糖酯提供1～18的HLB值,并且在應(yīng)用中所有等級(jí)都顯示出良好的表面活性的功能性,0.10%的蔗糖酯溶液表面張力大致為33mN/m～34mN/m,比吐溫和聚氧乙烯醚類(lèi)?十二烷基苯磺酸鹽高;0.10%濃度的蔗糖單酯對(duì)碳酸鈣具有良好的分散力,可與聚氧乙烯系非離子表面活性劑媲美;在低濃度時(shí),牛脂蔗糖酯的洗凈力比烷基苯磺酸鹽?高級(jí)醇硫酸鹽?肥皂?α-磺酸肉豆蔻酸鹽和聚氧乙烯壬基酚醚都好,因此是極好的表面活性劑和乳化劑;無(wú)嗅?無(wú)味?無(wú)毒和對(duì)皮膚無(wú)刺激性,具有卓越的生物可降解性,不會(huì)造成環(huán)境污染。日本明成公司開(kāi)發(fā)的稱為“可食用”的蔗糖酯柔軟劑(?????-SS-15)安全性高,容易分解,對(duì)皮膚無(wú)刺激性。1.2%防水劑?0.001%SE與乙醇混合噴灑在羊毛織物上,可防塵,無(wú)異味。以7∶3混合蔗糖硬脂酸酯與蔗糖軟脂酸酯,用所得溶液處理滌/棉織物,織物具有良好的吸水性與柔軟性。

四、兩性表面活性劑

兩性表面活性劑結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高,但對(duì)皮膚刺激性低,殺菌力強(qiáng),發(fā)泡力強(qiáng),生物降解性強(qiáng)?？椢锵礈旌缶哂腥彳浀氖指?。用作織物洗滌劑的種類(lèi)為甜菜堿型?氨基酸型,它們對(duì)棉的去污力遠(yuǎn)高于LAS,與陰離子表面活性劑有很好的配伍性。其中N-烷基-β-氨基丙酸類(lèi)是近年開(kāi)發(fā)的?很溫和的?對(duì)眼睛無(wú)刺激作用及對(duì)各種纖維有很好洗滌效果的兩性表面活性劑。烷基胺內(nèi)酯型結(jié)構(gòu)的兩性表面活性劑結(jié)構(gòu)如下:此類(lèi)兩性型柔軟劑對(duì)合成纖維的親合力強(qiáng),沒(méi)有泛黃和使染料變色或抑制熒光增白劑等弊病,能在廣泛的pH值介質(zhì)中使用。以環(huán)氧丁二酸鈉鹽與己胺反應(yīng),得到一個(gè)氨基上聯(lián)有多個(gè)羧基的新型兩性表面活性劑,可作為織物的柔軟劑。

含有聚氧乙烯鏈的兩性表面活性劑：

C18H37(OCH2CH2)15OCH2CH(OH)CH2N+H(CH2CH2OH)CH2CO2-,C17H35CONH(CH2)3N+(Me2)CH2CO2-與石蠟?含硅消泡劑等成分復(fù)配用于纖維素纖維,可使其具有較好的柔軟性和親水性,且與熒光增白劑相容性良好。

五、新型表面活性劑

A、Gemini表面活性劑：此類(lèi)表面活性劑是通過(guò)聯(lián)接基團(tuán),將兩個(gè)傳統(tǒng)表面活性劑的親水基團(tuán)相連而得,此類(lèi)表面活性劑能有效降低水溶液的表面張力,很低的Krafft點(diǎn),更大的協(xié)同效應(yīng)以及良好的鈣皂分散性和潤(rùn)濕?乳化等特點(diǎn)。單烷基二苯醚二磺酸可耐高濃度的強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,在50%硫酸中不失活,在40%氫氧化鈉中不凝聚,并有良好的抗氧化?抗還原?耐硬水和低泡性。

另有研究報(bào)道,用Gemini陽(yáng)離子型表面活性劑DC3-12,DC6-12與傳統(tǒng)的庚基三甲基溴化銨對(duì)比,用分散染料1,4-DDA上染尼龍6和滌綸,發(fā)現(xiàn)上染率均優(yōu)于庚基三甲基溴化銨。

B、含氟表面活性劑：是以氟碳鍵代替?zhèn)鹘y(tǒng)碳?xì)滏I的一類(lèi)特殊表面活性劑,因有著高表面活性(水溶液的表面張力可低于20mN/m以下),并有低的cmc?高熱穩(wěn)定性和高化學(xué)穩(wěn)定性。主要用作纖維的防水?防油及織物整理過(guò)程。

美國(guó)3M公司配制的Scotchgard(全氟羧酸鉻絡(luò)合物),及全氟烷基丙烯酸酯共聚體,具有優(yōu)異的防水?防油性能,且耐洗滌,織物手感柔軟。此外可作織物防污?滑爽及耐洗等整理劑。傳統(tǒng)織物凈洗劑為四氯乙烯,易對(duì)環(huán)境造成危害,以氟表面活性劑(結(jié)構(gòu)如下)代之,除洗滌外,還可減少蛋白質(zhì)纖維對(duì)水的吸收,從而避免了以往因過(guò)熱干燥而導(dǎo)致的纖維強(qiáng)度下降的缺點(diǎn):C8F17(OC2H4)19OH;  C8F17-SO3Li;

C8F17-SO2NH-(CH2)2-N(C2H5)3

C、含硅及其他表面活性劑：它是隨著有機(jī)硅新型材料發(fā)展起來(lái)的一種新型表面活性劑,具有優(yōu)良的降低表面張力的性能,以及優(yōu)良的潤(rùn)濕?消泡和穩(wěn)泡性。聚硅氧烷化合物的疏水性非常突出,不長(zhǎng)的硅氧烷鏈能使整個(gè)表面活性劑具有很強(qiáng)的表面活性。德國(guó)專(zhuān)利報(bào)道,用聚硅氧烷與烷基糖苷配比為0.5∶1.0～10∶1.0的乳液對(duì)印染后的滌(或滌/棉?滌/毛)織物進(jìn)行整理,在保持原來(lái)的柔軟度基礎(chǔ)上,進(jìn)一步提高了耐洗牢度。至少含有一個(gè)羥苯基取代的聚二有機(jī)硅烷與等量苯酚混合可作紡織纖維的潤(rùn)滑劑。硅表面活性劑Neodol23-3,silwetL 77與硅油等復(fù)配乳液可用于織物的防皺處理;一種新型的含銨基?環(huán)氧基的硅整理劑可賦于織物良好的手感,抑制泛黃以及提高織物的吸水性。

此外,以磷酸酯表面活性劑為代表的含磷表面活性劑在化纖工業(yè)中已作為高效抗靜電劑?潤(rùn)濕劑和乳化劑。其中烷基磷酸酯是很有前途的一種,可在前處理過(guò)程中用作精煉劑?滲透劑(辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯滲透效果很好,且在250mg/L堿液中不分層),且去污力優(yōu)于牛油醇硫酸鈉?十二烷基苯磺酸鈉和烷基酚聚氧乙烯醚。

有機(jī)硼表面活性劑是一種半極性的化合物,是由具有鄰羥基的多元醇?低碳醇的硼酸三酯和某些脂肪酸所合成的。通常為非離子型,堿性介質(zhì)中重排為陰離子型。B-O鍵與高分子物質(zhì)有很好的相溶性,熱穩(wěn)性優(yōu)良,特別適于作抗靜電劑。作為一種新型表面活性劑,其用途還在進(jìn)一步研究中。

六、高分子表面活性劑

A、淀粉醚：淀粉醚以可再生資源淀粉為原料,紡織前處理過(guò)程中性能優(yōu)越,加之目前發(fā)展起來(lái)的干法?半干法生產(chǎn)工藝節(jié)能?清潔而使其備受矚目。

研究表明,高取代度羧甲基淀粉抗剪切力強(qiáng),受酶的影響小,可在一定條件下代替價(jià)格較高的海藻酸鈉用于印花糊料。陽(yáng)離子淀粉改性棉纖維后,用活性染料無(wú)鹽軋染,得到較高的固色率和吸附量,其中活性艷紅K-2BP,X-3B和活性嫩黃M-7G吸附量比傳統(tǒng)方法分別提高3.79倍?1.4倍和2.3倍,固色率分別達(dá)到90.5%?77%和97.7%,且與其他改性方法相比,耐洗牢度?耐摩擦牢度均在4級(jí)以上,耐日曬牢度也在3級(jí)以上。

C、聚醚：以聚氧丙烯為疏水基?聚氧乙烯為親水基的一種高分子型非離子表面活性劑,是一類(lèi)低泡沫?無(wú)味?毒性小及易生物降解的產(chǎn)品。國(guó)外商品名為“Pluronic”,其結(jié)構(gòu)通式為:

R(C2H4O)a(C3H6O)b(C2H4O)Cha+b+c=20～80

相對(duì)分子質(zhì)量為2000L64～3000L64(L為液狀),去污性最好;F68(F表示片狀)分散性最好。當(dāng)結(jié)構(gòu)中末端是環(huán)氧乙烷時(shí),去污力好,消泡性差;而當(dāng)末端是環(huán)氧丙烷時(shí),去污力變差,消泡性變好。此外,聚醚也是優(yōu)良的柔軟?平滑劑,但價(jià)格相對(duì)較高；

七、環(huán)境問(wèn)題是工業(yè)發(fā)展的伴生問(wèn)題,在全世界各主要紡織出口商紛紛推出了“綠色產(chǎn)品”和“環(huán)保產(chǎn)品”的今天,我們應(yīng)當(dāng)重視環(huán)保和生態(tài)指標(biāo),努力開(kāi)發(fā)出具有環(huán)境相容性好?生態(tài)學(xué)優(yōu)良及性能優(yōu)良的綠色表面活性劑。此外,隨紡織?染整技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及人們對(duì)于織物?環(huán)保的更高要求,今后還應(yīng)注意開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品有:(1)新型纖維用表面活性劑：滌綸超細(xì)纖維?丙綸及Tecel纖維等新合纖形態(tài)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,織物所含油劑?漿料等成分復(fù)雜,需使用特殊的退漿劑?精煉劑及堿減量促進(jìn)劑等;纖密度小?表面積大?上染速度快,染色易不勻?不深,須加特殊高溫分散劑?勻染劑和增深劑等,染后還需整理,從而賦于一定的柔軟性及光滑性等性能。此類(lèi)表面活性劑應(yīng)結(jié)合纖維種類(lèi)配套開(kāi)發(fā)。(2)新型染整技術(shù)用表面活性劑：新型染整技術(shù)如噴墨印花?微膠囊等技術(shù)對(duì)所使用的表面活性助劑提出了新的要求。如噴墨印花前處理要求助劑具有很好的防滲性?潤(rùn)濕性,并能顯著提高染料的上染率與固色率;微膠囊技術(shù)則要求開(kāi)發(fā)新型?實(shí)用的微膠囊芯材與壁材。(3)生物表面活性劑：是一類(lèi)由生物體系新陳代謝產(chǎn)生的具有表面活性的兩親化合物,此類(lèi)表面活性劑有優(yōu)異的織物處理性能與極好的環(huán)境相容性,市場(chǎng)潛在需求大。(4)新型功能性整理用表面活性劑社會(huì)環(huán)境的變化使得人們對(duì)紡織材料和服裝提出更多的需求,如具備防護(hù)性能,甚至醫(yī)療保健功能。應(yīng)大力開(kāi)發(fā)高檔柔軟劑及多功能柔軟劑(如經(jīng)改性的有機(jī)硅?有機(jī)氟類(lèi)表面活性劑等)?抗皺劑及安全功能整理劑。

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