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氨基改性硅油在纺织品柔软中的应用
集萃印花网  2010-11-04 00:00:00
    【集萃网观察】1氨基改性硅油在纺织品柔软应用概况

  氨基改性有机硅柔软剂在棉、涤纶、丝绸、羊毛、亚麻、腈纶及超细纤维等织物的整理中有着广泛的应用。在实际应用过程中,可以用浸轧法,也可用浸渍法;

  可以单独使用,也可以在染浴中和染色同时进行或在染色结束冷却时加入,也可在清浴中加入。不同的整理工艺,可得到不同的柔软效果。

  氨基改性有机硅柔软剂由于氨基种类繁多,在-Si-O-链上的位置也各不相同,但用于织物柔软整理,均能赋予织物良好的柔软手感,抗折皱回复性大大提高。用作织物柔软整理剂的氨基硅油,其氨基摩尔分数一般均小于 10(mol)%,而且 70%以上皆为-C3H6NHC2H4NH2。近几年来,环氧化或酰化氨基硅油、环己氨基硅油、复合型氨基硅油等发展很快。

  氨基硅油能赋予合成纤维、天然纤维以及混纺纤维织物润滑感、柔软性、防皱性、抗撕裂性和回弹性等,使织物具有丰满似棉以及近乎毛和丝绸等动物纤维的手感。氨基硅油用作织物柔软剂,能赋予织物优良的柔软性和憎水性。憎水效果虽不如二甲基硅油处理后的织物,但耐洗性较好,这与氨基带极性及定向吸附在织物表面上有关。

  氨基硅油用在合成纤维中,可将丙烯腈纤维及聚酯短纤维整理成具有兽毛般及羽绒手感的产品,并大量用于絮棉柔软整理中。在新合纤等原料上利用桃皮整理可提高蓬松性和表面的触感或有染色效果增深的色相以及艳光,同时可取得富于弹性的手感等。聚酯纤维与其它纤维相比有染色浓度低,不鲜明的特点。信越公司的 Neso.Saachike等人发现将氨基硅油与硅烷交联剂或其水解物、乳化剂、水配成乳液作为深色聚酯纤维整理剂时,整理后的织物具有深色效果。例如,将 3500mPa·s 的氨基硅油 300 份、三甲氧基甲基硅烷水解物 1 份及聚氧乙烯十三烷基醚 25 份及适量的水配成 6%的乳液,用该乳液处理黑色聚酯纤维后,干燥并于 170 ℃热处理 1 分钟得到的显色值为12(12~13 有良好的浓色效果,14 无浓色作用)。Oosawa Yoshito 等人将氨基改性硅油与聚硅酸烷基酯、硅氧烷低聚物和乳化剂配成的乳液也能起到深色效果。超细纤维比一般合纤织物具有重量轻、透气、柔软、悬垂性好和穿着舒适等特点,用氨基改性有机硅柔软剂整理后,可使织物获得超级柔软的性能。氨基改性硅油微乳液透明稳定,由于颗粒小,能透入纤维空隙,均匀分布在纤维表面。聚酯等化纤在改性时加入含硅聚合物,能显著增加纤维的亲水性。

  毛织物、毛绒或绒线经有机硅整理可防缩、防皱、具有滑爽、柔软、丰满的手感和风格,穿着舒适美观,提高产品附加值,增加市场竞争力。以氨基、环氧改性有机硅和一般硅氧烷的共聚物,加多胺为交联催化剂可作永久压烫整理。国际上应用的Crosil 法是将羊毛织物先氯化处理,织物柔软度和手感可用交联剂用量来加以控制。为防止羊毛泛黄和损伤,羊毛防缩也可采用硅树脂来代替氯化工艺,有效整理剂的结构是侧链上至少含有二个氨基。将毛织物用等离子体进行前处理,再用有机硅柔软剂进行整理,也可改善毛织物的尺寸稳定性。

  利用氨基硅油对羊毛织物的良好的亲和性和吸附性,单独使用交联性氨基硅油,或与其他助剂一起共同作整理,可赋予羊毛织物良好的抗缩性。例如由 HO(Me2SiO)m[Me (C3H6NHC2H4NH2) SiO]nH,5 份聚氧乙烯烷基醚,2 份聚氧乙烯烷基苯基醚,12 份 HO (Me2SiO)nH,3 份 Me3SiO(MeHSiO)nSiMe3和 63 份水,配制成乳液,将毛织物浸入此乳液内,在 40℃下保持 20min,经轧液和干燥后在 150℃下烘焙 2min,得到抗皱的毛织物,洗涤后纵线收缩率为 0.3%,横线收缩率为 0.2%。对比整理前毛织物的收缩率相应为 10.3%及 8.3%。低聚合度烷氧基封端氨基硅油,还可作纤维油剂。但是,氨烃基(伯氨基)硅油整理的织物一般存在两个问题,即泛黄性和穿着性差。泛黄性是氨基被氧化的结果,一般认为是-NH2 转化成硝基(NO2)或亚硝基(-NO)之故。为了防止 NH2 的活泼氢被氧化,并进一步提高氨基硅油的柔软整理效果,当前,主要从两个方面改进:一是对氨基进行化学改性,包括与环氧化合物反应(又称环氧化作用)及与酰基化试剂反应(酰基化)。

  但在环氧化反应中,伯氨基及仲氨基的活泼氢均可与环氧基反应,即进行无选择性的反应,从而得到粘稠的产物而难以进行乳化。因此,控制环氧化反应程度很重要,否则将达不到改进氨基硅油性能的目的。为此,有人采用改进的方法合成环氧化氨基硅油:即将 300gHO (Me2SiO)nH,50g 聚氧乙烯壬基苯酚及 650g 水先配制成乳液,继而加入由 103gH2NC2H4NHC3H6SiMe(OMe)2,109g(CH2CHO)CH2OBu,25g 聚氧乙烯壬基苯酚及 325g 水配制成的第二乳液。混匀后,粘度不大,可直接用于处理涤纶布,经轧液、烘干,并在 150℃下焙烘 20min 后,得到的织物在 200℃下加热 30min不泛黄,且柔软性好。

  2 氨基改性有机硅与其它产品的复配品在纺织品上的应用

  氨基改性硅油与环氧基改性硅油复配而得的柔软剂用于合成纤维后整理,能赋予聚酯和聚丙烯腈等纤维羽毛般的柔软性和平滑性,赋予纤维耐久的平滑性和回弹性,并可减轻或避免单独使用氨基硅油所出现的泛黄现象。用于天然纤维后整理,可赋予纤维蓬松和柔软性。

  氨基改性硅油与羧基改性硅油共混用于织物整理,能增加耐久性,洗涤时不易脱落。用于处理高速缝纫线,能减轻高速缝纫时的动摩擦系数,增加缝纫线的高温稳定性;用于羊毛织物的柔软整理时,可有效强化硅氧烷在织物表面的吸附性,从而提高耐洗性及抗皱性。

  氨基改性硅油乳液中添加氯铂酸配制的非离子型水乳液,可以使整理后的织物具有阻燃性和柔软性。硅油与铂的质量比为 1:50×10-6,能达到很好的阻燃效果。氨基改性硅油用含有乙烯基或环氧基的有机溴化物改性后配制的阻燃柔软剂非常适合整理聚酯纤维。将氨基改性硅油与磷酸单酯分别制成乳液后再混合,配成的阻燃柔软剂对纯涤纶织物的阻燃效果与柔软效果也相当满意。

  应用环氧化物和有机硅柔软剂复合应用于毛织物,可显著改善其折皱回复角。两者复合使用比单独使用,效果显著提高。

  将甲烷基三甲氧基有机硅、环氧丙基三甲氧基有机硅、乙烯基三乙氧基有机硅、氨乙基氨环氧丙基三甲基有机硅组成的复合柔软剂,对棉织物整理后的织物性能进行研究。经应用整理,相比于阳离子柔软剂,复合有机硅柔软剂对织物的柔软性能和抗皱能力较有明显的改善。

  利用复配的氨基硅油对羊毛绒线进行柔软整理,绒线达到了滑、糯、亮的要求,例如将氨基硅油DC-6100(氨值0.6 ,手感柔软,耐黄变一般)和DC-2000(氨值0.3,分子量8万~9万,平滑性非常好,黄变小)乳化成30%的微乳液,与平滑剂HO-3025E(羟基硅油乳液,含固量29%,分子量30万)以一定的比例复配,当DC-6100用量40%,DC-2000用量40%,HO- 3025E用量20%,在整理工艺为柔软剂用量5%(O.W.F),浴比1:30,温度30~40℃,用HAC调节pH为5.0~6.0,时间30min时可达到柔软整理的要求。

  用氨基有机硅柔软剂、高脂肪季胺钠盐和脂肪酸缩合物复配,可使织物获得超柔软的手感。用N-壳聚糖季铵盐(14份)、氨基硅油(800份)、非离子型表面活性剂(壬基酚聚氧乙烯醚(240份)、脂肪醇聚氧乙烯醚(40份)、失水山梨醇脂肪酸酯(100份))及一种有机硅两性表面活性剂(14份),增溶剂(68份),水 (3600份)复配而成的有机硅柔软剂,不仅具有良好的稳定性和很好的柔软性,而且具有一定的抗菌活性。

  采用氨基有机硅油、脂肪酰胺类软片和蓬松丰满剂为复配物,整理羊毛衫、羊绒衫取得较为有效的效果。柔软整理时加入亲水性聚合物和抗静电剂,有助于提高羊毛衫织物的吸湿性和抗静电性,改善织物的服用性能。但加入抗静电剂会影响织物的柔软性能,例如用氨基改性有机硅柔软整理剂(25g/L)和十八烷基甜菜碱(35g/L)对精纺毛/涤织物进行柔软抗静电整理,最后测定其表面比电阻为2. 5 ×1010Ω,但是柔软性能比单独处理有所降低,作者认为可能是氨基改性有机硅整理剂在纤维表面发生了交联所致。

  在氨基硅油乳液中加偶联剂如甲基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、2, 3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、钛酸酯、脂肪环氧化合物如环氧氯丙烷和缩水甘油醚,交联剂异氰酸酯或适量反应性硅油,如含氢硅油、羧基硅油等均可进一步提高整理织物的柔软回弹性、抗皱性以及耐洗性。主链结构含SiOH、SiOR基的氨基硅整理剂与马来酸酐改性(摩尔比1:1)的氨丙基三乙氧基硅烷以及固化催化剂二辛基二月桂酸锡酯复配,则能固定织物的尺寸使之有良好的防缩效果,甚至使易收缩性纯羊毛织物水洗20次后的面积收缩率保持在0.3%以下。杨玉琴等人探索了羊毛纱线上柔软剂的复配及其应用工艺,确立了最佳氯化处理(剥鳞)工艺,以改性氨基硅柔软剂为主体的复配物64份的NP(平滑柔软剂),6份的CS–10(增光增滑剂),18份的CS-6(氨基硅聚乳液),再加12份的水。对羊毛纱线进行柔软处理,可获得羊绒般的手感,并具有防毡缩效果。

来源:印染在线

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