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新型非離子有機硅柔軟劑SF-88的應用研究
彭志忠
萊菲雅
2019/4/30
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新型非離子有機硅柔軟劑SF-88的應用研究


彭志忠
[1.佛山市敬展紡織材料有限公司 廣東佛山 528216;2.萊菲雅(廣州)新材料科技有限公司 廣東廣州 510660]


        摘  要:本文研究了新型非離子有機硅柔軟劑的產品性能及生產應用等,實踐表明:非離子有機硅柔軟劑Siltouch SF-88的耐酸、堿、鹽,耐熱等理化性能優良,其整理后織物的親水性、柔軟性、白度、色變等應用性能都優越,可避免傳統硅油柔軟劑的弊端。
        關鍵詞:高穩定;柔軟細膩感;親水性;同浴穩定性;非離子硅類柔軟

前  言
        有機硅柔軟劑以硅氧烷為主鏈,通過接枝改性及不同的合成和乳化工藝等衍生成眾多的品種,在眾多的硅油柔軟整理劑中,氨基硅油具有其他柔軟劑無法比擬的“超柔軟”效果,其降低纖維表面的摩擦系數,改善經緯紗之間的摩擦阻力,使織物具有較佳的滑爽、柔軟的手感。市場上使用的硅類織物柔軟劑以氨基硅油乳液或微乳液為主,但普遍存在以下不足:
        a.容易破乳、漂油、粘輥,易在被加工織物上形成難以去除的硅油斑;
        b.其配伍性差,與其他助劑(尤其是電荷相異的助劑)難以同浴使用;
        c.由于氨基的氧化,易引起織物泛黃和色變;
        d.被整理后的織物疏水、吸濕透氣性差;
        e.柔軟整理過的織物不易修色,難以剝除硅油而無法滿足返修染色。
        佛山敬展紡織科技有限公司通過氨基嵌段接枝改性及合成乳化等工藝,有針對性地開發了親水、柔軟細膩絲滑、極優的懸垂性、不粘輥及高穩定同浴性佳的真正自乳化新型非離子硅類柔軟劑,經柔軟整理的織物具有其他氨基硅類柔軟劑無法比擬的“超柔軟”效果:柔軟、滑爽、親水以及優良的低黃變性和一定的耐洗性;產品各項穩定性能(耐高溫,耐高剪切,耐電解質等方面)優異,可與各種印染工序(染色、印花及整理工藝)等同浴使用,方便印染企業的實際應用。
1.試驗
1.1 試驗材料及儀器

        織物:全棉針織拉架、粘膠針織、T/R針織染色和漂白布。
        助劑:非離子硅類柔軟劑Siltouch SF-88(敬展科技),親水硅油A(市售),有機硅油B(市售)。
        儀器:電子天平,高速電動攪拌器,溫度計,鼓風烘燥箱(上海精宏公司),BK-ZC型小軋車(正通染整),GT10-1型離心機(北京時代北利公司),Starlet-3(DL-6000)紅外線打樣機,立式軋車,白度儀等。
1.2 應用試驗與測試工藝
        采用(1開4的)Siltouch SF-88非離子硅柔軟劑、親水硅油A和有機硅油B,分別配制用量40g/L柔軟劑整理液。
整理工藝:織物浸軋工作液 (一浸一軋,軋余率(60~70%) →烘干→拉幅/定型(溫度與時間160℃,90s)→回潮、測試。
1.3 測試方法
1.3.1 穩定性測試
A.工作液放置穩定性
        用自來水配制50g/L的柔軟劑微乳液溶液,敞口暴露于空氣中,室溫下放置,觀察初配、4小時、8小時、24小時及三天、一周工作液有無分層、漂油、絮狀物或沉淀物等生成。
B.耐熱/凍穩定性測定
        5%(即50g/L)的待測樣品于60℃、70℃、80℃溫度的水浴鍋放置30min、60min,觀察(各溫度下)微乳液是否破乳漂油、分層、渾濁或絮狀物生成。
耐凍性能:在-10℃溫度下,放置24h后,再在常溫下放置,可反復數次,目測乳液(分層與飄油)情況。
C.離心/剪切穩定性測定
        配制50g/L的水溶液,將乳液倒入離心試管,置于高速離心機中,以3000r/min的轉速離心處理45min,目測微乳外觀(分層、飄油或沉降)情況。
1.3.2 手感測定
        柔軟整理的布樣經冷卻回潮,經多位資深的手感評價專業人員用手觸摸整理后的織物表面,評定織物細膩度、滑爽平滑度、柔順性等方面的手感對織物進行評級,共5級;介于0和5之間,取平均值作為最終的結果;越高的數值,則表明手感越好。
1.3.3 白度測定
        黃變性:對漂白布或增白織物上作柔軟處理,使用測色儀測定棉/粘膠增白布柔軟處理前后的白度值。
        白度指標經WSB-3白度儀測定,以5次測試的平均值為最終結果;數值越大白度越好,數值越小白度越低。
1.3.4 親水性測試
        該測試用來評價有機硅柔軟劑處理后的織物的濕潤性能(親水性能),并和未處理的樣品(空白樣品)進行比較。
        A.滴水消失法
        用標準滴管(25滴/ml),從距離織物1cm高度向水平鋪展的織物表面滴一滴水,測試布面水滴鏡面反射消失所需的時間,即潤濕時間;以評定織物親水性(吸水性)的差異,時間越短吸水性能越好。
        B.攀升法/毛細效應法
        沿布的經向或緯向取2.5cm×20cm的布條,測試5min或30min的攀升高度。
1.3.5 硅類柔軟劑的化學性能與其他助劑的相容性
        柔軟劑復配染料、涂料、催化/固色劑等的穩定性:參照GB/T 5548-2007《樹脂整理劑加催化劑后溶液穩定性的測定》測定。
        A.與陰離子型增白劑相容性
        將2g陰離子型熒光增白劑和5g硅類柔軟劑乳液裝于200ml玻璃瓶中,再加93ml水混合均勻;若溶液渾濁或有絮狀物(或沉淀物)產生,則表明不相容;反之相容性較好,即與增白劑、固色劑的同浴穩定性好。
        B.與固色劑相容性
        將2g活性固色劑和5克硅類柔軟劑乳液裝于200ml玻璃瓶中,再加93ml水混合均勻;觀察柔軟劑乳液的狀態的變化。若溶液渾濁或有絮狀物(或沉淀物)產生,則表明不相容;反之,相容性較好即同浴穩定。
        C.耐電解質(耐鹽)穩定性
        5克硅類柔軟劑加入95克5% Na2SO4溶液中,攪拌均勻,50℃溫度下放置60~90min;觀察柔軟微乳液是否破乳漂油。
        D.耐堿穩定性
        5g硅類柔軟劑微乳液加入95g(pH=11.0)堿液,攪拌均勻,放置24h;觀察微乳液是否破乳漂油(渾濁、漂絮和飄油)。
2 .結果與討論
2.1 性能特征與穩定性
        按1.3.1穩定性測試方式,分別測試Siltouch SF-88非離子硅柔軟劑、親水硅油A和有機硅B硅類柔軟劑的穩定性能;測試結果見下表1。屏幕快照 2019-05-03 上午12.10.07.png        由上表1看出,Siltouch SF-88的離心穩定性、耐剪切力穩定性、耐熱凍的穩定性佳,其貯存穩定性均優于(市售)親水硅油A和有機硅B。
2.2 整理效果與性能測試
2.2.1 柔軟劑整理后的手感
        采用棉針織、粘膠針織和T/R針織布,按照1.2應用試驗與測試;分別測試柔軟整理后織物(細膩度、滑爽平滑度、柔軟性等方面)的手感;測試結果見下表2。

屏幕快照 2019-05-02 下午1.01.14.png
        新型非離子硅柔軟劑Siltouch SF-88的手感完全可以與氨基硅油相媲美;在纖維素纖維(如棉、粘膠)上的使用,具有極優秀的手感提升效果。
2.2.2 整理后的織物親水性與黃變性
        采用非離子硅SF-88、親水硅油A和有機硅B產品按照1.2應用試驗與測試;分別對棉、粘膠和T/R針織布料進行整理,測定整理織物的親水性/黃變情況;結果見下表3/表4。
        Siltouch SF-88處理后的棉及其混紡織物可實現滴水2秒完全潤濕,其親水性非常優異,具有優良的潤濕性能;由表3可知,非離子硅Siltouch SF-88在棉、粘膠織物處理的親水性可達到某親水硅油同類產品。

屏幕快照 2019-05-02 下午1.01.44.png
屏幕快照 2019-05-02 下午1.02.20.png
        Siltouch SF-80非離子硅柔軟劑具有優異的親水和柔軟性能,同時整理后漂白織物的白度值極高,即織物黃變/色變極少,漂白布經整理后織物白度與空白(原布)幾乎無差異,從而有利于企業印染加工進行。
2.2.3 柔軟劑整理后耐水洗性能

屏幕快照 2019-05-02 下午1.02.58.png
        采用Siltouch SF-80、親水硅油A和有機硅B按照1.2 應用試驗與測試分別對棉、粘膠及T/R針織物進行柔軟整理,測定整理織物的手感及整理織物經過5次家庭水洗后其手感以及親水性;測試結果見下表5。
由表5測試結果,可以看出經過5次水洗后,硅油Siltouch SF-88能保持相對比較良好的手感/親水性能,表現出良好的耐水洗性能。
2.3 硅柔軟劑的化學性能與其他助劑相容性
        采用非離子硅Siltouch SF-88、親水硅油A和有機硅油B產品按照1.3.5測試方法,測試在不同pH值、離子干擾等使用環境中放置24h,觀察溶液的狀態變化,測試結果見下表6。

屏幕快照 2019-05-02 下午1.03.57.png
        由上表6可看出,Siltouch SF-88與增白劑、活性固色劑及耐酸堿鹽穩定性佳,其化學穩定性均優于(市售)親水硅油A、有機硅油B;因而具有優越的耐酸堿、耐鹽性能,能與其他各種助劑(特別是后整理助劑)穩定配伍;該性能可為印染客戶在節能、減排方面提供保障與便利。
2.4 粘輥粘缸測試
        采取較高濃度(硅柔軟劑)條件下(硅乳液用量150g/l以上),在軋車上聯連續運轉6小時,觀察軋輥和軋槽內壁上的粘附物情況;測試結果見下表7。

屏幕快照 2019-05-02 下午1.04.38.png
        Siltouch SF-88的高穩定性確保產品在使用過程中不易產生破乳、沾輥等問題,從根本上杜絕了產生整理液漂油、織物硅斑問題,極大方便了客戶的使用。
3 .新型非離子硅Siltouch SF-88性能
        新型非離子硅柔軟劑Siltouch SF-88具有下列功能:
        (1)賦予織物極佳的柔軟、滑爽的手感及優異的懸垂性;
        (2)在改善織物手感的同時,具有優良的親水透氣濕性能,提升織物穿著舒適性;
        (3)極佳的自乳化性,滲透性強,手感提升效果好;
        (4)應用性能穩定,在長時間連續使用的情況下,不出現飄油或沾污等問題;
        (5)不影響織物的色光,尤其在加白/鮮亮織物上不影響織物白度和鮮艷度;
        (6)極佳的工藝同浴穩定性,適宜同固色劑、增白劑、印花色漿及功能整理等同浴進行;
        (7)不含APEO等禁用物質,易于生物降解。
4 .結語
        4.1 新型非離子硅Siltouch SF-88賦予織物蓬松、軟滑手感,且具有優異的親水性能,實現了手感和親水性能的完美結合,提升了織物的服用性能,且具有較好的耐洗性。
        4.2 用于棉、滌綸、尼龍等織物柔軟整理,穩定性極佳、產品使用過程不粘軋輥、不粘軋槽、不易造成硅油斑;以優異的低黃變性,克服了氨基硅油類柔軟劑的織物泛黃和色變等不足,適用于鮮艷(尤其增白、淺亮色)織物上,滿足了市場要求,為客戶使用提供便利。
        4.3 新型非離子硅柔軟劑Siltouch SF-88的離心穩定性,耐酸、堿、鹽穩定性,耐熱穩定性,與染料、助劑的相容性均較好,可與樹脂整理劑、催化劑同浴整理以及涂料/染料印花中同浴使用,不會產生漂油、聚集及色花問題。

作者簡介:
        彭志忠,江西新余人,印染高級工程師,從事紡織染整工藝近三十年,致力于紡織染整、印花新技術工藝研究及應用推廣等工作。
        手  機:13922372675(微信同號)
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